É o complemento de {ww | …} Sem contexto?

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Defina o idioma como . Em outras palavras, contém as palavras que não podem ser expressas como algumas palavras repetidas duas vezes. é livre de contexto ou não?LL={a,b}{www{a,b}}LL

Tentei cruzar com , mas ainda não posso provar nada. Eu também olhei para o teorema de Parikh, mas isso não ajuda.Labab

Evgeny Eltishev
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Respostas:

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É livre de contexto. Aqui está a gramática:

A a | a A uma | a A b | b A b | b A a B b | a B a | a B b | b B b | b B aSA|B|AB|BA
Aa|aAa|aAb|bAb|bAa
Bb|aBa|aBb|bBb|bBa

a B bA gera palavras de comprimento ímpar com no centro. O mesmo para e .aBb

Vou apresentar uma prova de que esta gramática está correta. Deixe (o idioma da pergunta).eu={uma,b}{WWW{uma,b}}

Teorema. . Em outras palavras, essa gramática gera o idioma na pergunta.eu=eu(S)

Prova. Isso certamente vale para todas as palavras ímpar de comprimento, uma vez que esta gramática gera todos os ímpares comprimentos de palavras, como faz . Então, vamos nos concentrar em palavras pares.eu

Suponha que tenha comprimento uniforme. Vou mostrar que . Em particular, afirmo que pode ser escrito na forma , onde e têm um comprimento ímpar e têm letras centrais diferentes. Assim, pode ser derivado de ou (conforme a letra central de é ou ). Justificação de reivindicação: Deixe o th carta de ser denotado , de modo que . Então desde quex G ( G ) x x = u v u v x A B B A u uma b i x x i x = x 1 x 2x n x { w w | w { um , b } n / 2 } i x ix i + nxeuxeu(G)xx=uvuvxABBAuabixxix=x1x2xnxnão está em , deve existir algum índice tal que . Conseqüentemente, podemos pegar e ; a letra central de será e a letra central de será ; portanto, pela construção terá letras centrais diferentes.{www{a,b}n/2}i u=x1x 2 i - 1 v=x 2 ixnuxivx i + n / 2 u,vxixi+n/2u=x1x2i1v=x2ixnuxivxi+n/2u,v

Em seguida, suponha que tenha comprimento uniforme. Vou mostrar que devemos ter . Se tiver um comprimento uniforme, deverá ser derivado de ou ; sem perda de generalidade, suponhamos que é derivável a partir de , e onde é derivável de e é derivável a partir de . Se tem o mesmo comprimento, então devemos ter (uma vez que possuem letras centrais diferentes), de modo que . Então, suponha quex L x A B B A A B x = u v u A v B u , v u v x { w w | w { um , b } * } u , vxL(G)xLxABBAABx=uvuAvBu,vuvx{www{a,b}}u,vtêm comprimentos diferentes, digamos comprimento e respectivamente. Então, suas letras centrais são e . O fato de que possui letras centrais diferentes significa que . Como , isso significa que . Se tentarmos decompor como onde tem o mesmo comprimento, descobriremos que , ou seja, , entãon - u ( + 1 ) / 2 v ( n - + 1 ) / 2 u , v u ( + 1 ) / 2v ( n - + 1 ) / 2 x = u v x ( + 1 ) / 2x ( n +nu(+1)/2v(n+1)/2u,vu(+1)/2v(n+1)/2x=uv xx=w w w, w w ( + 1 ) / 2 = x ( + 1 ) / 2 x ( n + + 1 ) / 2 = w ( + 1 ) / 2 w w x{x(+1)/2x(n++1)/2xx=www,ww(+1)/2=x(+1)/2x(n++1)/2=w(+1)/2wwx{www{a,b}} . Em particular, segue-se que .xL

Evgeny Eltishev
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Editei a resposta para fornecer uma prova de correção para esta gramática, com base na dica / esboço dado por Evgeny Eltishev. Espero que fique mais claro agora porque isso funciona.
DW
Ele pode gerar "aabb"?
precisa saber é o seguinte
1
@ manasij7479 Sim: . SABaBa(aBb)aabb
J.-E.
3

Essa linguagem é livre de contexto, foi comprovada no seguinte artigo:

Tomaszewski, Zach. "Uma gramática livre de contexto para uma sequência repetida." Revista de Informação e Ciência da Computação , 2012 ( PDF ).

A gramática é a seguinte:

SEUϵEABBAAZAZaBZBZbUZUZZZab
A. Mashreghi
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Bem-vinda! O seguinte não é uma crítica a esta resposta. O Journal of Information and Computer Science é publicado pela "World Academic Union", que está na lista de editores predatórios de acesso aberto da Beall . É triste que existam empresas no mundo que gastem uma quantia relativamente grande de dinheiro para publicar trabalhos que nada mais fazem do que resolver exercícios de graduação.
David Richerby
Não tenho reputação suficiente para comentar a resposta acima. Mas essa gramática parece errada para mim. Não pode gerar "aaab" que está no idioma.
A. Mashreghi
1
CFGCNFCYKSUMABumaUMAumaBumaumaumaBumaumaumabumaumaumab
Você está certo
A. Mashreghi