On the set of continuously differentiable concave extensions of a Boolean function


Cite item

Full Text

Abstract

This paper is devoted to the study of the existence of extremal elements of the set of continuously differentiable concave extensions to the set $[0,1]^n$ of an arbitrary Boolean function $f_{B}(x_1,\ldots,x_n)$, as well as finding the cardinality of the set of continuously differentiable concave extensions to $[0,1]^n$ of the Boolean function $f_{B}(x_1,\ldots,x_n).$ As a result of the study, it is proved that, firstly, for any Boolean function $f_{B}(x_1,\ldots,x_n)$ among its continuously differentiable concave extensions to $[0,1]^n$ there is no maximal element, secondly, if the Boolean function $f_{B}(x_1,\ldots,x_n)$ has more than one essential variable, then among its continuously differentiable concave extensions to $[0,1]^n$ there is no minimal element, and if the Boolean function is constant or has only one essential variable, then among its continuously differentiable concave extensions to $[0,1]^n$ there is a unique minimal element, the explicit form of which is given in the paper. It was also established that the cardinality of the set of continuously differentiable concave extensions to $[0,1]^n$ of an arbitrary Boolean function $f_{B}(x_1,\ldots,x_n)$ is equal to the continuum.

About the authors

Dostonjon N. Barotov

Financial University under the Government of the Russian Federation

Author for correspondence.
Email: DNBarotov@fa.ru
ORCID iD: 0000-0001-5047-7710

Senior Lecturer, Mathematics and Data Analysis Department

Russian Federation, 49/2 Leningradsky Prospekt, Moscow 125167, Russian Federation

Ruziboy N. Barotov

Khujand State University named after academician Bobojon Gafurov

Email: ruzmet.tj@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3729-6143

Lecturer, Mathematical Analysis named after Professor A. Mukhsinov Department

Tajikistan, Mavlonbekova, Khujand 735700, Republic of Tajikistan

References

  1. D.N. Barotov, R.N. Barotov, "Construction of smooth convex extensions of Boolean functions", Vestnik rossiyskikh universitetov. Matematika = Russian Universities Reports. Mathematics, 29:145 (2024), 20-28 (In Russian).
  2. E. Ishchukova, E. Maro, P. Pristalov, "Algebraic analysis of a simplified encryption algorithm GOST R 34.12-2015", Computation, 8:2 (2020), 51.
  3. V.K. Leontiev, E.N. Gordeev, "On the number of solutions to a system of Boolean equations", Autom. Remote Control, 82:9 (2021), 1581-1596.
  4. M.A. Maltseva, A.S. Rumyantsev, "Boolean satisfiability verification by quantum annealing", Proceedings of the Karelian Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 2023, №4, 41-49 (In Russian).
  5. S. Ramos-Calderer, C. Bravo-Prieto, R. Lin, E. Bellini, M. Manzano, N. Aaraj, J. Latorre, "Solving systems of Boolean multivariate equations with quantum annealing", Phys. Rev. Res., 4:1 (2022), 013096.
  6. A.I. Pakhomchik, V.V. Voloshinov, V.M. Vinokur, G.B. Lesovik, "Converting of Boolean expression to linear equations, inequalities and QUBO Penalties for cryptanalysis", Algorithms, 15:2 (2022), 33.
  7. J. Gu, Q. Gu, D. Du, "On optimizing the satisfiability (SAT) problem", Journal of Computer Science and Technology, 14:1 (1999), 1-17.
  8. D.N. Barotov, D.Z. Muzafarov, R.N. Barotov, "On one method for solving systems of Boolean algebraic equations", Mod. Math. Concept Innov. Math. Educ., 8:1 (2021), 17-23 (In Russian).
  9. R.T. Faizullin, V.I. Dul'keit, Yu.Yu. Ogorodnikov, "Hybrid method for the approximate solution of the 3 -satisfiability problem associated with the factorization problem", Trudy Inst. Mat. i Mekh. UrO RAN, 19, 2013, 285-294 (In Russian).
  10. D.N. Barotov, "Convex continuation of a Boolean function and its applications", J. Appl. Ind. Math., 18:1 (2024), 1-9.
  11. D.N. Barotov, "On the existence and properties of convex extensions of Boolean functions", Math. Notes, 115:4 (2024), 489-505.
  12. D.N. Barotov, "Convex continuations of some discrete functions", J. Appl. Ind. Math., 18:3 (2024), 412-423.
  13. D.N. Barotov, "Target function without local minimum for systems of logical equations with a unique solution", Mathematics, 10:12 (2022), 2097.
  14. D.N. Barotov, R.N. Barotov, "Polylinear continuations of some discrete functions and an algorithm for _nding them", Numerical Methods and Programming, 24:1 (2023), 10-23 (In Russian).
  15. D.N. Barotov, "Concave continuations of Boolean functions and some of their properties and applications", Bulletin of Irkutsk State University. Series Mathematics, 49 (2024), 105-123 (In Russian).
  16. D.N. Barotov, V.A. Sudakov, "On inequalities between convex, concave, and multilinear continuations of Boolean functions", Keldysh Institute preprints, 2024, №30, 1-13 (In Russian).
  17. A. Salomaa, "On essential variables of functions, especially in the algebra of logic", Ann. Acad. Sci. Fenn. Ser. AI Math., 1963, №339, 1-11.
  18. Yu.Ya. Breitbart, "Essential variables of functions of the algebra of logic", Dokl. Akad. Nauk SSSR, 172:1 (1967), 9-10 (In Russian).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».