算法概论习题8.8

来源:互联网 发布:mac dashboard是什么 编辑:程序博客网 时间:2024/05/16 13:58

在精确的4SATEXACT 4SAT)问题中,输入为一组子句,每个子句都是恰好4个文字的析取,且每个变量最多在每个子句中出现一次。目标是求它的满足赋值——如果该赋值存在。证明精确的4SATNP-完全问题。


显然,4SAT问题是NP问题,所有可能的赋值总数的指数级的。现从3SAT归约到4SAT来证明4SATNP_完全问题:

给定3SAT的实例,对I中的任意子句(a1a2a3)转换为(a1a2a3y)(a1a2a3~y),我们记这样生成的4SAT实例为I',由II'的转换显然是多项式时间的。

接下来证明II'是等价的:

①若(a1∨a2a3)满足,则不管y是否为真,(a1a2a3y)(a1a2a3~y)都为真,即(a1a2a3y)(a1a2a3~y)满足。

②反之,若(a1a2a3y)(a1a2a3~y)满足,即(a1a2a3y)(a1a2a3~y)都为真,若y为真那么(a1a2a3)必须为真才可以保证(a1a2a3~y)为真,同理若y为假那么(a1a2a3)必须为真才可以保证(a1a2a3~y)为真,因此(a1a2a3)满足。

可见II'是等价的,即3SAT的任意实例都可以被转换成4SAT的一个等价实例。由于3SATNP_完全问题,所以4SAT也是NP_完全问题。