Generalizing CSP-related results to infinite algebras

Abstract

Nedávný výzkum v oblasti problému splnitelnosti podmínek vedl k užitečným nástrojům v uni- verzální algebře a pro studium výpočetní složitosti. Tento výzkum byl zaměřen zejména na konečné re- lační struktury a tím pádem na konečné algebry. Práce zobecňuje tyto předchozí výsledky na nekonečné algebry. Ukážeme, že ačkoli Maltsevská podmínka t(p, i, s, i) = t(s, p, i, s) obecně necharakterizuje Tay- lorovské algebry (algebry splňující netriviální idempotentní Maltsevskou podmínku) jako v konečném případě, existuje jiná silná Maltsevská podmínka, která je charakterizuje, a t(p, i, s, i) = t(s, p, i, s) charakterizuje jinou širokou třídu algeber. Také najdeme (slabou) Maltsevskou podmínku pro SD(∧) algebry (algebry splňující idempotentní Maltssevskou podmínku, kterou nelze splnit v modulech). Vedle Maltsevskych podmínek zkoumáme smyčková lemmata. Speciálně dokážeme známé konečné smyčkové lemma pomocí dvou různých (nekonečných) přístupů.

The recent research on constraint satisfaction problems (CSPs) on fixed finite templates provided useful tools for computational complexity and universal algebra. However, the research mainly focused on finite relational structures, and consequently, finite algebras. We pursue a generalization of these tools and results into the domain of infinite algebras. In particular, we show that despite the fact that the Maltsev condition s(r, a, r, e) = s(a, r, e, a) does not characterize Taylor algebras (i.e., algebras that satisfy a nontrivial idem- potent Maltsev condition) in general, as it does in the finite case, there is another strong Maltsev condition characterizing Taylor algebras, and s(r, a, r, e) = s(a, r, e, a) characterizes another interesting broad class of algebras. We also provide a (weak) Maltsev condition for SD(∧) algebras (i.e., algebras that satisfy an idem- potent Maltsev condition not satisfiable in a module). Beyond Maltsev conditions, we study loop lemmata and, in particular, reprove a well known finite loop lemma by two different general (infinite) approaches.