證明精確的4SAT是NP 完全問題

2021-07-25 05:42:05 字數 1131 閱讀 7778

題目描述:

在精確的4sat(

exact 4sat

)問題中,輸入為一組子句,每個子句都是恰好

4個文字的析取,且每個變數最多在每個子句中出現一次。目標是求它的滿足賦值——如果該賦值存在。證明精確的

4sat

是np_

完全問題。

顯然,4sat問題是

np問題,所有可能的賦值總數的指數級的。現從

3sat

歸約到4sat

來證明4sat

為np_

完全問題:

給定3sat的例項,對

i中的任意子句(a1∨

a2∨a3)轉換為

(a1∨a2∨

a3∨y)(a1∨a2

∨a3∨~y)

,我們記這樣生成的

4sat

例項為i',由

i到i'

的轉換顯然是多項式時間的。

接下來證明i和

i'是等價的:

①若(a1∨a2∨

a3)滿足,則不管

y是否為真,

(a1∨a2∨

a3∨y)和

(a1∨a2∨

a3∨~y)都為真,即

(a1∨a2∨

a3∨y)(a1∨a2

∨a3∨~y)

滿足。②反之,若(a1∨a2∨

a3∨y)(a1∨a2

∨a3∨~y)

滿足,即

(a1∨a2∨

a3∨y)和

(a1∨a2∨

a3∨~y)都為真,若

y為真那麼(a1∨

a2∨a3)必須為真才可以保證

(a1∨a2∨

a3∨~y)為真,同理若

y為假那麼(a1∨

a2∨a3)必須為真才可以保證

(a1∨a2∨

a3∨~y)為真,因此(a1∨

a2∨a3)滿足。

可見i和

i'是等價的,即

3sat

的任意例項都可以被轉換成

4sat

的乙個等價例項。由於

3sat

為np_

完全問題,所以

4sat

也是np_

完全問題。

精確4SAT問題np完全性證明

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