Lớp bài toán NP-đầy đủ (NP-Complete)

Một phần của tài liệu Chu trình Hamilton tổng quát trong đồ thị vô hướng Nguyễn Văn Thái. (Trang 27 - 28)

Định nghĩa 1.30. Ta nói L là bài toán thuộc loại NP-C nếu các khẳng định sau là đúng:

1) L thuộc NP

2) Với mọi ngôn ngữ L’NP có một phép thu thời gian đa thức L’ về L Định lý 1.3 Nếu bài toán P1 là NP-C, P2 là NP và có một phép thu thời gian đa thức từ P1 về P2 thì P2 cũng là NP-C.

Chứng minh: Ta cần chứng tỏ rằng mỗi ngôn ngữ L thuộc NP đều thu được P2 trong thời gian đa thức. Khi đó theo định nghĩa P2 sẽ thuộc NP-C.

Thật vậy, vì P1 là NP-C nên có một phép thu đa thức L về P1. Giả sử thời gian của phép thu này là P(n). Vì thế một chuỗi WL có chiều dài n được biến đổi thành một chuối xP1 có chiều dài tối đa là P(n). Ta cũng biết rằng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

có một phép thu đa thức từ P1 về P2. Giả sử thời gian của phép thu này là

q(m). Thế thì phép thu này biến đổi chuỗi xP1 về chuỗi y nào đó thuộc P2

với thời gian tối đa là q(p(n)). Vì thế phép biến đổi WL về yP2 mất thời gian tối đa là p(n) + q(p(n)), đây cũng là một đa thức. Như vậy, ta kết luận rằng L có thể thu về P2 trong thời gian đa thức.

Định lý 1.4. Nếu có một bài toán nào đó là NP-C mà lại thuộc lớp P thì ta có P = NP.

Chứng minh: Giả sử có bài toán QNP-CQP. Thế thì mọi ngôn ngữ L trong NP đều thu được về Q trong thời gian đa thức. Nếu QP thì L

P. Như vậy NPP. Kết hợp với điều hiển nhên là PNP ta được P = NP.

Nhận xét: Chúng ta vẫn tin tưởng rằng nhiều bài toán thuộc lớp NP

nhưng không thuộc P nên chúng ta sẽ xem việc chứng minh một bài toán là

NP-C có giá trị ngang với việc chứng minh rằng nó không thể giải được trong thời gian đa thức, và vì thế không có lời giải đúng nào bằng máy tính (và ta sẽ chỉ đi tìm lời giải gần đúng).

Một phần của tài liệu Chu trình Hamilton tổng quát trong đồ thị vô hướng Nguyễn Văn Thái. (Trang 27 - 28)