空のセットを含む言語の重要なクラスのエンコーディングセットを再帰的に列挙できますか?


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ましょ帰納的可算言語(非自明なセットで)およびlet、いくつかの言語を認識するチューリングマシンのエンコーディングのセットである:C∅⊊C⊊RELC

L={⟨M⟩∣L(M)∈C}

と仮定します。ここで、は決して停止しないTMです。が可能かどうかは疑問です。⟨Mloopy⟩∈LMloopyL∈RE

ライスの定理により、(再帰言語のセット)であることを知っているので、またはです。以降の最初のオプションにする必要がありますか?L∉RL∉REL¯∉REMloopy∈L


1
表記について説明してください。とは何ですか?何が?何が?あなたが説明した唯一のものはREが何を意味するかであり、それはあなたが説明する必要のない1つのことです。⟨M⟩L(M)L¯
— Andrej Bauer

2
@AndrejBauer:それはかなり標準的な表記法です。彼らは、左から右、Mのエンコーディングによって受け入れられた言語に、意味、との補完。ML
— ラファエル

「またはどちらか」という意味ですか?L∉REL¯∉RE
— ラファエル

1
を作る条件を記述するライスの定理の拡張があります。他の人が書いていない限り、後で書く時間があるかもしれません。しかし、(これはの存在によって暗示され)の場合、です。これは、ライスのthmの標準証明にも従います。L∈RE∅∈CMloop∈LL∉RE
— Ran G.

@ラファエル、あなたは正しいです。
— 分子2012年

回答:


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いいえ、それは不可能です。インデックスセットが再帰的に列挙できないことを証明するために、ライスの定理の拡張バージョンがあります。

あなたの記法では、定理は、(自明ではない) C 言語が含まれています L1 適切なスーパーセットがあります L2 ありませんでC、その後 L∉RE。直感は、どのアルゴリズムもエンコーディングを分離できないことですL1 そして L2; 彼らは、エンコードされたマシンがないことを決めることができないではないから、任意の単語を受け入れますL2∖L1 彼らがしなければならなかった有限の時間の後。

今必要なのは ∅∈C だが C≠2Σ∗、したがって定理が適用され、 L 再帰的に列挙できません。


  1. Wikipediaの記事は恐ろしいです、注意してください!

それ以来私はそれを主張できますか L(Mloop)=∅ 空のチューリングマシンを取得します。 Etm⊂L ライスの定理により、 L∉R (米の状態はすべてOKです) Etm∈Co−RE わかった L∉RE?
— 分子

@Numerator:Etmとは何ですか?とにかく、L 必ずしもではない co-RE、そうではありません。もしそうなら、その推論はうまくいくでしょう、はい。
— ラファエル

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ラファエルの答えを完成させるために、ライスの定理を次のように拡張したものがあります。

一般化された米の定理

しましょう S⊆RE いくつかのプロパティにしてみましょう LS プロパティを満たすすべてのTMである S、 あれは、

LS={⟨M⟩∣L(M)∈S}.
そして、 LS∈RE以下の条件がすべて当てはまる場合に限ります。
  1. のために L1,L2∈RE、 L1∈S そして L1⊆L2 その後 L2∈S。
  2. もし L1∈S それから有限が存在します L2⊆L1 そのような L2∈S。
  3. すべての有限言語の言語 S'はREにあります。
    (つまり、TMが存在するMS それなら L 有限の言語です L={w1,w2,…wk)、および (w1,w2,…,wk) に与えられている MS 入力として、 M 受け入れる場合のみ L∈S。

元の質問に戻ります。私たちは今、⟨Mloopy⟩∈L そう L(⟨Mloopy⟩)∈C。だがL(⟨Mloopy⟩)=∅このTMは決して停止しないため。この意味は∅∈C。

上記の定理の最初の条件を見てみましょう。すべての言語L 満たす ∅⊆L。したがって、条件1を満たすためには、C=RE。ただし、質問には、C⊊RE したがって、定理により、 L∉RE。


この定理についてもっと学ぶことができる情報源はありますか?オンラインで満足できるものを見つけることができませんでした。
— Gokul、

1
@Gokulこの定理は、Hopcroft、Motwani、Ullmanの本に記載されていると言われていますが、その最初のバージョンにしかありません(どうやら、それは後のバージョンでは削除されたようです)。
— Ran G.

@Ran G.私はこれをチェックするための言及された本を見つけることができませんでしたが、#3は間違っているようです S=RE、すべての有限言語の言語は RE。あなたはむしろ別の同様の状態を意味するかもしれません:∀x(x∈LS⟺∃u(Df(u)⊆Wx))、 どこ D 有限言語の標準的なコーディングであり、 W の標準的な列挙 RE 言語、および f完全に計算可能な関数。その場合、この条件は、LS であること RE。(H.ロジャースの再帰関数理論と効果的な計算可能性p324を参照)ここでは、#1および#2で十分です。
— Beleg

@Belegなぜそれが間違っているのかわかりません。もしS=RE 次に、有限言語は Sしたがって、任意の文字列(または、適切にフォーマットされた任意の文字列)を受け入れるTMは、Sのすべての有限言語のセットの決定者です。それでも同意できない場合は、コンピュータサイエンスチャットに進みましょう。
— Ran G.

0

それは可能です L再設定です。ケースを検討してくださいC=RE。その後Lすべてのチューリングマシンのすべてのコードのセットです。これは再帰的なセットであり、実際には、エンコーディングの詳細に応じて、L=N。ですから実際にはL 再帰的にすることはできません。

私はあなたが質問を誤解したのではないかと思います。


除外されたOP RE。
— ラファエル

@Raphaelわからない(それは ⊂ 厳格なものとして意図されていました)、しかしそれが質問を面白くするものであるなら、仮定しましょう C 全体ではない RE。
— Gilles「SO-悪をやめなさい」

@Andrej答えてくれてありがとう、でもラファエルは正しい、除外した RE。
— 分子
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