Pour quel k est PLANAR NAE k-SAT en P?

23

Le problème Not All Equal -SAT (NAE k -SAT), étant donné un ensemble C de clauses sur un ensemble X de variables booléennes telles que chaque clause contient au plus k littéraux, demande s'il existe une affectation de vérité des variables telles que chaque clause contient au moins un vrai et au moins un faux littéral.kkCXk

Le problème PLANAR NAE -SAT est la restriction de NAE k -SAT aux cas où le graphique bipartite d'incidence de C et X (c'est-à-dire le graphique des parties C et X avec une arête entre x X et c C si et seulement si x ou ¯ x appartient à c ), est plan.kkCXCXxXcCxx¯c

On sait que NAE 3-SAT est NP-complet (Garey et Johnson, Computers and Intractability; A Guide to the Theory of NP-Completeness), mais PLANAR NAE 3-SAT est en P (voir Planar NAE3SAT est en P, B Moret, ACM SIGACT News, Volume 19 Numéro 2, été 1988 - malheureusement je n'ai pas accès à cet article).

PLANAR NAE -SAT est-il en P pour certains k 4 ? Y a-t-il une valeur de k pour laquelle il a été démontré qu'elle est NP-complète?kk4k

Florent Foucaud
la source

Réponses:

23

PLANAR NAE -SAT est en P pour toutes les valeurs de k .kk

La raison en est que nous pouvons réduire PLANAR NAE -SAT à PLANAR NAE 3 -SAT. Soit ϕ une instance de PLANAR NAE k -SAT, et supposons que ϕ contient une clause C avec les littéraux 1 , 2 , , k . Introduisez une nouvelle variable v C et remplacez C par deux clauses NAE C 1 et C 2 . C 1 contient 3 littéraux 1 , 2k3ϕkϕC1,2,,kvCCC1C2C1312et , tandis que C 2 contient k - 1 littéraux ˉ v C , 3 , 4 , , k . Il est facile de voir que C est satisfiable si C 1C 2 l' est et que la transformation préserve la planarité. Maintenant, nous pouvons appliquer à plusieurs reprises cette procédure sur les clauses pour finalement obtenir une instance ϕ de NAE 3 -SAT comme souhaité.vCC2k1v¯C,3,4,,kCC1C2ϕ3

Arnab
la source
1
Très bonne réponse. Etait-ce déjà connu?
Serge Gaspers
1
Il semble que cette réduction "fonctionne" même sans la condition planaire, elle est donc probablement "connue"
Suresh Venkat
@Serge J'en suis sûr, mais je ne connais pas de référence.
arnab
6
Il s'agit d'une réduction standard, qui fonctionne également pour les SAT «ordinaires». Vous pouvez le trouver par exemple dans le livre de Sipser "Introduction à la théorie du calcul" et dans bien d'autres.
5501