دالة المجموعة الفرعية الجمعية

في الرياضيات، تُعرف دالة المجموعة شبه الجمعية بأنها دالة مجموعة تتميز، بشكل غير رسمي، بأن قيمة هذه الدالة على اتحاد مجموعتين لا تتجاوز مجموع قيمها على كل مجموعة على حدة. ويرتبط هذا المفهوم ارتباطًا وثيقًا بخاصية شبه الجمعية للدوال الحقيقية.

تعريف

يتركΩأوميغاكن مجموعة وو:2ΩR{\displaystyle f\colon 2^{\Omega }\rightarrow \mathbb {R} }لتكن دالة مجموعة ، حيث2Ω{\displaystyle 2^{\Omega }}يشير إلى مجموعة القوى لـΩأوميغاتكون الدالة f شبه جمعية إذا كان لكل مجموعة جزئيةS{\displaystyle S}وتي{\displaystyle T}لΩأوميغالديناو(S)+و(تي)و(Sتي){\displaystyle f(S)+f(T)\geq f(S\cup T)}[ 1 ] [ 2 ] لاحظ أنه بالاستبدال بـتي=S{\displaystyle T=S}وبإدخالها في المعادلة المحددة، يترتب على ذلك أنو(S)0{\displaystyle f(S)\geq 0}للجميعS{\displaystyle S} .

أمثلة على الدوال شبه الجمعية

مثالٌ يومي على خاصية الجمع الجزئي: عند خلط الرمل بالماء، يكون الحجم الكلي للخليط أصغر من مجموع أحجام حبيبات الرمل، لأن الماء يتجمع في الفراغات بينها. ويحدث وضعٌ مشابه، ولكن بآلية مختلفة، عند خلط الإيثانول بالماء، انظر الخاصية المولية الظاهرية .

كل دالة مجموعة فرعية غير سالبة هي دالة فرعية جمعية (عائلة الدوال الفرعية غير السالبة موجودة بشكل صارم في عائلة الدوال الفرعية الجمعية).

الدالة التي تحسب عدد المجموعات اللازمة لتغطية مجموعة معينة هي دالة شبه جمعية. ليكنتي1،...،تيمΩ{\displaystyle T_{1},\dotsc ,T_{m}\subseteq \Omega }بحيثأنا=1متيأنا=Ω{\displaystyle \cup _{i=1}^{m}T_{i}=\Omega }. يُعرِّفو{\displaystyle f}باعتبارها الحد الأدنى لعدد المجموعات الجزئية اللازمة لتغطية مجموعة معينة. رسميًا،و(S){\displaystyle f(S)}هو الحد الأدنى للعددت{\displaystyle t}بحيث توجد مجموعاتتيأنا1،...،تيأنات{\displaystyle T_{i_{1}},\dotsc ,T_{i_{t}}}مُرضٍSج=1تتيأناج{\displaystyle S\subseteq \cup _{j=1}^{t}T_{i_{j}}}. ثمو{\displaystyle f}هو شبه إضافي.

أكبر دالة في مجموعة الدوال الجمعية هي دالة فرعية جمعية (وبالمقابل، أصغر دالة في مجموعة الدوال الجمعية هي دالة فائقة الجمعية ). رسميًا، لكلأنا{1،...،م}{\displaystyle i\in \{1,\dotsc ,m\}}، يتركأأنا:ΩR{\displaystyle a_{i}\colon \Omega \to \mathbb {R} }لتكن دوال مجموعات جمعية. إذنو(S)=الأعلىأناأأنا(S){\displaystyle f(S)=\max _{i}a_{i}(S)}هي دالة مجموعة فرعية جمعية.

تُعد دوال المجموعات شبه الجمعية الكسرية تعميمًا للدوال شبه المعيارية وحالة خاصة من الدوال شبه الجمعية.و{\displaystyle f}ويكون أيضًا شبه جمعي كسري إذا استوفى التعريف التالي. [ 1 ] لكلSΩ{\displaystyle S\subseteq \Omega }، كلX1،...،XنΩ{\displaystyle X_{1},\dotsc ,X_{n}\subseteq \Omega }وكلα1،...،αن[0،1]{\displaystyle \alpha _{1},\dotsc ,\alpha _{n}\in [0,1]}، لو1Sأنا=1نαأنا1Xأنا{\displaystyle 1_{S}\leq \sum _{i=1}^{n}\alpha _{i}1_{X_{i}}}، ثمو(S)أنا=1نαأناو(Xأنا){\displaystyle f(S)\leq \sum _{i=1}^{n}\alpha _{i}f(X_{i})}مجموعة الدوال شبه الجمعية الجزئية تساوي مجموعة الدوال التي يمكن التعبير عنها كأكبر قيمة للدوال الجمعية، كما في المثال الوارد في الفقرة السابقة. [ 1 ]

انظر أيضاً

الاقتباسات

  1. 1 2 3 فيج، أوريل (2009). "حول تعظيم الرفاهية عندما تكون دوال المنفعة شبه جمعية". مجلة SIAM للحوسبة . 39 (1): 122-142 . doi : 10.1137/070680977 .
  2. دوبزينسكي، شاهار؛ نيسان، نوام ؛ شابيرا، مايكل (2005). "خوارزميات التقريب للمزادات التوافقية مع مقدمي العروض غير المكملين". وقائع الندوة السنوية السابعة والثلاثين لجمعية آلات الحوسبة حول نظرية الحوسبة . الصفحات 610-618 . doi : 10.1145/1060590.1060681 . ISBN  1-58113-960-8.