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限制阈值维数:将图布尔函数实现为多数门之合取

组合数学 2022-07-26 v2

摘要

顶点集为 nn 的图 GG 称为\emph{阈值图},若存在实数 a1,a2,,ana_1,a_2, \ldots, a_nbb,使得线性不等式 i=1naixib\sum \limits_{i=1}^n a_i x_i \leq b 的零一解恰为 GG 的团的特征向量。由 [Chv{\'a}tal 与 Hammer, Annals of Discrete Mathematics, 1977] 引入的图 GG 的\emph{阈值维数}(记为 \dimth(G)\dimth(G))是指其交给出 GG 的阈值图的最少个数。给定 nn 个顶点的图 GG,依 Chv{\'a}tal 与 Hammer,布尔函数 fG ⁣:{0,1}n{0,1}f_G\colon \{0,1\}^n \rightarrow \{0,1\} 满足 fG(x)=1f_G(x) = 1 当且仅当 xxGG 中某个团的特征向量。若存在图 GG 使 f=fGf=f_G,则称布尔函数 ff 为\emph{图}布尔函数。由此可知,对图 GG\dimth(G)\dimth(G) 恰为以其合取(AND)实现图布尔函数 fGf_G 的\emph{多数}门的最少个数。存在只能以指数多个多数门的合取实现的布尔函数这一事实,促使我们研究图的阈值维数。我们给出了图的阈值维数关于其树宽、最大度、退化数、顶点数、最小顶点覆盖大小等的上界(紧或近紧)。我们还研究了随机图与高围长图的阈值维数。

关键词

引用

@article{arxiv.2202.12325,
  title  = {Bounding threshold dimension: realizing graphic Boolean functions as the AND of majority gates},
  author = {Mathew C. Francis and Atrayee Majumder and Rogers Mathew},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2202.12325},
  year   = {2022}
}