О сложности и аппроксимируемости некоторых евклидовых задач оптимального суммирования
А. В. Еремеевab,
А. В. Кельмановac,
А. В. Пяткинac a 630090 Новосибирск, пр-т Коптюга, 4, Ин-т матем. СО РАН
b 644077 Омск, пр-т Мира, 55А, Омский гос. ун-т
c 630090 Новосибирск, ул. Пирогова, 2, Новосибирский гос. ун-т
Аннотация:
Анализируется статус вычислительной сложности нескольких известных дискретных экстремальных задач с измененным направлением оптимизации, а именно: c
$\max$ на
$\min$. Рассматриваются евклидовы задачи поиска подмножества в конечном множестве точек (векторов). В этих задачах целевые функции зависят либо только от нормы суммы элементов подмножества, либо от этой нормы и мощности искомого подмножества. Доказано, что если размерность пространства является частью входа, то все рассмотренные задачи
$\mathrm{NP}$-трудны в сильном смысле. Установлено, что при фиксированной размерности пространства все задачи
$\mathrm{NP}$-трудны даже в двумерном случае (на плоскости) и для них не существует приближенных алгоритмов с гарантированной оценкой точности, если
$\mathrm{P\ne NP}$. Показано, что если координаты входных точек целочисленны, то все задачи разрешимы за псевдополиномиальное время в случае, когда размерность пространства фиксирована. Библ. 17.
Ключевые слова:
евклидово пространство, кластерный анализ, поиск подмножества, норма суммы, NP-трудность, псевдополиномиальная разрешимость, дискретные экстремальные задачи.
УДК:
519.7 Поступила в редакцию: 20.11.2015
DOI:
10.7868/S0044466916100082