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Forma rápida de encontrar la raíz más pequeña$\mod M$ de un polinomio

Suponga que dado un polinomio de grado $d$ con coeficientes enteros:

$$ P(x) = \sum_{i=0}^{d}{a_i x^i} $$

Es allí una manera rápida de encontrar el más pequeño de raíz modulo $M$ donde $M$ es algún número compuesto con conocidos de la factorización? (O es que hay una razón para creer que no puede haber una manera rápida?)

Por "más pequeño de la raíz" me refiero a el entero más pequeño $x$ en $\{0, 1, 2, ..., M-1\}$ con $P(x) \equiv 0 \mod M$. Y por "rápido", me refiero a tiempo de ejecución que es el polinomio en $\log M$ e $d$.

Esta pregunta se me ocurrió después de leer acerca de Calderero del método. Encuentra las más pequeñas de la raíz, pero sólo si es menos de $M^{1/d}$. Y no utiliza ningún tipo de información acerca de $M$. Así que me preguntaba si usted podría hacerlo mejor si no sabian $M$'s factores.

Un ataque de fuerza bruta manera sería así: Supongamos que escribe $M$ como un producto de primer poderes, es decir,

$$M = \prod_{j=0}^{k}{{p_j}^{e_j}}$$

En primer lugar, encontrar las raíces de $P(x)$ modulo de cada ${p_j}^{e_j}$, a continuación, utilizar la CRT para levantar cada combinación de raíces hasta una raíz $\mod M$. A continuación, sólo tiene que elegir la más pequeña.

Pero si $M$ tiene un montón de factores, entonces termina con demasiadas combinaciones y es peor que el polinomio en $\log M$.

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Erick Wong Puntos 12209

Es una vieja resultado de Adelman y Manders "NP-completo los problemas de decisión para los polinomios cuadráticos" (1976) que la solución de la ecuación de $ax^2 + by = c$ para $x,y$ en los números naturales es NP-completo. La palabra clave aquí es natural, debido a que esto requiere no sólo eso $x^2 \equiv c \pmod {b}$, pero también que $0 < x \le \sqrt{c/a}$. Es fácil resolver el sistema modular de la plaza de la raíz del problema, pero (para general compuesta $c$) es difícil determinar si existe una construcción modular de la raíz cuadrada por debajo de un obligado. Esto demuestra que el problema también es NP-duro: si se pudiera calcular el menos positivo de la raíz de los polinomios de mod $M$, entonces sería trivial para decidir si existe uno por debajo de un obligado.

Hay algunos consejos de discusión en el Adelman-Manders de papel en: http://mathoverflow.net/questions/72628/number-theory-and-np-complete

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