Source-backed question

בכל סעיף מוצגות טענה ואלגוריתם. קבעו אם האלגוריתם מגדיר רדוקציית זמן פולינומי המוכיחה את הטענה, והוכיחו את קבי…

0Exams1Assignments0Lessons1Source documents
שאלה פתוחהq-716dd4cb6e83

נוסח השאלה

בכל סעיף מוצגות טענה ואלגוריתם. קבעו אם האלגוריתם מגדיר רדוקציית זמן פולינומי המוכיחה את הטענה, והוכיחו את קביעתכם.

נשתמש בהגדרות:

  • נוסחת CNFCNF ספיקה במובן NAENAE אם קיימת השמה שבה בכל הסגר יש ליטרל שערכו TrueTrue וליטרל שערכו FalseFalse. עבור kk טבעי, kNAEkNAE היא שפת נוסחאות kCNFkCNF הספיקות במובן NAENAE.
  • MAX-ISMAX\text{-}IS היא שפת כל הקידודים ⟨G,k⟩\langle G,k\rangle שעבורם הגודל המרבי של קבוצה בלתי תלויה ב-GG הוא kk; כלומר, קיימת קבוצה בלתי תלויה בגודל kk, ולכל קבוצה בלתי תלויה UU ב-GG מתקיים ∣U∣≤k|U|\le k.
  1. טענה: 3SAT≤p4NAE3SAT\le_p4NAE.
    אלגוריתם: בהינתן נוסחת 3CNF3CNF φ\varphi, נוסיף לכל הסגר משתנה חדש xx — אותו משתנה לכל ההסגרים — ונחזיר את הנוסחה המתקבלת בצירוף השמה הנותנת ל-xx את הערך FalseFalse.

  2. טענה: 3SAT≤p4NAE3SAT\le_p4NAE.
    אלגוריתם: אותה בנייה, אך מחזירים רק את הנוסחה המתקבלת.

  3. טענה: 4NAE≤p3NAE4NAE\le_p3NAE.
    אלגוריתם: כל הסגר

    (ℓ1∨ℓ2∨ℓ3∨ℓ4)(\ell_1\vee\ell_2\vee\ell_3\vee\ell_4)

    מוחלף בשני ההסגרים

    (ℓ1∨ℓ2∨x),(ℓ3∨ℓ4∨xˉ),(\ell_1\vee\ell_2\vee x), \qquad (\ell_3\vee\ell_4\vee\bar x),

    כאשר לכל הסגר מקורי נוסף משתנה חדש שונה.

  4. טענה: MAX-IS≤pISMAX\text{-}IS\le_p IS.
    אלגוריתם: לכל קלט xx, החזר את xx.

  5. טענה: IS≤pMAX-ISIS\le_p MAX\text{-}IS.
    אלגוריתם: לכל קלט xx, החזר את xx.

  6. טענה: SAT≤pISSAT\le_p IS.
    אלגוריתם: בהינתן נוסחת CNFCNF φ\varphi בעלת mm הסגרים, נחזיר ⟨G,m⟩\langle G,m\rangle, כאשר G=(V,E)G=(V,E) מוגדר כך:

    • לכל הסגר של φ\varphi ולכל השמה למשתניו המספקת אותו, יוגדר קודקוד.
    • כל שני קודקודים המתאימים להשמות של אותו הסגר יחוברו בקשת. בנוסף, יחוברו שני קודקודים מהסגרים שונים אם ההשמות שהם מייצגים סותרות זו את זו.

    למשל, עבור

    (xˉ1∨x3)∧(x1∨xˉ2∨x3)(\bar x_1\vee x_3)\wedge(x_1\vee\bar x_2\vee x_3)

    יש שלוש השמות מספקות להסגר הראשון ושבע לשני, ולכן בגרף עשרה קודקודים. ההשמה x1=False,x3=Truex_1=False,x_3=True וההשמה x1=x2=x3=Truex_1=x_2=x_3=True סותרות בערך x1x_1, ולכן הקודקודים המתאימים מחוברים.

  7. טענה: 3SAT≤pIS3SAT\le_p IS.
    אלגוריתם: האלגוריתם מן הסעיף הקודם.

  8. טענה: SAT≤pISSAT\le_p IS.
    אלגוריתם: בהינתן נוסחת CNFCNF φ\varphi בעלת mm הסגרים, נחזיר ⟨G,m⟩\langle G,m\rangle. לכל ליטרל בכל הסגר מתאים קודקוד; שני קודקודים מחוברים אם ורק אם הם מייצגים ליטרלים באותו הסגר או מייצגים משתנה ושלילתו.

    למשל, עבור

    (xˉ1∨x2∨x3)∧(x1∨xˉ2∨x3)(\bar x_1\vee x_2\vee x_3)\wedge(x_1\vee\bar x_2\vee x_3)

    יהיו שישה קודקודים, אחד לכל מופע של ליטרל. שלושת קודקודי כל הסגר מחוברים זה לזה; בנוסף, הקודקוד של xˉ1\bar x_1 בהסגר הראשון מחובר לקודקוד של x1x_1 בשני, והקודקוד של x2x_2 בראשון מחובר לקודקוד של xˉ2\bar x_2 בשני.

  9. טענה: SAT≤pMAX-ISSAT\le_p MAX\text{-}IS.
    אלגוריתם: האלגוריתם מן הסעיף הקודם.

נוסח מטלה שנבדק אנושית.

Exact provenance

Appearances by source document

Each card is a genuinely distinct file. Printed versions inside one PDF stay in that card and do not inflate the sitting count.

Assignment

2026 B

2026ב_02_תרגיל_בית_2.md

Question 1Page 1Human reviewed