Maximizing Nash welfare over indivisible goods is a central problem in resource allocation. For additive valuations, the best-known approximation factor is roughly $e^{-1/e}\approx0.692$, and the problem is APX-hard. We study Nash welfare maximization under lexicographic valuations, where every good is worth more than the total value of all lower-ranked goods. This large-gap structure makes preferences almost ordinal, which might suggest that the problem becomes easy. We show, however, that the picture is more nuanced: although lexicographic valuations enable stronger algorithmic guarantees, they retain significant computational hardness. Our first main result is a $(1/\sqrt{2}-ε)\approx(0.707-ε)$-approximation algorithm for weighted Nash welfare under lexicographic valuations, improving over the inherited guarantee of roughly $e^{-1/e}$. The algorithm rounds the configuration LP for Nash welfare, for which we show a matching integrality gap of $\sqrt{2}$. Our second main contribution is an exact algorithmic polynomial time framework for ordered lexicographic instances and doubling lexicographic instances. We introduce a domination-based branch-and-prune method for which we prove a mutual-exclusion property between sibling subtrees and use a matrix-based leaf-counting argument to bound the pruned recursion tree by a polynomial when the number of agents is constant. Finally, we show that large gaps do not eliminate hardness, as Nash welfare maximization is NP-hard even for ordered lexicographic valuations, and it is NP-hard to obtain a $0.9996$-approximation even for doubling lexicographic valuations. Thus, lexicographic valuations make Nash welfare maximization easier, but not easy: they admit tighter approximation and exact algorithms in important cases, yet still require intricate techniques and preserve some of the hardness of the general additive setting.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【ICML2024】揭示Graph Transformers 中的过全局化问题
专知会员服务
21+阅读 · 2024年5月27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
论文浅尝 | GMNN: Graph Markov Neural Networks
开放知识图谱
20+阅读 · 2020年2月14日
【NeurIPS 2019】7篇自动化神经网络搜索(NAS)论文简读
中国人工智能学会
15+阅读 · 2019年9月13日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
论文浅尝 | Improved Neural Relation Detection for KBQA
开放知识图谱
13+阅读 · 2018年1月21日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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
1+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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 7月3日
VIP会员
相关主题
最新内容
《最强大的军事网状网络》
专知会员服务
6+阅读 · 9月7日
《预测陆军征兵任务分配》110页
专知会员服务
5+阅读 · 9月7日
分层反无人机系统发展新趋势
专知会员服务
11+阅读 · 9月3日
何为协作武器?
专知会员服务
11+阅读 · 9月1日
相关资讯
论文浅尝 | GMNN: Graph Markov Neural Networks
开放知识图谱
20+阅读 · 2020年2月14日
【NeurIPS 2019】7篇自动化神经网络搜索(NAS)论文简读
中国人工智能学会
15+阅读 · 2019年9月13日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
论文浅尝 | Improved Neural Relation Detection for KBQA
开放知识图谱
13+阅读 · 2018年1月21日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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
1+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
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