We consider semigroup algorithmic problems in the Special Affine group $\mathsf{SA}(2, \mathbb{Z}) = \mathbb{Z}^2 \rtimes \mathsf{SL}(2, \mathbb{Z})$, which is the group of affine transformations of the lattice $\mathbb{Z}^2$ that preserve orientation. Our paper focuses on two decision problems introduced by Choffrut and Karhum\"{a}ki (2005): the Identity Problem (does a semigroup contain a neutral element?) and the Group Problem (is a semigroup a group?) for finitely generated sub-semigroups of $\mathsf{SA}(2, \mathbb{Z})$. We show that both problems are decidable and NP-complete. Since $\mathsf{SL}(2, \mathbb{Z}) \leq \mathsf{SA}(2, \mathbb{Z}) \leq \mathsf{SL}(3, \mathbb{Z})$, our result extends that of Bell, Hirvensalo and Potapov (SODA 2017) on the NP-completeness of both problems in $\mathsf{SL}(2, \mathbb{Z})$, and contributes a first step towards the open problems in $\mathsf{SL}(3, \mathbb{Z})$.


翻译:我们研究特殊仿射群 $\mathsf{SA}(2, \mathbb{Z}) = \mathbb{Z}^2 \rtimes \mathsf{SL}(2, \mathbb{Z})$ 中的半群算法问题。该群是保持定向的格 $\mathbb{Z}^2$ 的仿射变换群。本文聚焦于 Choffrut 与 Karhum\"{a}ki (2005) 提出的两个判定问题:$\mathsf{SA}(2, \mathbb{Z})$ 中有限生成子半群的单位元问题(半群是否包含单位元?)与群问题(半群是否为群?)。我们证明这两个问题都是可判定的且为 NP-完全问题。由于 $\mathsf{SL}(2, \mathbb{Z}) \leq \mathsf{SA}(2, \mathbb{Z}) \leq \mathsf{SL}(3, \mathbb{Z})$,我们的结果推广了 Bell、Hirvensalo 和 Potapov (SODA 2017) 关于 $\mathsf{SL}(2, \mathbb{Z})$ 中这两个问题的 NP-完全性结论,并为解决 $\mathsf{SL}(3, \mathbb{Z})$ 中的开放问题迈出了第一步。

0
下载
关闭预览

相关内容

【2022新书】谱图理论,Spectral Graph Theory,100页pdf
专知会员服务
76+阅读 · 2022年4月15日
专知会员服务
79+阅读 · 2021年3月16日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
【硬核书】群论,Group Theory,135页pdf
专知会员服务
131+阅读 · 2020年6月25日
MIT-深度学习Deep Learning State of the Art in 2020,87页ppt
专知会员服务
63+阅读 · 2020年2月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
2022年“菲尔兹奖”,颁给了这四位年轻人
学术头条
0+阅读 · 2022年7月6日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
AI界的State of the Art都在这里了
机器之心
12+阅读 · 2018年12月10日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2010年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月2日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月2日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月31日
VIP会员
最新内容
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
8+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
11+阅读 · 10月15日
综述|谁来改进机器人?迈向物理递归自我改进
专知会员服务
10+阅读 · 10月14日
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
10+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
14+阅读 · 10月13日
相关VIP内容
【2022新书】谱图理论,Spectral Graph Theory,100页pdf
专知会员服务
76+阅读 · 2022年4月15日
专知会员服务
79+阅读 · 2021年3月16日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
【硬核书】群论,Group Theory,135页pdf
专知会员服务
131+阅读 · 2020年6月25日
MIT-深度学习Deep Learning State of the Art in 2020,87页ppt
专知会员服务
63+阅读 · 2020年2月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2010年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员