Быстрые алгоритмы для считающих функций на свободных группах и свободных моноидах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В работе строятся эффективные алгоритмы для проверки, находятся ли две данные считающие функции на неабелевых свободных группах (или моноидах) на ограниченном расстоянии друг от друга, и для проверки, являются ли два данных считающих квазиморфизма на свободных неабелевых группах когомологичными. В качестве модели вычисления нами рассматривается многоленточная машина Тьюринга, для которой арифметические операции не считаются выполнимыми за постоянное время. В случае целочисленных коэффициентов мы строим линейный по времени алгоритм (предполагая, что в случае свободного моноида его ранг не меньше $3$). Для случая рациональных коэффициентов мы доказываем, что временная сложность равна $O(N\log N)$, где $N$ – размер входа, т.е. совпадает со сложностью сложения рациональных чисел (реализованного с помощью алгоритма Харви–ван дер Хувена для умножения целых чисел). Построенные алгоритмы основаны на нашей предыдущей работе, которая дает описание пространства ограниченных считающих функций.Библиография: 20 названий.

Об авторах

Алексей Леонидович Таламбуца

Математический институт им. В.А. Стеклова Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: altal@mi-ras.ru
кандидат физико-математических наук, без звания

Тобиас Хартник

Karlsruhe Institute of Technology

Email: tobias.hartnick@kit.de

Список литературы

  1. R. Brooks, “Some remarks on bounded cohomology”, Riemann surfaces and related topics: Proceedings of the 1978 Stony Brook conference (State Univ. New York, Stony Brook, NY, 1978), Ann. of Math. Stud., 97, Princeton Univ. Press, Princeton, NJ, 1981, 53–63
  2. D. Calegari, scl, MSJ Mem., 20, Math. Soc. Japan, Tokyo, 2009, xii+209 pp.
  3. S. Cook, On the minimum computation time of functions, Ph.D. thesis, Harvard Univ., Cambridge, MA, 1966
  4. Т. Кормен, Ч. Лейзерсон, Р. Ривест, К. Штайн, Алгоритмы: построение и анализ, Вильямс, М., 2011, 1296 с.
  5. R. Frigerio, Bounded cohomology of discrete groups, Math. Surveys Monogr., 227, Amer. Math. Soc., Providence, RI, 2017, xvi+193 pp.
  6. R. I. Grigorchuk, “Some results on bounded cohomology”, Combinatorial and geometric group theory (Edinburgh, 1993), London Math. Soc. Lecture Notes Ser., 204, Cambridge Univ. Press, Cambridge, 1995, 111–163
  7. T. Hartnick, P. Schweitzer, “On quasioutomorphism groups of free groups and their transitivity properties”, J. Algebra, 450 (2016), 242–281
  8. T. Hartnick, A. Sisto, “Bounded cohomology and virtually free hyperbolically embedded subgroups”, Groups Geom. Dyn., 13:2 (2019), 677–694
  9. T. Hartnick, A. Talambutsa, “Relations between counting functions on free groups and free monoids”, Groups Geom. Dyn., 12:4 (2018), 1485–1521
  10. A. Hase, Dynamics of $operatorname{Out}(F_n)$ on the second bounded cohomology of $F_n$
  11. D. Harvey, J. van der Hoeven, “Integer multiplication in time $O(nlog n)$”, Ann. of Math. (2), 193:2 (2021), 563–617
  12. J. E. Hopcroft, R. Motwani, J. D. Ullman, Introduction to automata theory, languages, and computation, 3rd ed., Pearson Education, Inc., Boston, MA, 2006, xvii+535 pp.
  13. P. Kiyashko, Bases for counting functions on free monoids and groups
  14. I. Krasikov, Y. Roditty, “On a reconstruction problem for sequences”, J. Combin. Theory Ser. A, 77:2 (1997), 344–348
  15. V. I. Levenstein, “Efficient reconstruction of sequences from their subsequences and supersequences”, J. Combin. Theory Ser. A, 93:2 (2001), 310–332
  16. M. Lothaire, Combinatorics on words, Cambridge Math. Lib., 2nd ed., Cambridge Univ. Press, Cambridge, 1997, xviii+238 pp.
  17. D. Osin, “Acylindrically hyperbolic groups”, Trans. Amer. Math. Soc., 368:2 (2016), 851–888
  18. M. V. Sapir, Combinatorial algebra: syntax and semantics, With contributions by V. S. Guba, M. V. Volkov, Springer Monogr. Math., Springer, Cham, 2014, xvi+355 pp.
  19. A. Schonhage, V. Strassen, “Schnelle Multiplikation grosser Zahlen”, Computing (Arch. Elektron. Rechnen), 7 (1971), 281–292
  20. А. Л. Тоом, “О сложности схемы из функциональных элементов, реализующей умножение целых чисел”, Докл. АН СССР, 150:3 (1963), 496–498

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Таламбуца А.Л., Хартник Т., 2023

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).