Polynomkluring.
Hej PA!
Jag tänker på ett polynom med icke-negativa heltalskoefficienter. Ditt mål är att lista ut mitt polynom genom att ställa frågor av typen "Vad är ?", där du väljer som vilket heltal som helst.
Vilket är det minsta antalet frågor du behöver ställa för att lista ut mitt polynom?
Vad tror ni?
Fick denna på ett seminarium för en problemlösningskurs för några månader sedan. Riktigt snyggt problem!
Preliminär tanke
En preliminär tanke är att vi borde ha ett worst-case-scenario - om är av grad så måste vi i värsta fall ställa frågor för att hitta polynomet. Vi bara fortsätter tvinga fram ett polynom med regression tills vi får ett med endast icke-negativa heltalskoefficienter.Visa spoiler
Borde funka med 2 gissningar.
Först frågar man P(1) och får svaret n, summan av koefficienterna. Eftersom koefficienterna är positiva har vi att n+1 är större än varje koefficient.
Så vi frågar sedan P(n+1), svaret i bas n+1 ger oss entydigt koefficienterna.
Visa spoiler
Jag är genuint lite ställd lite ställd av det här resultatet.
Man kan ställa frågor P(1),P(2),P(3).... osv, godtyckligt många frågor och det kan finnas oändlig många polynom som har samma värden.
Men fråga P(1) och P(P(1)+1) så är det entydigt bestämt!
Visa spoiler
Anta att polynomet är .
- Fråga om vilket input som helst, och låt . Det kommer gälla att .
Om så kan vi dra slutsatsen att . Annars, fortsätt till steg 2. - Fråga om valfritt input . De okända koefficienterna ges då av uttryckt i basen .
Två följdfrågor som jag kommer grubbla över medan jag borstar tänderna:
(a) Vad händer om vi tillåter att ha negativa koefficienter?
(b) Vad händer om vi ändrar problmet så att är ett polynom i två variabler med ickenegativa koefficienter?
Visa spoiler
Observera att det är viktigt att vi bara får fråga om P(k) där k är heltal.
Annars hade det räckt med en enda gissning, fråga P(pi), eftersom pi är transcendentalt kan inte två polynom med heltalskoefficienter anta samma värde i pi och eftersom mängden av polynom med heltalskoefficienter är uppräknelig så kan vi gå igenom den mängden, en och en, tills vi matchar P(pi)
Gällande kommentaren i #7
Hur många decimaler tänker du be oraklet om när du frågar om P(pi)? 🙂
oggih skrev:Gällande kommentaren i #7
Hur många decimaler tänker du be oraklet om när du frågar om P(pi)? 🙂
Visa spoiler
Tänkte också på detta. Vad händer om oraklet måste svara exakt?
Så om måste den svara 😇
AlexMu skrev:oggih skrev:Gällande kommentaren i #7
Hur många decimaler tänker du be oraklet om när du frågar om P(pi)? 🙂
Visa spoiler
Tänkte också på detta. Vad händer om oraklet måste svara exakt?
Så om måste den svara 😇
Haha ja, det blir lite märkligt!
oggih skrev:Två följdfrågor som jag kommer grubbla över medan jag borstar tänderna:
(a) Vad händer om vi tillåter att ha negativa koefficienter?
(b) Vad händer om vi ändrar problmet så att är ett polynom i två variabler med ickenegativa koefficienter?
Efter en del funderande hävdar jag nu att svaret på följdfrågorna är att (a) gör det omöjligt att bestämma polynomet genom ett ändligt antal frågor, och att (b) gör det möjligt att bestämma polynomet genom tre frågor.
Är det någon som vill försöka sig på ett bevis av detta? ^_^