Pour quel k est PLANAR NAE k-SAT en P?


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Le problème Not All Equal -SAT (NAE k -SAT), étant donné un ensemble C de clauses sur un ensemble X de variables booléennes telles que chaque clause contient au plus k littéraux, demande s'il existe une affectation de vérité des variables telles que chaque clause contient au moins un vrai et au moins un faux littéral.kkCXk

Le problème PLANAR NAE -SAT est la restriction de NAE k -SAT aux cas où le graphique bipartite d'incidence de C et X (c'est-à-dire le graphique des parties C et X avec une arête entre x ∈ X et c ∈ C si et seulement si x ou ¯ x appartient à c ), est plan.kkCXCXx∈Xc∈Cxx¯c

On sait que NAE 3-SAT est NP-complet (Garey et Johnson, Computers and Intractability; A Guide to the Theory of NP-Completeness), mais PLANAR NAE 3-SAT est en P (voir Planar NAE3SAT est en P, B Moret, ACM SIGACT News, Volume 19 Numéro 2, été 1988 - malheureusement je n'ai pas accès à cet article).

PLANAR NAE -SAT est-il en P pour certains k ≥ 4 ? Y a-t-il une valeur de k pour laquelle il a été démontré qu'elle est NP-complète?kk≥4k

Réponses:


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PLANAR NAE -SAT est en P pour toutes les valeurs de k .kk

La raison en est que nous pouvons réduire PLANAR NAE -SAT à PLANAR NAE 3 -SAT. Soit ϕ une instance de PLANAR NAE k -SAT, et supposons que ϕ contient une clause C avec les littéraux ℓ 1 , ℓ 2 , … , ℓ k . Introduisez une nouvelle variable v C et remplacez C par deux clauses NAE C 1 et C 2 . C 1 contient 3 littéraux ℓ 1 , ℓ 2k3ϕkϕCℓ1,ℓ2,…,ℓkvCCC1C2C13ℓ1ℓ2et , tandis que C 2 contient k - 1 littéraux ˉ v C , ℓ 3 , ℓ 4 , … , ℓ k . Il est facile de voir que C est satisfiable si C 1 ∧ C 2 l' est et que la transformation préserve la planarité. Maintenant, nous pouvons appliquer à plusieurs reprises cette procédure sur les clauses pour finalement obtenir une instance ϕ ′ de NAE 3 -SAT comme souhaité.vCC2k−1v¯C,ℓ3,ℓ4,…,ℓkCC1∧C2ϕ′3


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Très bonne réponse. Etait-ce déjà connu?
— Serge Gaspers

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Il semble que cette réduction "fonctionne" même sans la condition planaire, elle est donc probablement "connue"
— Suresh Venkat

@Serge J'en suis sûr, mais je ne connais pas de référence.
— arnab

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Il s'agit d'une réduction standard, qui fonctionne également pour les SAT «ordinaires». Vous pouvez le trouver par exemple dans le livre de Sipser "Introduction à la théorie du calcul" et dans bien d'autres.
— 5501
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