Jeśli


12

Na przykład, L⊆{0}∗ . Jak więc możemy udowodnić, że L∗ jest regularne?

Jeśli L jest regularne, to oczywiście L∗ jest również regularne. Jeśli L jest skończone, to jest regularne i znowu L∗ jest regularne. Zauważyłem również, że dla L={0p∣p is a prime} , L nie jest regularne, L⊆{0}∗ i L∗ jest regularne.

Jednak, jak pokazują to dla dowolnego podzbioru L o {0}∗ ?

Odpowiedzi:


9

Załóżmy, że L zawiera dwa słowa w1 i w2 tak że długości tych słów, |w1|i |w2|, nie mają wspólnych cech. Mamy zatem, że najdłuższe słowo, którego nie można utworzyć przez połączenie tych słów, ma długość (|w1|−1)(|w2|−1)−1 ( liczba Frobeniusa). To znaczy, jeśli są słowa w języku, których długości nie mają wspólnego czynnika, wówczas wszystkie słowa o pewnej minimalnej długości są w języku L∗ . Łatwo zauważyć, że jest to regularne, ponieważ z konieczności istnieje skończona liczba klas równoważności pod relacją nierozróżnialności Myhill-Nerode.

Co jeśli długości wszystkich słów w mają wspólny czynnik? Cóż, nietrudno zauważyć, że w takich przypadkach L ∗ jest również regularne. Po prostu zauważ, że zamiast wszystkich słów, których długości są większe niż jakaś minimalna długość w L ∗ , prawdą jest, że wszystkie słowa, których długości są wielokrotnością GCD długości słów, będą w L ∗ , i żadne słowa, których długości nie są wielokrotnościami tego GCD, a ponieważ ( L k ) ∗ jest regularne dla dowolnej liczby całkowitej k , L ∗ jest również regularne.LL∗L∗L∗(Lk)∗kL∗

Jest to dość nieformalne, ale wszystko, czego potrzebujesz, aby to sformalizować, powinno być tutaj.


4

wL∗LL˚wL˚L∗=L˚∗L˚L∗

Niech będzie podzbiorem i słowie w . można wyrazić jako konkatenację słów w iffmoże być wyrażona jako suma elementy , gdzie jest zbiorem długości słowa . Problem sprowadza się zatem do wyrażenia liczby całkowitej jako sumy liczb całkowitych w określonym zestawie (z dozwolonymi powtórzeniami): canwyrazić się jako z i ?MLwLwL|w|S⊂NSM|w|k1s1+…+kmsm∀i,si∈Sk1∈N

Jest to dobrze znany problem arytmetyczny, a odpowiedź jest taka, że ​​jeśli współczynniki mogą być ujemne ( ),jest do ekspresji IFF jest wielokrotnością największy wspólny dzielnik elementów : . Przy wymaganiu nieujemnych współczynników nadal obowiązuje to dla wystarczająco dużych.(ki)ki∈Z|w|SgcdS|w|

Rozważmy nieskończoną sekwencję zdefiniowaną przez . Jest to malejąca sekwencja liczb całkowitych (zaczynająca się od , więc jest stała po pewnym indeksie ; i Według twierdzenia o reszcie chińskiej każdy element może być wyrażone jako z i . Jeśli i , możesz wybrać wszystkie współczynniki nieujemne.(gi)i≥minSgi=gcd(S∩[0,i])gminS=minSjgj=gcdSSk1s1+…+kmsm∀i,ki∈Z{s1,…,sm}=S∪[0,j]x∈Sx≥s1⋅…⋅sm

Wystarczająca arytmetyka. Niech . Każde słowo w można wyrazić jako połączenie słów w których długość wynosi co najwyżej , tj. . Ponieważ mamy także , mamy , co jest regularne, ponieważ jest skończony, a zatem regularny.L˚={w∈L∣|w|≤gj}LLgjL⊆L˚∗L˚⊆LL∗=L˚∗L˚


Ewentualnie użyj charakterystyki zwykłych języków w alfabetach jednoliterowych .

Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.