言語が(ir)regularであることの証明(標準的な方法は失敗しました)


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私は現在、(個人的な娯楽のために)正規の言語を証明しようとしています。言語は次のとおりです。

バイナリでエンコードされたときにビットパリティさえも持つ3進数のすべての数値を含む言語。

現在、私はいくつかの異なるアプローチを試しましたが、成功しませんでした。私はポンピングレンマ(ポンピングできるものが見つからなかった)、Myhill-Nerode(同様)を使用してみましたが、ステートメントが真である各長さの文字列の数を数えました(私の直感は、確率論的議論)。

ここで役立つかもしれない他のアプローチはありますか、または役立つかもしれない直感はありますか?この時点で、私はおそらくその言語は規則的ではないと思いますが、私は説明をすることができないようです。


それが非正規の言語であることを確信していますか?の言語を考えて、文字列が偶数になるようにします。これは通常の言語です。次に、この言語に準同型を適用して、すべての三進文字列を含む言語に変換します。逆準同型は、コード化スキームを定義します。通常の言語は準同型および逆準同型の下で閉じられます。{0,1}
Dib

@Dib私はこれが有効なアプローチであるとは思いません。なぜなら、そのような準同型が存在するとは信じていないからです。拡大するには、私が理解しているように、準同型はアルファベットの文字から文字列への関数でなければならないため、1、0、1101はA、B、AABAにマップする必要があります。ここで、AとBは3進数の文字列です。1は3進数で1にマップされ、0は3進数で0にマップされますが、1101は111にマップされ、3進数の1101にはマップされません。
ジェームズ14

この言語が不規則であることはほぼ確実です。これは、合理的に予想されるように、ベース3のタイプ10 *(3の累乗)の数値の約50%が偶数であるためです(経験的に、私はまでチェックしました)。これは、このフォームの何かをポンピングし、のフォームをポンピングしてようなものを受け取ることが合理的に期待できることを意味します。これは、確率0.5の言語ではありません。問題は、これを正確に証明できないことです。確率論的な議論になってしまいます。3200003n3n+m
ジェームズ14

回答:


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これは証明できますが、それを行うにはいくつかの重要なツールが必要です。

基数2の展開で偶数の1を持つ非負整数のセットS = {0,3,5,6、...}から始めます。

このセットが「2自動」であることはよく知られています。つまり、Sの要素の基数2の展開を正確に受け入れる有限オートマトンがあります。さらに、このセットが最終的に周期的ではないことはよく知られています(つまり、ある点Cの後、x> = CがSにある場合、x + Pもそうです)。(もしそうなら、関連付けられているThue-Morseの単語01101001 ...は最終的には周期的ですが、Thueの1912年の論文では、3回連続して繰り返されるブロックが含まれていないことがわかっています。)

次に、Sが実際には「3自動」であると仮定します。つまり、Sの要素のbase-3展開を正確に受け入れるオートマトンがあります。次に、コブハムの古典的な定理(Math。Systems。Theory 3(1969)186-192)により、これはSが最終的に周期的であることを意味します。私たちはすでにそうではないのを見てきました。

これらのアイデアの詳細については、私のAllouche付きの本「Automatic Sequences」を参照してください。警告ですが、Cobhamの証明には少し欠陥があり、Rigoによる修正版はオンラインでここにあります:http : //arxiv.org/abs/0907.0624


どうもありがとうございました。ある種の重要なツールが必要だと思ったのですが、どのツールかを理解するための教育が(まだ)ありません。
ジェームズ

@ジェフリー:コブハムの素敵な使い方。好奇心から、証拠にはそれが必要だと思いますか、それとも何らかの形でそれを埋め込むと思いますか?
ミハエル
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