完全な正方形のバイナリ表現の言語は通常ですか?


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整数バイナリ表現を表すとしましょう。ましょう。bin(n)nL={bin(n2)∣n∈N}

ある正規言語?L

ポンピングレンマを使用してが正規でないことを証明できると思いますが、ここではそれを使用する方法がわかりません。L


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CSTheoryへようこそ。これは、理論的コンピューターサイエンス(TCS)の研究レベルの質問に関する Q&Aサイトです。あなたの質問は、TCSの研究レベルの質問ではないようです。これが何を意味するかについてのより多くの情報とあなたの質問を歓迎するかもしれないサイトのための提案についてはFAQを見てください。最後に、質問が範囲外のために閉じられており、質問を編集して調査レベルの質問にすることができると思われる場合は、遠慮なくそうしてください。締めくくりは永続的なものではなく、質問を再開することができます。詳細については、FAQを確認してください。


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興味深い質問です。言語は規則的ではないようですが、2のべき乗を法とする2次剰余のバイナリ表現の言語は規則的であることに注意してください。
— KarolisJuodelė2013年

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math.stackexchange.com/questions/380411/…誰かがすでに同じことをここで質問し、仮の回答が含まれています。
— アレハンドロサゾ2013

言語が通常ではないことを示す他の方法があります(cs.stackexchange.com/questions/1031/…を参照)。Myhill–Nerodeの定理を使用すると思います。
— AProgrammer 2013

回答:


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補題から始めます。

補題。してみましょう。場合正方形であり、その後。a>b≥42a+2b+1a≥2b−3

証明。してみましょう。明らかには奇数でなければなりません。たとえば、です。次に、となり、。が偶数の場合、は奇数なので、奇数場合はであり、したがってなのでです。が奇数の場合、何らかの奇数は必ずであり、したがって2a+2b+1=x2xx=2y+1x2=4y2+4y+1(y+1)y=y2+y=2a−2+2b−2=2b−2(2a−b+1)yy+1y=2b−2zz2a−b+1=(2b−2z+1)z≥2b−2+1a≥2b−2yy+1=2b−2zz2a−b+1=z(2b−2z−1)≥2b−2−1=2b−3+1+(2b−3−2)。以来、我々は結論付けることができ、その。b≥4a≥2b−3◻

してみましょう。補助定理によれば、内のすべての単語フォームであるを有する。さらに、、すべての、。L′=L∩10∗10∗0001L′10a−b−110b−11a−b−1≥(b−1)−322c+2c+1+1=(2c+1)2c≥310c−210c1∈L′

が規則的である場合、同様であり、その最小DFAは状態であると言います。単語考え、部分文字列をマークします。拡張ポンピング補題は、いくつかの、がすべての。しかし、私たちの補題によると、すべてのために、私たちは持っている必要がありので、のために偽である、。LL′p10p−210p1∈L′0p0<q≤p10p−210p+q(t−1)1∈L′t≥0tp−2≥p+q(t−1)−31≥q(t−1)t≥3

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