Who needs crossings?: Noncrossing linkages are universal, and deciding (global) rigidity is hard
Notice bibliographique
Résumé
We exactly settle the complexity of graph realization, graph rigidity, and graph global rigidity as applied to three types of graphs: "globally noncrossing" graphs, which avoid crossings in all of their configurations; matchstick graphs, with unit-length edges and where only noncrossing configurations are considered; and unrestricted graphs (crossings allowed) with unit edge lengths (or in the global rigidity case, edge lengths in $\{1,2\}$). We show that all nine of these questions are complete for the class $\exists\mathbb R$, defined by the Existential Theory of the Reals, or its complement $\forall\mathbb R$; in particular, each problem is (co)NP-hard. One of these nine results—that realization of unit-distance graphs is $\exists\mathbb R$-complete—was shown previously by Schaefer (2013), but the other eight are new. We strengthen several prior results. Matchstick graph realization was known to be NP-hard (Eades & Wormald 1990, or Cabello et al. 2007), but its membership in NP remained open; we show it is complete for the (possibly) larger class $\exists\mathbb R$. Global rigidity of graphs with edge lengths in $\{1,2\}$ was known to be coNP-hard (Saxe 1979); we show it is $\forall\mathbb R$-complete. The majority of the paper is devoted to proving an analog of Kempe's Universality Theorem---informally, "there is a linkage to sign your name"—for globally noncrossing linkages. In particular, we show that any polynomial curve $\phi(x,y)=0$ can be traced by a noncrossing linkage, settling an open problem from 2004. More generally, we show that the regions in the plane that may be traced by a noncrossing linkage are precisely the compact semialgebraic regions (plus the trivial case of the entire plane). Thus, no drawing power is lost by restricting to noncrossing linkages. We prove analogous results for matchstick linkages and unit-distance linkages as well.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,020 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,003 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,003 | 0,005 |
| Communication savante | 0,006 | 0,020 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,004 |
| Intégrité de la recherche | 0,005 | 0,007 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,014 | 0,002 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».