Qual das seguintes afirmações está correta?
- existem condições suficientes e necessárias sobre a regularidade de uma língua, mas ainda não foram descobertas.
Não há condição suficiente e necessária sobre a regularidade de um idioma.
O lema de bombeamento é uma condição necessária para a não regularidade de um idioma.
- O lema de bombeamento é uma condição suficiente para a não regularidade de um idioma.
Eu sei que # (4) está correto e # (3) é falso porque "o inverso dessa afirmação não é verdadeiro: uma linguagem que satisfaça essas condições ainda pode não ser regular", mas o que pode ser dito sobre (1) e (2)
Respostas:
Aqui estão algumas condições necessárias e suficientes para que um idioma seja regular.
Teorema. Seja . As seguintes condições são equivalentes:L ⊆ Σ∗
Se um idioma não satisfaz as condições do lema de bombeamento para idiomas regulares , ele não é regular. Isso significa que o bombeamento do lema é uma condição suficiente para a não regularidade de um idioma.
Em resumo, as declarações 1, 2 e 3 são falsas, enquanto as declarações 4 são verdadeiras, como você mencionou.
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É suficiente (e necessário) mostrar a existência de um DFA, NFA ou expressão regular para provar que um idioma é regular, o que refuta (1) e (2). Para mostrar que um idioma não é regular, é necessário mostrar que não existe um DFA, NFA ou expressão regular.
O lema de bombeamento é uma ferramenta útil para mostrar (possivelmente por contradição) que um idioma não é regular, mostrando que não existe DFA.
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A condição 'existe uma expressão regular que gera exatamente ' é uma condição necessária e suficiente para a regularidade de uma linguagem L , pela graça de ser sua definição.eu eu
Porém, essa condição não facilita exatamente a não regularidade de um idioma. Não conheço nenhuma condição fácil de verificar que sempre prove a não regularidade de um idioma não regular.
Existem mais dois 'testes' que podem provar a não regularidade de um idioma (embora eles possam não funcionar): você pode tentar fornecer um idioma regular, de modo que sua união / interseção / diferença / concatenação / quociente não seja regular ( existem mais operações como essa) e você pode tentar contar quantas palavras ele gera e verificar se isso contradiz a expressão do número de palavras em um idioma comum (como pode ser encontrado na página da Wikipedia que você vinculou).
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Existe essa maravilhosa conexão entre a teoria formal da linguagem e as séries formais de poder, comprovadas por Chomsky e Schützenberger [CS63] . Na forma encontrada em [SS78], cap. II, Teorema 5.1
[SS78] Arto Salomaa e Matti Soittola. Aspectos teóricos de autômatos de séries formais de potência. Springer-Verlag, Nova Iorque, 1978.
[CS63] Noam Chomsky e Marcel P. Schützenberger. A teoria algébrica das linguagens livres de contexto. Em P. Braffort e D. Hirschberg, editores, Computer Programming and Formal Languages, páginas 118-161. Holanda do Norte, 1963.
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