Если


12

Скажем, L⊆{0}∗ . Тогда как мы можем доказать, что L∗ регулярно?

Если L регулярно, то, конечно, L∗ также регулярно. Если L конечно, то оно регулярно и снова L∗ регулярно. Также я заметил, что для L={0p∣p is a prime} , L не является регулярным, L⊆{0}∗ и L∗ регулярным.

Но как показать это для любого подмножества L в {0}∗ ?

Ответы:


9

Предположим, что L содержит два слова w1 и w2 такие, что длины этих слов |w1|и |w2|, не имеют общих факторов. Тогда мы имеем, что самое длинное слово, которое не может быть образовано путем объединения этих слов, имеет длину (|w1|−1)(|w2|−1)−1 ( число Фробениуса). То есть, если в языке есть слова, длина которых не имеет общего множителя, то все слова определенной минимальной длины находятся в языке L∗ . Легко видеть, что это регулярно, так как по необходимости существует конечное число классов эквивалентности в отношении неразличимости Майхилла-Нерода.

Что если длины всех слов в имеют общий фактор? Что ж, нетрудно видеть, что в таких случаях L ∗ также является регулярным. Просто отметьте, что вместо всех слов, длина которых больше некоторой минимальной длины, находящихся в L ∗ , вместо этого будет верно, что все слова, длина которых кратна GCD длины слов, будут в L ∗ , и нет слов, длина которых не кратны этой GCD, и, поскольку ( L k ) ∗ является регулярной для любого целого числа k , L ∗ также является регулярной.LL∗L∗L∗(Lk)∗kL∗

Это довольно неформально, но все, что вам нужно формализовать, должно быть здесь.


4

wL∗LL˚wL˚L∗=L˚∗L˚L∗

Пусть подмножество и слова в . можно выразить как конкатенацию слов в еслиможет быть выражено в виде суммы элементов , где представляет собой набор длин слов в . Таким образом, проблема сводится к выражению целого числа в виде суммы целых чисел в определенном наборе (с разрешенными повторениями): canбыть выражено как с и ?MLwLwL|w|S⊂NSM|w|k1s1+…+kmsm∀i,si∈Sk1∈N

Это хорошо известная проблема арифметики, и ответ если коэффициенты могут быть отрицательными ( ),представима тогда и только тогда оно кратно наибольший общий делитель элементов : . С требованием неотрицательных коэффициентов это все еще справедливо для достаточно больших,(ki)ki∈Z|w|SgcdS|w|

Рассмотрим бесконечную последовательность определенную как . Это убывающая последовательность целых чисел (начиная с , поэтому она постоянна после определенного индекса ; и По китайской теореме об остатках любой элемент из может быть выражается как с и . Если и тогда вы можете выбрать все неотрицательные коэффициенты.(gi)i≥minSgi=gcd(S∩[0,i])gminS=minSjgj=gcdSSk1s1+…+kmsm∀i,ki∈Z{s1,…,sm}=S∪[0,j]x∈Sx≥s1⋅…⋅sm

Достаточно арифметики. Пусть . Каждое слово в может быть выражено как объединение слов в , длина которых не , то есть . Так как у нас также есть , у нас есть , который является регулярным, поскольку конечен, следовательно, регулярен.L˚={w∈L∣|w|≤gj}LLgjL⊆L˚∗L˚⊆LL∗=L˚∗L˚


В качестве альтернативы используйте характеристику обычных языков в однобуквенных алфавитах .

Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.