Статьи
Метод статистических сумм в задачах комбинаторной оптимизации
А. И. Барвинок Ленинградский институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова
Аннотация:
Рассматриваются задачи поиска
$\mathrm{max}\{f(x):x\in X\}$, где
$X$ – конечное подмножество
евклидова пространства
$V$, а
$f$ – сужение на множество
$X$ полиномиального функционала
$F\colon V\to\mathbb R$, а также поиска кратности
$\mu(f^{-1}(\mathsf a))$ данного значения
$\mathsf a\in\mathbb R$ функции
$f$ относительно некоторого заряда
$\mu$ на множестве
$X$. Для решения этих задач используется вычисление сумм
$$
\sum_{x\in X}\exp\{f(x)\}\mu(x),\quad\sum_{x\in X}f^m(x)\mu(X).
$$
Выделен и исследован класс множеств
$X$ с зарядами
$\mu$, для которых первая сумма может быть эффективно вычислена для любого линейного функционала
$F$. В приводимых примерах множества
$X$
являются орбитами или объединениями некоторых орбит точек в некотором представлении
симметрической группы. При этом вычисление упомянутых сумм ввиду двойственности Вейля сводится к вычислению определителя, пфаффиана, функций Шура, инвариантов полной линейной группы. Приведены следствия для классических задач комбинаторной оптимизации (обычная и квадратичная задачи о назначениях, задача о разбиениях, о поиске максимума квадратичной формы в целочисленных точках многогранника).
Ключевые слова:
комбинаторная оптимизация, статистическая сумма, задачи о назначениях, инварианты полной линейной группы.
Поступила в редакцию: 30.11.1989