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P2 The Identity Problem in the special affine group of Z<sup>2</sup>

Z² 上的特殊仿射群中的恒等元问题
LICS 2023 38th Annual ACM/IEEE Symposium on Logic in Computer Science (LICS)2023匹配度 1/10 · 该论文属于群论与自动机/可判定性理论,研究特殊仿射群中半群恒等元问题与群问题的可判定性和 NP 完全性,与用户关注的 PL/AI 静态分析、LLM/Agent、浮点程序分析或贝叶斯程序分析没有直接关联。虽然涉及理论形式化,但缺乏工程实现或程序分析场景的联系。引用 3 inbox
Ruiwen Dong
crossref: 2026-09-12dblp: 2026-09-12

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一句话:证明 Z² 的特殊仿射群中有限生成半群的恒等元问题与群问题可判定且 NP 完全。

论文研究特殊仿射群 SA(2,Z)=Z² ⋊ SL(2,Z) 中有限生成子半群的算法问题,聚焦 Choffrut 与 Karhumäki 提出的恒等元问题(半群是否含单位元)和群问题(半群是否为群)。作者证明这两个判定问题都是可判定的,并且是 NP 完全的。由于 SL(2,Z) ≤ SA(2,Z) ≤ SL(3,Z),该结果扩展了 Bell、Hirvensalo 与 Potapov(SODA 2017)关于 SL(2,Z) 中两个问题 NP 完全性的结论,并向 SL(3,Z) 中相关公开问题迈出第一步。

问题
判定 SA(2,Z) 的有限生成子半群是否包含单位元,以及该半群是否构成群。
方法
对特殊仿射群中的半群算法问题给出可判定性证明,并证明其 NP 完全性。
评估
通过可判定性与复杂度分析扩展 SL(2,Z) 的已知结果,并为 SL(3,Z) 的公开问题提供第一步。
原文摘要(Abstract)

We consider semigroup algorithmic problems in the Special Affine group ${\text{SA}}(2,{\mathbb{Z}}) = {{\mathbb{Z}}^2} \rtimes {\text{SL}}(2,{\mathbb{Z}})$, which is the group of affine transformations of the lattice ${{\mathbb{Z}}^2}$ that preserve orientation. Our paper focuses on two decision problems introduced by Choffrut and Karhumäki (2005): the Identity Problem (does a semigroup contain a neutral element?) and the Group Problem (is a semigroup a group?) for finitely generated sub-semigroups of ${\text{SA}}(2,{\mathbb{Z}})$. We show that both problems are decidable and NP-complete. Since ${\text{SL}}(2,{\mathbb{Z}}) \leq {\text{SA}}(2,{\mathbb{Z}}) \leq {\text{SL}}(3,{\mathbb{Z}})$, our result extends that of Bell, Hirvensalo and Potapov (SODA 2017) on the NP-completeness of both problems in ${\text{SL}}(2,{\mathbb{Z}})$, and contributes a first step towards the open problems in ${\text{SL}}(3,{\mathbb{Z}})$.

链接与引用

DOI 原文 · DBLP

BibTeX
@inproceedings{abs-2301-09502,
  title = {The Identity Problem in the special affine group of Z<sup>2</sup>},
  author = {Ruiwen Dong},
  booktitle = {LICS},
  year = {2023},
  doi = {10.1109/lics56636.2023.10175768}
}