形式陈述
存在绝对常数 ,对所有 及 ,在均匀输入下都有
影响与方差按Fourier–Walsh 页公理库Fourier–Walsh 展开与影响度Fourier-Walsh expansion · Boolean Fourier analysis在均匀布尔立方体上用字符正交基展开函数,把方差和坐标影响写成 Fourier 系数的平方和。的约定计算。常数与 无关; 换底只改变常数。若 常值,方差为零,结论自然平凡。
这比从 与平均值直接得到的 多出一个对数因子。它只保证存在一个坐标,并不说每个坐标都有这个影响。
直觉
一个输出确实有波动的布尔规则,不可能让所有坐标都以比 更小的概率起作用。变量可以分散权力,但布尔值约束与高阶矩控制限制了这种分散的程度。
证明中超压缩做了什么
常值函数已由零方差处理;以下假定 非常值,令 。离散导数 只取 。在超压缩不等式公理库布尔超压缩不等式Boolean hypercontractivity · Bonami-Beckner inequality给出布尔噪声算子从 Lp 到 Lq 收缩所需的精确噪声强度,并说明张量化如何消去维数依赖。中取 ,得到
对 求和,并把频谱分到次数 以下与以上,便有
低阶项至少被一个导数计到,且其噪声权重 ;高阶项则由总影响中的 支付。
若 ,取 ,两项合起来至多为 。若 ,同一形式由 并调大绝对常数得到。因此
最后用 。当 时,分母至少含 ;当 时,利用 与 ,也得到定理所需下界。这说明对数增益来自导数的稀疏值域,而不是简单平均。
例子与边界
多数与 tribes 的差异
奇数 的多数中,第 票仅在其他 票打平时关键,故
这比 KKL 的 大,说明多数不是使最大影响最小的例子。
把 个变量分成 组,每组 位。tribes 在至少一组全为 时输出 ,否则输出 。其输出 的概率为 ;取 ,函数近似平衡。某位关键,当且仅当本组其他位全为 ,且其他组都不全为 ,所以
这说明 KKL 的对数尺度在一般情形下不能提高到多数的 。
分布和量词的边界
取独裁者 ,其影响为 ;KKL 不会要求无关坐标也有影响。取高度偏向常数的函数,则方差因子变小,定理相应允许更小影响。
偏置输入需要偏置版本的影响与常数,不能保留当前均匀结论而只替换样本分布。增加不相关变量也只会让右边下界变弱,并不迫使函数使用它们。
推论与应用
若函数对坐标具有传递对称性,各坐标影响相同,则 KKL 给 。这把对称性与阈值跃迁联系起来,但要讨论随偏置改变的阈值宽度,还需配套偏置影响与微分公式。
参考资料