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Untere Schranke bei Linearen Reduktionen

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Tags: Komplexitätstheorie, Lineare, Reduktion, Sonstiges

 
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bwigosch

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20:04 Uhr, 03.12.2012

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Hallo,

ich habe eine Frage zu linearen Reduktionen aus der Komplexitätstheorie:

Gegeben ist eine lineare Reduktion AlB(l heißt "linear reduzierbar"), also man sagt: "A ist linear reduzierbar auf B".
Nun ist zu zeigen, dass, wenn zur Lösung von A mindestens Omega(f(n)) Schritte notwendig, dann auch zur Lösung von B mindestens Omega(f(n)) Schritte notwendig sind. Mit anderen Worten: jede untere Schranke für A ist auch eine untere Schranke für B.

Meine Ideen bisher:
-AlB heißt, dass A unter Zuhilfenahme von B gelöst wird.
- Der Algorithmus für B wird dabei NUR EINMAL aufgerufen.
- Das Programm für A benötigt OHNE den Aufruf von B nur lineare Zeit (also O(n)).
-A wird dann in Zeit O(n)+X gelöst, wobei O(n) die lineare Zeit OHNE Aufruf von B
ist und X die Laufzeit des Algorithmus von B meint.
- Wenn die Lösung von A mindestens Omega(f(n)) Schritte erfordert, dann erfordert
aber auch O(n)+X mindestens Omega(f(n)) Schritte.
- Wie kann ich nun darauf schließen, dass auch X (also die Zeit des Algorithmus zur
Lösung von B) mindestens Omega(f(n)) Schritte benötigt?

Ich würde mich über Hilfe sehr freuen!

Vielen Dank schon im Voraus!
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bwigosch

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08:42 Uhr, 05.12.2012

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Hallo,

ich habe nun selbst eine Lösung gefunden, falls es wen interessiert:

Der Beweis erfolgt durch Wiederspruch.
Angenommen: B braucht weniger als Omega(f(n)) Schritte, z.B.:B Element von O(g(n)) mit g(n)<<f(n),d.h. g(n) ist asymptotisch kleiner als f(n). Das würde bedeuten, dass O(g(n)) eine obere Schranke für B ist und somit ist wegen der Voraussetzung AlB auch O(g(n)) eine obere Schranke für A. D.h. laut Voraussetzung braucht A mindestens Omega(f(n)) Schritte, aber auch höchstens O(g(n)) Schritte mit g(n)<<f(n). Das kann aber nicht sein. Wiederspruch!
Also folgt: B braucht mindestens Omega(f(n)) Schritte zur Lösung. q.e.d.