YOI 874:節が二つか三つかで、満たせるかどうかの崖の位置が変わり、崖の近くで解く手間の伸び方も変わる

論文874 の記録のページです。住所(YOI)は https://www.yamagishiyuuki.com/yoi/874 で、論文の本文は下の PDF にあります。ファイルは自分で用意した置き場所(https://yamagishi.sakuraweb.com)に置き、日付の証拠(.ots)を添えています。

本文はサイトの記事でも読めます(2026年10月7日 15:20 に公開します)。

YOI 874第1版・2026年9月ビットコインに記録済み

日付の証拠(OpenTimestamps):日本語版の .ots・英語版の .ots・SHA256SUMS

予備の置き場所(ミラー。中身は上と同じです):PDF 日本語・PDF English・SHA256SUMS

住所:https://www.yamagishiyuuki.com/yoi/874・CC BY 4.0・プレプリント(査読を経ていません)・ORCID 0009-0006-8587-3450

引用するとき

山岸勇輝 (2026). 節が二つか三つかで、満たせるかどうかの崖の位置が変わり、崖の近くで解く手間の伸び方も変わる [論文874]. YOI: https://www.yamagishiyuuki.com/yoi/874

Yamagishi, Y. (2026). Two or Three Literals per Clause Moves the Cliff of Satisfiability and Changes How the Work Near It Grows [Paper 874]. YOI: https://www.yamagishiyuuki.com/yoi/874

@misc{yamagishi2026yoi874,
  author = {Yamagishi, Yuuki},
  title = {Two or Three Literals per Clause Moves the Cliff of Satisfiability and Changes How the Work Near It Grows},
  year = {2026},
  howpublished = {YOI: https://www.yamagishiyuuki.com/yoi/874},
  note = {Preprint, edition 1}
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指紋(SHA-256)と確かめ方
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PDF と .ots を同じ場所に保存し、opentimestamps.org に .ots、続けて PDF を落とすと、記録された日時が表示されます。PDF が 1 バイトでも変わっていれば通りません。

日付の証拠(OpenTimestamps)

2026年10月1日に、2 本の PDF の指紋(SHA-256)をまとめて OpenTimestamps に送り、ビットコインのブロック 969440・969456・969461 に記録されました(2026年10月01日 19:28(日本時間))。この .ots があれば、PDF がその時点で存在したことを、このサイトや運営者を信用しなくても、誰でも確かめられます。

書誌

題名 節が二つか三つかで、満たせるかどうかの崖の位置が変わり、崖の近くで解く手間の伸び方も変わる
Title Two or Three Literals per Clause Moves the Cliff of Satisfiability and Changes How the Work Near It Grows
著者 山岸 勇輝 (Yuuki YAMAGISHI)・ORCID 0009-0006-8587-3450
所属 山岸複雑性トーラス研究所 (Yamagishi Complexity Torus Lab, Japan)
版 第1版(2026年9月)
言語 日本語・英語
種別 プレプリント(査読を経ていません)
ライセンス CC BY 4.0(出典を示せば、複製・再配布・改変ができます)
YOI https://www.yamagishiyuuki.com/yoi/874

要旨

節の長さが $2$ か $3$ かは、小さな違いに見える。本稿は、無作為な論理式で満たせる割合と解く手間を測り、その違いが崖の位置と手間の伸び方の二つに出ることを数える。新しい定理も法則も主張しない。

第一に、二つの解き方は正しい。2-SAT を含意グラフで解いた $200$ 問と、3-SAT を分岐で解いた $100$ 問は、全部の割り当てを試した答えと一致した(第2節)。

第二に、2-SAT の崖は $\alpha$ が $1$ から $1.5$ のあいだで鋭くなる。$\alpha=1.5$ で満たせる割合は、変数 $20$ 個の $0.695$ から $320$ 個の $0.025$ へ落ち、$\alpha=1.0$ では $0.975$・$0.960$・$0.945$ とゆっくり下がる(第2節)。

第三に、3-SAT の崖はもっと右にある。変数 $20$ 個で、$\alpha=4.0$ に $0.850$、$4.25$ に $0.650$、$4.5$ に $0.583$、$5.0$ に $0.283$ である(第2節)。

第四に、これが本稿の芯である。崖の近くで解く手間の伸び方が違う。同じ分岐の解き方で変数を $20$ 個から $40$ 個に倍にすると、平均の分岐は 3-SAT で $\mathbf{3.377358}$ 倍、2-SAT で $\mathbf{1.536885}$ 倍になる(第3節)。

第五に、2-SAT の手間は変数に比例するより遅く、3-SAT は速く伸びる。2-SAT は変数を $8$ 倍にして分岐が $4.569672$ 倍、3-SAT は $4$ 倍にして $7.347015$ 倍である(第3節)。

第六に、分離子は、満たせる割合を見るか、解くのに要る分岐の数を見るかである。どちらにも崖はあるが、崖の上で手間が跳ね上がるのは節が三つのときである(第4節)。

キーワード:充足可能性問題、2-SAT、3-SAT、含意グラフ、分岐、崖

Abstract

Whether a clause has $2$ or $3$ literals looks like a small difference.This paper measures the share of satisfiable random formulas and the work to solve them, and counts that the difference shows in two places: where the cliff lies and how the work grows.No new theorem or law is claimed.

First, both solvers are correct: $200$ 2-SAT problems solved with the implication graph and $100$ 3-SAT problems solved by branching agreed with trying all assignments (Section 2).

Second, the 2-SAT cliff sharpens between $\alpha=1$ and $1.5$: at $\alpha=1.5$ the share falls from $0.695$ with $20$ variables to $0.025$ with $320$, while at $\alpha=1.0$ it drops slowly: $0.975$, $0.960$, $0.945$ (Section 2).

Third, the 3-SAT cliff lies further right: with $20$ variables, the share is $0.850$ at $\alpha=4.0$, $0.650$ at $4.25$, $0.583$ at $4.5$ and $0.283$ at $5.0$ (Section 2).

Fourth, and this is the core. The work near the cliff grows differently: doubling the variables from $20$ to $40$ with the same branching solver multiplies the mean branches by $\mathbf{3.377358}$ for 3-SAT and by $\mathbf{1.536885}$ for 2-SAT (Section 3).

Fifth, 2-SAT work grows slower than the variables, 3-SAT faster: 2-SAT branches grow $4.569672$-fold for $8$ times the variables; 3-SAT grows $7.347015$-fold for $4$ times (Section 3).

Sixth, the separator is whether one looks at the share satisfiable or at the branches needed to solve: both have a cliff, but the work jumps on the cliff only when clauses have three literals (Section 4).

Keywords: satisfiability problem, 2-SAT, 3-SAT, implication graph, branching, cliff

版の記録

ここの PDF(倉庫の v1)は第1版(2026年9月)の原稿から作りました。ファイルは版ごとに分けて置いています(/yoi/874/v1/ の下)。中身を直すときは、このファイルを書き換えず、新しい版を足します(住所 https://www.yamagishiyuuki.com/yoi/874 はいつも最新の版を指します)。

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