Let ser um DFA para . Sem perda de generalidade, assume . Construímos um ε-NFA para da seguinte maneira:D=(Q,Σ,δ,q0,F)LqS,qF∉QN=(Q∪{qS,qF},Σ,Δ,qS,{qF})L2
Localizar cada caminho em de para qualquer . Para cada caminho, constrói os caminhos para (isto é, faça todas as “partes do meio” do caminho). Isso pode ser feito efetivamente. Construa combinando todos esses caminhos, juntamente com:Dq0f∈Fpk:q0=qk,0−→−αk,1qk,1−→−αk,2…−→−αk,iqk,i−→−−αk,i+1…−→−−αk,nkqk,nkp(i)k:qk,i−→−−αk,i+1qk,i+1−→−−αk,i+2…−→−−−αk,nk−iqk,nk−i0≤i≤nk2Δ
- (qS,ε,qk,i) para todos os como acimai
- (qk,nk−i,ε,qF) para todos os como acimai
L(N) é regular por construção.
O esboço de prova de que : Seja . Por construção, sabemos que deve corresponder a pelo menos um dos caminhos acima. Cada um desses caminhos pertence a um caminho em , que contém um prefixo e sufixo adicionais de comprimento . Escolha como a palavra descrita por esse prefixo e a descrita pelo sufixo. Achamos que , com . Com raciocínio semelhante encontramos para cada um caminho em . Deixe seja o comprimento de eL(N)=L2w∈L(N)wp(i)kDixyxwy∈L|x|=|y|=iw∈L2Nixypertencente a . para alguns formulários .wp(i)kkw
Assim, .L(N)=L2