กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 2 นาที

ปัญหาการแจงนับจุดยอด

ในทางคณิตศาสตร์ปัญหาการนับจุดยอดสำหรับโพลีโทป คอมเพล็กซ์ เซลล์โพลี เฮดรั ลการจัดเรียงไฮเปอร์เพลนหรือวัตถุอื่น ๆ ของเรขาคณิตแบบไม่ต่อเนื่องคือปัญหาการกำหนดจุดยอด ของวัตถุ...

ปัญหาการแจงนับจุดยอด

ในทางคณิตศาสตร์ปัญหาการนับจุดยอดสำหรับโพลีโทป คอมเพล็กซ์ เซลล์โพลี เฮดรั ลการจัดเรียงไฮเปอร์เพลนหรือวัตถุอื่น ๆ ของเรขาคณิตแบบไม่ต่อเนื่องคือปัญหาการกำหนดจุดยอด ของวัตถุ โดยให้การแสดงแบบเป็นทางการของวัตถุ ตัวอย่างคลาสสิกคือปัญหาการนับจุดยอดของโพลีโทปนูนที่ระบุโดยชุดของอสมการเชิงเส้น : [ 1 ]

โดยที่Aคือ เมทริกซ์ขนาด m × n , xคือ เวกเตอร์คอลัมน์ขนาด n × 1 ของตัวแปร และbคือ เวกเตอร์คอลัมน์ขนาด m × 1 ของค่าคงที่ ปัญหาผกผัน ( คู่ขนาน ) ของการหาอสมการขอบเขตที่กำหนดโดยจุดยอดเรียกว่าการแจงนับเหลี่ยมมุม (ดูอัลกอริทึมของเปลือกนูน )

ความซับซ้อนในการคำนวณ

ความซับซ้อนในการคำนวณของปัญหานี้เป็นหัวข้อการวิจัยในวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์สำหรับโพลีเฮดราที่ไม่จำกัด ปัญหานี้เป็นที่ทราบกันว่าเป็น NP-hard กล่าวคือ ไม่มีอัลกอริทึมใดที่ทำงานในเวลาพหุนามในขนาดอินพุต-เอาต์พุตรวม เว้นแต่ว่า P=NP [ 2 ]

บทความปี 1992 โดยDavid AvisและKomei Fukuda [ 3 ]นำเสนออัลกอริทึมการค้นหาแบบย้อนกลับซึ่งค้นหา จุดยอด vจุดของโพลีโทปที่กำหนดโดยระบบ อสมการ n ที่ไม่เสื่อม สภาพใน มิติ d (หรือในทางกลับกัน ด้าน v ด้านของส่วนนูนของ จุด nจุดใน มิติ dโดยที่แต่ละด้านมี จุดที่กำหนด d จุดพอดี ) ในเวลาO ( ndv ) และพื้นที่ O( nd ) จุดยอด vจุดในการจัดเรียง ระนาบไฮเปอร์ n ระนาบ อย่างง่าย ใน มิติ dสามารถพบได้ในเวลา O( n 2 dv ) และความซับซ้อนของพื้นที่ O( nd ) อัลกอริทึม Avis–Fukuda ปรับอัลกอริทึมไขว้สำหรับเมทริกซ์แบบมีทิศทาง

บทความปี 2025 โดย Zelin Dong, Fenglei Fan, Huan Xiong และ Tieyong Zeng [ 4 ]ได้นำกฎ Zeroมาใช้ในอัลกอริทึมการค้นหาย้อนกลับที่ได้รับการปรับให้เหมาะสม กฎการหมุนนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถยุติได้ภายในdขั้นตอน ผ่านการวิเคราะห์คุณสมบัติอย่างเป็นทางการ กฎนี้ได้ถูกรวมเข้ากับอัลกอริทึมที่มีประสิทธิภาพ ทำให้ได้ความซับซ้อนของเวลา O( n 2 d 2 (vv d ) + ndv d ) โดยที่v dหมายถึงจำนวนพจนานุกรมที่ไปถึงสถานะสุดท้ายใน การหมุน d ครั้งภาย ใต้กฎ Zeroซึ่งจะกลายเป็น O( nd 4 v ) สำหรับการจัดเรียงแบบง่าย ซึ่งปรับปรุงจากความซับซ้อน O( n 2 dv ) ของรุ่นก่อนหน้า

หมายเหตุ

  1. ^ Eric W. Weisstein CRC Concise Encyclopedia of Mathematics, 2002, ISBN 1-58488-347-2หน้า 3154 บทความ "การแจงนับจุดยอด"
  2. ^ Leonid Khachiyan; Endre Boros; Konrad Borys; Khaled Elbassioni; Vladimir Gurvich (มีนาคม 2008). "การสร้างจุดยอดทั้งหมดของทรงหลายเหลี่ยมเป็นเรื่องยาก"เรขาคณิตแบบไม่ต่อเนื่องและเชิงคำนวณ 39 ( 1– 3): 174– 190. doi : 10.1007/s00454-008-9050-5 .
  3. ^ David Avis; Komei Fukuda (ธันวาคม 1992). "อัลกอริทึมการหมุนสำหรับขอบนูนและการนับจุดยอดของการจัดเรียงและทรงหลายเหลี่ยม"เรขาคณิตแบบไม่ต่อเนื่องและเชิงคำนวณ 8 (1): 295– 313. doi : 10.1007/BF02293050 .
  4. เซลิน ตง; เฟิงเล่ยฟาน; เฮือนซง; เถี่ยหยง เจิง (พฤศจิกายน 2025) "อัลกอริทึมที่มีประสิทธิภาพสำหรับการแจงนับจุดยอดของการจัดเรียง" คณิตศาสตร์ประยุกต์แบบไม่ต่อเนื่อง . 380 : 649– 671.
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Vertex_enumeration_problem&oldid=1322422862 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ปัญหาการแจงนับจุดยอด

ในทางคณิตศาสตร์ปัญหาการนับจุดยอดสำหรับโพลีโทป คอมเพล็กซ์ เซลล์โพลี เฮดรั ลการจัดเรียงไฮเปอร์เพลนหรือวัตถุอื่น ๆ ของเรขาคณิตแบบไม่ต่อเนื่องคือปัญหาการกำหนดจุดยอด ของวัตถุ...

ความซับซ้อนในการคำนวณ

ความ ซับซ้อนในการคำนวณ ของปัญหานี้เป็นหัวข้อการวิจัยใน วิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ สำหรับโพลีเฮดราที่ไม่จำกัด ปัญหานี้เป็นที่ทราบกันว่าเป็น NP-hard กล่าวคือ ไม่มีอัลกอริทึมใดที่ทำงานในเวลาพหุนามในขนาดอินพุต-เอาต์พุตรวม เว้นแต่ว่า P=NP [ 2 ]

หมายเหตุ

^ Eric W. Weisstein CRC Concise Encyclopedia of Mathematics, 2002, ISBN 1-58488-347-2 หน้า 3154 บทความ "การแจงนับจุดยอด" ^ Leonid Khachiyan; Endre Boros; Konrad Borys; Khaled Elbassioni; Vladimir Gurvich (มีนาคม 2008).