Цилиндрическое алгебраическое разложение - Cylindrical algebraic decomposition

В математика, цилиндрическое алгебраическое разложение (CAD) - понятие, а алгоритм для его вычисления, которые необходимы для компьютерная алгебра и действительная алгебраическая геометрия. Учитывая набор S многочленов от р^п, цилиндрическое алгебраическое разложение - это разложение р^п в связанных полуалгебраические множества называется клетки, на котором каждый многочлен имеет постоянный знак: +, - или 0. Чтобы быть цилиндрический, это разложение должно удовлетворять следующему условию: Если 1 ≤k < п и π это проекция от р^п на р^п−k состоящий в удалении последнего k координаты, то для каждой пары ячеек c и d, есть либо π(c) = π(d) или же π(c) ∩ π(d) = ∅. Это означает, что изображения автора π ячеек определяют цилиндрическое разложениер^п−k.

Это понятие было введено Джордж Э. Коллинз в 1975 году вместе с алгоритм для его вычисления.

Алгоритм Коллинза имеет вычислительная сложность то есть двойная экспонента в п. Это верхний предел, который достигается для большинства записей. Существуют также примеры, для которых минимальное количество ячеек является дважды экспоненциальным, что показывает, что любой общий алгоритм цилиндрической алгебраической декомпозиции имеет двойную экспоненциальную сложность.

CAD обеспечивает эффективную версию исключение квантора над вещественными числами, который имеет гораздо лучшую вычислительную сложность, чем результат первоначального доказательства Теорема Тарского – Зайденберга.. Он достаточно эффективен, чтобы быть реализованным на компьютере. Это один из важнейших алгоритмов вычислительной действительная алгебраическая геометрия. Поиск путей улучшения алгоритма Коллинза или предоставления более сложных алгоритмов для подзадач, представляющих общий интерес, является активной областью исследований.

Реализации

• Mathematica: Цилиндрический
• QEPCAD - Исключение квантора путем частичной цилиндрической алгебраической декомпозиции
• Redlog

Рекомендации

• Басу, Саугата; Поллак, Ричард; Рой, Мари-Франсуаза Алгоритмы в реальной алгебраической геометрии. Второе издание. Алгоритмы и вычисления в математике, 10. Springer-Verlag, Berlin, 2006. x + 662 с. ISBN  978-3-540-33098-1; 3-540-33098-4
• Стшебонский, Адам. Цилиндрическая алгебраическая декомпозиция из MathWorld.
• Цилиндрическая алгебраическая декомпозиция в Алгоритмы планирования Стивен М. ЛаВалль. Доступ 13 июля 2007 г.
• Кавинесс, Боб; Джонсон, Джереми; Исключение квантора и цилиндрическая алгебраическая декомпозиция. Тексты и монографии по символическому вычислению. Springer-Verlag, Берлин, 1998.