状況依存のポンピング補題はありますか?


8

「ポンピング」プロパティ(特定の長さの単語は、言語を定義するメカニズムにループが存在することを意味します)は、通常の文脈自由言語およびいくつか(通常、特定のクラスへの言語のメンバーシップを反証するために使用される)に存在することが知られています)。

この質問に関する議論の中で、Daisyの回答は、文脈依存言語は非常に複雑であるため、刺激的な補題はあり得ないことを示唆しています。

それは本当ですか-あるタイプのポンプ特性があり得ないことを示すことができます-そしてそれについて(またはそれに対して)良い参照がありますか?


2
「ポンピングレンマ」の正式な定義を教えてください。そうでない場合、原則としてそのような証明はありません。
ラファエル

おそらく、文脈依存言語に関するパリクの定理に反論することができ、これは、私たちが知っているものに似たポンピングレンマが存在しないことを期待するように導きます。
Yuval Filmus 16

@YuvalFilmusどういう意味ですか?明らかに、素数は文脈依存であり、半線形ではありません。したがって、Parikhは状況依存を保持しません。つまり、「線形ポンピング」は適用されません。ラファエルのように、私は他のどの方法がポンピングと考えられるか興味があります。
Hendrik Jan

1
そうです、それは正確に「ポンピング」が何であるかを知ることになります...私はいくつかの提案を望んでいました... 文脈依存言語のパリクの定理は何ですか?私は文脈自由言語用に1つだけ見つけました。
lukas.coenig

1
@ lukas.coenig文脈依存言語のパリクの定理はありませんが、文脈依存言語の単純なポンプレンマがあった場合は、それがあった可能性があります。
Yuval Filmus 16

回答:


8

ここでは、状況依存言語にポンプレンマがないことを示すいくつかの証拠があります。

もちろん、答えは、何がポンプの補題を構成するかという問題にかかっています。クラス言語:私が考える可能性が最も弱い合理的な定義はある有するポンピング補題を A決定可能三述語がある場合、P P G W D 前記手段は:CPPgwd

  • Cから言語 L g )をエンコードする単語です文法を考えてください)。gLgC
  • gでエンコードされた言語の単語wg
  • は、 wのポンプ可能な計算/導出をエンコードするワードです(考えられるのは、繰り返される状態のNFA計算、または繰り返される非終端のCFG導出ツリー)。ここで、ポンプ可能とは、 L g )に無限に多くの単語が存在することを意味します。dwLg

また、我々は言語所与ことたいCはによってコードされるG、すべての十分に長い単語W L、単語が存在するDのように、 P G W D LCgwLdPgwd

たとえば、通常の言語のポンピングレンマは、「εフリーのNFAをエンコードし、dは状態を繰り返してwを読み取る実行をエンコードする」という述語を生じさせます。適切なエンコーディングの場合、これは明らかに上記の条件を満たします。gεdw

ここで、そのような述語が文脈依存言語には存在しないことを示しましょう。

エンコーディングを考える:(?文法を考えると、それは無限の言語を生成しない)帰納的可算である言語のクラスは、その後、ポンピング補題、無限の問題を持っている場合ことを確認、私たちは言葉列挙することができますワットDをしているかどうかを確認P G w d 。そのようなw dが見つかった場合は「はい」と答え、それ以外の場合は列挙を続行します。gwdPgwdwd

ただし、状況依存言語の無限問題は再帰的に列挙可能ではないことを示しています。ことを思い出して厳密帰納的可算言語を含む算術的階層のレベルです。したがって、以下を証明するだけで十分です。Π20

クレーム:文脈依存言語のための無限の問題は、 -complete。Π20

これは帰納的可算言語のための無限の問題であることはよく知られている(有限性の問題があることをより頻繁に一の発見製剤-complete Σ 0 2 -complete)。したがって、後者の問題を文脈依存言語の無限問題に還元するだけで十分です。Π20Σ20

TM 与えられると、言語のLBA Aを構築します { u v v  は、 入力  uでのMの shortlex-minimal受け入れ計算です  } 次に、L A は無限大L M が無限大である場合であり、証明が完了します。M

{あなたv|v shortlex-minimalの受け入れ計算 M 入力時 あなた}
LLM

更新:わかりやすくしようとしました。更新:例を追加しました。


弊社のサイトを使用することにより、あなたは弊社のクッキーポリシーおよびプライバシーポリシーを読み、理解したものとみなされます。
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.