9;T :H verier que Ej 9;T H
n
Cet algorithme est polynomial et il fait appel a un oracle de complexite p2 (Exi-T)11.
La complexite deArg-Test donc au plusP
p
2 = p
3.
2eme
partie : la completude ?
L'etude de la completude est plus dicile. En eet, on conna^t quelques problemes p3-complets, par exemple le probleme du double sac a dos de [Joh90], ou quelques
problemes d'abduction de [EG93]. Toutefois, je n'ai pas reussi a ramener polynomia- lement un de ces problemes a Arg-T12. On ne peut donc pas prouver simplement la
completude, si completude il y a.
10Ce resultat n'est pas surprenant. Dans [EG93], Eiter et Gottlob ont deni le probleme abductif suivant :
instance:P = (V;H;M;T) unPap(probleme d'abduction propositionnel) avecV un ensemble de
variables propositionnelles,H un ensemble d'hypotheses (atomes propositionnels), M un ensemble de manifestations (formules propositionnelles),T une theorie consistante (formules propositionnelles) ;
question : Existe-t-il une explication pourP ? (une explication est un sous-ensemble H
0 tel que H0 H, T[H 0est consistant, (T [H 0) j=M).
Ce probleme peut ^etre transforme enExi-Tde la maniere suivante :E = T[H et G = M.
11Voir la demonstration de la complexitedu mecanisme de revisionFmr(theoreme A.2.1 page 238 de l'annexe A
page 235) pour l'utilisation dans un algorithme de deux oracles, l'un de complexiteX et l'autre de complexiteco-X.12 Le probleme du double sac a dos de [Joh90] se ramene sans diculte majeure a un probleme de deduction en logique des predicats. Malheureusement, il faut que la logique utilisee dans le problemeArg-Tetudie ici soit la
logique propositionnelle, sinon les problemes de satisabilite deviennent indecidables et donc n'appartiennent plus aNP.
Par contre, on peut peut-^etre raner le resultat d'appartenance a une classe comme Nebel l'a fait dans le calcul des complexites deFmretUbr(voir dans [Neb91] et dans
l'annexe A page 235), c'est-a-dire montrer que Arg-T2p3 - (p2 [p2).
Pour cela on compare le problemeArg-Ta des problemes de classe inferieure dans la
hierarchie polynomiale. On constate alors que :
le problemeExi-Tse ramene polynomialement aArg-T:
Soit \E;H", une instance deExi-T, posons :
- f(E) = E[fH!Ggavec G nouvelle variable propositionnelle
(G n'appara^t pas dans E), - f(H) = G. Remarques preliminaires :
H !G est consistante avec n'importe quelle these Y
0 de E : soit Y0 these.
Y0 est consistante, donc admet un modele M0. Or G n'appara^t pas dans E,
donc n'appara^t pas dans Y0. On peut ainsi etendre le modele M0de Y0a un
modele M en rajoutant la valeurvraipour la variable propositionnelle G. On a ainsi M modele de Y0et modele de H
!G. H!G est donc consistante
avec toute these de E.
Aucune des theses de f(E) n'infere:G.
Quelle que soit Y these de f(E), Y sera de la forme Y = Y0
[fH!Ggavec
Y0these de E. Ceci vient du fait que la formule H
!G est consistante avec
toutes les theses de E.
Quelle que soit Y these de f(E), Y `G ssi Y 0
`H, car :
Y0
`H)8M
0modele de Y0, M0(H) = vrai(soit X une formule, M(X)
est la valeur de verite de X dans l'interpretation M) ; on cherche a mon- trer que Y `G, donc que8M modele de Y , M est un modele de G ; M
etant un modele de Y et Y = Y0
[fH!Gg, M est donc un modele de
Y0et de H
!G ; ainsi, on a M(H) = vraiet M(H !G) =vrai, donc
M(G) = vrai, donc Y `G.
Y `G et supposons que Y 0
6`H)9M
0modele de Y0tel que M0(H) =
faux )9M modele de Y deni par M
0etendu avec M(G) =fauxce qui
contredit l'hypothese Y `G.
Montrons alors que : f(E)j
A;Tf(H) ,Ej 9;T H : f(E)jA;TG ,
il existe Y these de f(E) telle que Y `G
et aucune des autres theses n'infere:G ,
il existe Y these de f(E) telle que Y `G
(voir remarques preliminaires)
,
il existe Y0 these de E telle que Y0 `H
(voir remarques preliminaires)
,
Ej 9;T
H
le probleme co-Exi-Tse ramene polynomialement aArg-T:
Soit \E;H", une instance de co-Exi-T, posons :
- f(E) = E[f:Hg,
- f(H) =:H.
soit Y contient:H :
soit Y = Y0
[f:Hgavec Y
0these de E consistante avec
:H et:H62Y 0
donc Y0
6`H et Y infere:H,
soit Y = Y0 avec Y0these de E consistante avec
:H et :H 2 Y 0donc
Y0
6`H et Y infere:H,
soit il n'existe pas de these Y0 de E consistante avec
:H et alors il
existe un sous-ensemble S de E consistant, qui peut ^etre vide, tel que Y = S[f:Hg,
soit Y ne contient pas :H et alors Y = Y
0avec Y0these de E inconsistante
avec:H donc inferant H.
On a alors les proprietes suivantes :
Propriete 4.1.1
Si toutes les thesesY0 de E sont consistantes avec:H (donc
n'inferent pas H) alors toutes les theses def(E) sont : soit de la formeY = Y0 [f:Hgsi:H62Y 0, soit de la formeY = Y0 si :H2Y 0,
et, bien s^ur, elles inferent :H et n'inferent pasH ;
Propriete 4.1.2
S'il existe une theseY0 de E qui infereH (donc inconsistanteavec :H) alors il existe une theseY de f(E) de la formeY = Y
0 qui infereH ;
Propriete 4.1.3
(contraposee de la propriete 4.1.2) si aucune these Y de f(E)n'infereH alors aucune these Y0de E n'infereH.
Montrons alors que : f(E)jA;Tf(H),Ej6 9;T H. Tout d'abord : f(E)j A;T :H ,
9Y these de f(E) telle que Y `:H
et8Y these de f(E) Y 6`H )
(a cause de la propriete 4.1.3)
8Y 0these de E, Y0 6`H , Ej6 9;T H D'autre part : Ej6 9;T H , 8Y 0these de E, Y0 6`H )
(a cause de la propriete 4.1.1)
8Y these de f(E), Y 6`H et Y `:H )
9Y these de f(E) telle que Y `:H
et8Y these de f(E) Y 6`H ,
f(E)jA;T:H
On a donc Exi-T /Arg-T et co-Exi-T/ Arg-T(avec Exi-Tqui est p2-complet
et co-Exi-Tqui est p2-complet). Donc Arg-T2p3 et est p2-dicile et p2-dicile.
En utilisant le theoreme A.1.4 page 237 donne dans l'annexe A page 23513, on prouve
donc que, si p26= p2,Arg-T2p3- (p2[p2). 2
13Ce theoreme A.1.4 page 237 sera utilise de maniere systematique dans les demonstrations du type \le probleme
2pk - (pk
1[pk