Se é um subconjunto de , como podemos mostrar que é regular?


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Diga . Então, como podemos provar que é regular?L L{0}L

Se é regular, é claro que também é regular. Se é finito, então é regular e novamente é regular. Também notei que, para , não é regular, e é regular.L L L L = { 0 pp  é primo } L L { 0 } L LLLLL={0pp is a prime}LL{0}L

Mas como mostrar isso para qualquer subconjunto de ?{ 0 } L{0}

Respostas:


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Suponha que contenha duas palavras e , de forma que os comprimentos dessas palavrase, não tem fatores em comum. Então, temos que a palavra mais longa que não pode ser formada concatenando essas palavras tem comprimento ( número Frobenius ). Ou seja, se houver palavras no idioma cujos comprimentos não tenham um fator comum, todas as palavras de um determinado comprimento mínimo estarão no idioma . É fácil perceber que isso é regular, pois, necessariamente, há um número finito de classes de equivalência sob a relação de indistinguibilidade de Myhill-Nerode.w 1 w 2 | w 1 | | w 2 | ( | w 1 | - 1 ) ( | w 2 | - 1 ) - 1 L Lw1w2|w1||w2|(|w1|1)(|w2|1)1L

E se o comprimento de todas as palavras em compartilhar um fator comum? Bem, não é difícil ver que, nesses casos, também é regular. Simplesmente observe que, em vez de todas as palavras cujos comprimentos são maiores que algum comprimento mínimo em , será verdade que todas as palavras cujos comprimentos são múltiplos do GCD dos comprimentos de palavras estarão em , e nenhuma palavra cujos comprimentos não são múltiplos desse GCD, e como é regular para qualquer número inteiro , também é regular.L L L ( L k ) k L LLLL(Lk)kL

Isso é bastante informal, mas tudo o que você precisa para formalizar isso deve estar aqui.


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A idéia básica é que, em um idioma construído em um alfabeto de uma letra, cada palavra suficientemente longa seja uma concatenação de palavras mais curtas. Portanto, quando você pega uma palavra em , ou seja, uma concatenação de palavras em , existe um central, tal que é uma concatenação de palavras em . Assim, . Acontece que é finito, portanto, e são regulares.L L ˚ L w ˚ L L = ˚ L˚ L L wLLL˚wL˚L=L˚L˚L

Deixe- ser um subconjunto de e uma palavra em . pode ser expresso como uma concatenação de palavras em iffpode ser expresso como uma soma de elementos de , onde é o conjunto de comprimentos de palavras . Assim, o problema se reduz à expressão de um número inteiro como uma soma de números inteiros em um conjunto específico (com repetições permitidas): canser expresso como com e ?L w L w L | w | S N S M | w | k 1 s 1 + + k m s mi , s iS k 1NMLwLwL|w|SNSM|w|k1s1++kmsmi,siSk1N

Esse é um problema bem conhecido em aritmética, e a resposta é que, se os coeficientes puderem ser negativos ( ),é exprimível sse é um múltiplo do máximo divisor comum dos elementos de : . Com a exigência de coeficientes não negativos, isso ainda é válido para suficientemente grandes .k iZ | w | S gcd S | w |(ki)kiZ|w|SgcdS|w|

Considere a sequência infinita definida por . Essa é uma sequência decrescente de números inteiros (iniciando com , portanto é constante após um certo índice ; e No teorema chinês restante, todo elemento de pode ser expresso como com e . Se e , você pode selecionar todos os coeficientes não negativos. g i = gcd ( S [ 0 , i ] ) g min S = min S j g j = gcd S S k 1 s 1 + + k m s mi , k iZ { s 1 , , s m(gi)iminSgi=gcd(S[0,i])gminS=minSjgj=gcdSSk1s1++kmsmi,kiZ{s1,,sm}=S[0,j]xSxs1sm

Aritmética suficiente. Vamos . Cada palavra em pode ser expressa como uma concatenação de palavras em cujo comprimento é no máximo , ou seja, . Como também temos , temos , que é regular, pois é finito e, portanto, regular.L˚={wL|w|gj}LLgjLL˚L˚LL=L˚L˚


Como alternativa, use a caracterização de idiomas regulares em alfabetos de uma letra .

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