Source-backed question

מולטיגרף הוא גרף לא מכוון שעשויות להיות בו קשתות מקבילות ולולאות. הקלט לבעיית Max-Cut-Multi הוא מולטיגרף G=(V,…

0Exams1Assignments0Lessons1Source documents
שאלה פתוחהq-cab588c841f2

נוסח השאלה

מולטיגרף הוא גרף לא מכוון שעשויות להיות בו קשתות מקבילות ולולאות. הקלט לבעיית Max-Cut-MultiMax\text{-}Cut\text{-}Multi הוא מולטיגרף G=(V,E)G=(V,E) ומספר טבעי kk, והשאלה היא האם קיים חתך ב-GG שגודלו לפחות kk.

  1. בסעיף זה נוכיח כי

    3-NAE≤pMax-Cut-Multi.3\text{-}NAE\le_p Max\text{-}Cut\text{-}Multi.

    נגדיר את הרדוקציה הבאה.

    קלט: נוסחה φ\varphi מצורת 33-CNFCNF מעל המשתנים x1,…,xnx_1,\ldots,x_n, המכילה mm הסגרים.

    1. הרדוקציה תבנה מולטיגרף G=(V,E)G=(V,E) באופן הבא:

      • קודקודים: V={x1,…,xn,xˉ1,…,xˉn}.V=\{x_1,\ldots,x_n,\bar x_1,\ldots,\bar x_n\}.
      • קשתות:
        • קשתות משתנים: בין כל משתנה לשלילתו.
        • קשתות הסגרים: בין כל זוג ליטרלים השייכים לאותו הסגר.

      שימו לב שעשויים להוסיף יותר מקשת אחת בין שני קודקודים. למשל, אם

      φ=(x1∨x2∨xˉ3)∧(x1∨xˉ2∨xˉ3),\varphi=(x_1\vee x_2\vee\bar x_3)\wedge(x_1\vee\bar x_2\vee\bar x_3),

      אז בין הקודקודים x1x_1 ו-xˉ3\bar x_3 תוסיף הרדוקציה שתי קשתות. על כן הגרף המתקבל הוא מולטיגרף.

    2. הרדוקציה תחזיר את הגרף GG ואת המספר

      k=n+2m.k=n+2m.

    הוכיחו כי האלגוריתם המתואר מהווה רדוקציית זמן פולינומי מ-33-NAENAE ל-Max-Cut-MultiMax\text{-}Cut\text{-}Multi.

    הערה: ניתן להניח שבנוסחת 33-CNFCNF מופיעים בכל הסגר בדיוק שלושה ליטרלים משלושה משתנים שונים.

    המלצה: רשמו לעצמכם מספר נוסחאות וראו כיצד האלגוריתם עובד.

  2. בסעיף זה נוכיח כי הבעיות Max-CutMax\text{-}Cut ו-Max-Cut-MultiMax\text{-}Cut\text{-}Multi שקולות פולינומית.

    1. הראו כי

      Max-Cut≤pMax-Cut-Multi.Max\text{-}Cut\le_p Max\text{-}Cut\text{-}Multi.
    2. יהי G=(V,E)G=(V,E) מולטיגרף. נסמן ב-G′=(V′,E′)G'=(V',E') את הגרף הבא:

      • קודקודים: V′=V∪V′′V'=V\cup V'', כך שלכל קשת {u,v}∈E\{u,v\}\in E יהיו ב-V′′V'' שני קודקודים u′,v′u',v' ייחודיים לאותה קשת.
      • קשתות: ב-E′E' יהיו שלוש הקשתות {u,u′}, {u′,v′}, {v′,v}\{u,u'\},\ \{u',v'\},\ \{v',v\} לכל קשת {u,v}\{u,v\} בגרף המקורי.

      הוכיחו כי G′G' הוא גרף פשוט, וכי ב-GG קיים חתך בגודל לפחות kk אם ורק אם ב-G′G' קיים חתך בגודל לפחות

      2∣E∣+k.2|E|+k.
    3. הראו כי

      Max-Cut-Multi≤pMax-Cut.Max\text{-}Cut\text{-}Multi\le_p Max\text{-}Cut.

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 A

2026א_04_תרגיל_4.md

Question 2Page 1Human reviewed