The Unbounded Subset Sum (USS) problem is an NP-hard computational problem where the goal is to decide whether there exist non-negative integers $x_1, \ldots, x_n$ such that $x_1 a_1 + \ldots + x_n a_n = b$, where $a_1 < \cdots < a_n < b$ are distinct positive integers with $\text{gcd}(a_1, \ldots, a_n)$ dividing $b$. The problem can be solved in pseudopolynomial time, while specialized cases, such as when $b$ exceeds the Frobenius number of $a_1, \ldots, a_n$ simplify to a total problem where a solution always exists. This paper explores the concept of totality in USS. The challenge in this setting is to actually find a solution, even though we know its existence is guaranteed. We focus on the instances of USS where solutions are guaranteed for large $b$. We show that when $b$ is slightly greater than the Frobenius number, we can find the solution to USS in polynomial time. We then show how our results extend to Integer Programming with Equalities (ILPE), highlighting conditions under which ILPE becomes total. We investigate the diagonal Frobenius number, which is the appropriate generalization of the Frobenius number to this context. In this setting, we give a polynomial-time algorithm to find a solution of ILPE. The bound obtained from our algorithmic procedure for finding a solution almost matches the recent existential bound of Bach, Eisenbrand, Rothvoss, and Weismantel (2024).


翻译:无界子集和(USS)问题是一个NP难计算问题,其目标是判断是否存在非负整数 $x_1, \ldots, x_n$,使得 $x_1 a_1 + \ldots + x_n a_n = b$,其中 $a_1 < \cdots < a_n < b$ 是互异正整数且满足 $\text{gcd}(a_1, \ldots, a_n)$ 整除 $b$。该问题可在伪多项式时间内求解,而某些特殊情形(例如当 $b$ 超过 $a_1, \ldots, a_n$ 的弗罗贝尼乌斯数时)会简化为解必然存在的“全问题”。本文探讨USS中的全性问题。在此设定下的挑战在于实际找出一个解,尽管我们已知解的存在性是有保证的。我们聚焦于解在 $b$ 较大时必然存在的USS实例。我们证明,当 $b$ 略大于弗罗贝尼乌斯数时,可以在多项式时间内找到USS的解。随后,我们展示了如何将结果推广至等式型整数规划(ILPE),并阐明了ILPE成为全问题的条件。我们研究了对角弗罗贝尼乌斯数——这是弗罗贝尼乌斯数在此语境下的恰当推广。在此框架下,我们给出了一种在多项式时间内求解ILPE的算法。我们算法求解过程所得到的界,几乎匹配了Bach、Eisenbrand、Rothvoss与Weismantel(2024)近期提出的存在性界。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
3+阅读 · 5月30日
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
4+阅读 · 5月30日
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
14+阅读 · 5月30日
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
8+阅读 · 5月30日
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
战略前沿人工智能的再思考(中文)
专知会员服务
8+阅读 · 5月29日
《量化地基防空系统间接效应的博弈论方法》
专知会员服务
6+阅读 · 5月29日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员