שאלה מבוססת מקור

בכל אחד מן הסעיפים הבאים מוצגות טענה ואלגוריתם. קבעו בכל סעיף האם האלגוריתם המוצג מגדיר רדוקציית זמן פולינומי…

0בחינות1מטלות0שיעורים1מסמכי מקור
שאלה פתוחהq-de6cbdfc6e77

נוסח השאלה

בכל אחד מן הסעיפים הבאים מוצגות טענה ואלגוריתם. קבעו בכל סעיף האם האלגוריתם המוצג מגדיר רדוקציית זמן פולינומי המוכיחה את הטענה, והוכיחו את טענותיכם. מומלץ להריץ את האלגוריתם על מספר קלטים פשוטים יחסית כדי לקבל תחושה.

נשתמש בהגדרות הבאות:

  • נוסחה בוליאנית מצורת CNFCNF היא ספיקה במובן NAENAE (Not All Equal) אם קיימת השמה שעבורה בכל הסגר יש ליטרל שערכו TrueTrue וליטרל שערכו FalseFalse. עבור kk טבעי נגדיר k-NAE={⟨φ⟩∣φ נוסחת k-CNF הספיקה במובן NAE}.k\text{-}NAE=\{\langle\varphi\rangle\mid\varphi\text{ נוסחת }k\text{-}CNF\text{ הספיקה במובן }NAE\}.
  • נגדיר MAX-IS={⟨G,k⟩∣k הוא גודלה של הקבוצה הבלתי תלויה המקסימלית ב-G}.MAX\text{-}IS=\{\langle G,k\rangle\mid k\text{ הוא גודלה של הקבוצה הבלתי תלויה המקסימלית ב-}G\}. כלומר, קיימת ב-GG קבוצה בלתי תלויה בגודל kk, וכל קבוצה בלתי תלויה ב-GG היא בגודל לכל היותר kk.
  1. טענה: 3-SAT≤pSAT3\text{-}SAT\le_p SAT.
    אלגוריתם: לכל קלט xx, החזר את xx.

  2. טענה: 3-NAE≤p3-SAT3\text{-}NAE\le_p3\text{-}SAT.
    אלגוריתם: לכל קלט xx, החזר את xx.

  3. טענה: 3-SAT≤p4-NAE3\text{-}SAT\le_p4\text{-}NAE.
    אלגוריתם: בהינתן קידוד של נוסחה φ\varphi מצורת 33-CNFCNF, נוסיף לכל אחד מהסגרי φ\varphi משתנה חדש xx — אותו משתנה לכל ההסגרים — ונחזיר את הנוסחה המתקבלת בצירוף השמה הנותנת ל-xx את הערך 00.

  4. טענה: 3-SAT≤p4-NAE3\text{-}SAT\le_p4\text{-}NAE.
    אלגוריתם: בהינתן קידוד של נוסחה φ\varphi מצורת 33-CNFCNF, נוסיף לכל אחד מהסגרי φ\varphi משתנה חדש xx — אותו משתנה לכל ההסגרים — ונחזיר את הנוסחה המתקבלת.

  5. טענה: 4-NAE≤p3-NAE4\text{-}NAE\le_p3\text{-}NAE.
    אלגוריתם: בהינתן נוסחה φ\varphi מצורת 44-CNFCNF, נחליף כל הסגר של φ\varphi הכולל ארבעה ליטרלים, כלומר הסגר מן הצורה

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

    כאשר ℓi\ell_i הוא ליטרל לכל 1≤i≤41\le i\le4, בשני ההסגרים

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

    עבור משתנה חדש xx; לכל הסגר בנוסחה המקורית נוסף משתנה חדש שונה. נחזיר את הנוסחה המתקבלת.

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

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

  8. טענה: SAT≤pISSAT\le_p IS.
    אלגוריתם: בהינתן נוסחה φ\varphi מצורת CNFCNF בעלת mm הסגרים, נחזיר את (G,m)(G,m), כאשר G=(V,E)G=(V,E) הוא גרף לא מכוון המוגדר כך:

    • קבוצת הקודקודים VV: לכל הסגר של φ\varphi ולכל השמה למשתני ההסגר המספקת את ההסגר, יוגדר קודקוד.
    • קבוצת הקשתות EE: כל שני קודקודים המתאימים להשמות של אותו הסגר יחוברו בקשת. בנוסף יחוברו בקשת שני קודקודים המתאימים להשמות של הסגרים שונים אשר סותרות זו את זו, כלומר אחת מהן נותנת למשתנה מסוים ערך 11 והאחרת נותנת לו ערך 00.

    למשל, עבור הנוסחה

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

    יש שלוש השמות עבור המשתנים x1,x3x_1,x_3 המספקות את ההסגר הראשון ושבע השמות עבור המשתנים x1,x2,x3x_1,x_2,x_3 המספקות את ההסגר השני; לכן בגרף יהיו עשרה קודקודים.

    ההשמה הנותנת 00 ל-x1x_1 ו-11 ל-x3x_3 מספקת את ההסגר הראשון. ההשמה הנותנת 11 ל-x1x_1, 11 ל-x2x_2 ו-11 ל-x3x_3 מספקת את ההסגר השני. לכל אחת מן ההשמות מתאים קודקוד בגרף. ההשמות נותנות ל-x1x_1 ערכים שונים ולכן סותרות; הקודקודים המתאימים יחוברו בקשת.

  9. טענה: 3-SAT≤pIS3\text{-}SAT\le_p IS.
    אלגוריתם: האלגוריתם מן הסעיף הקודם.

  10. טענה: SAT≤pMAX-ISSAT\le_p MAX\text{-}IS.
    אלגוריתם: זהה לזה שראינו בשיעור ברדוקציה מ-SATSAT ל-ISIS.

נוסח מטלה שנבדק אנושית.

ייחוס מדויק

מופעים לפי מסמך מקור

כל כרטיס הוא קובץ שונה באמת. גרסאות או שאלונים כפולים באותו PDF מוצגים בתוך אותו כרטיס ואינם מגדילים את מספר המועדים.

מטלה

2026 א׳

2026א_03_תרגיל_3.md

שאלה 4עמוד 1נבדק אנושית