Σειρά Προβλημάτων 2 Λύσεις

Σχετικά έγγραφα
Σειρά Προβλημάτων 2 Λύσεις

Σειρά Προβλημάτων 2 Λύσεις

Σειρά Προβλημάτων 2 Λύσεις

Σειρά Προβλημάτων 2 Λύσεις

Σειρά Προβλημάτων 1 Λύσεις

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

Πεπερασμένα Αυτόματα. Πεπερασμένα Αυτόματα. Ορισμός. Παράδειγμα

Ανοικτά και κλειστά σύνολα

Φροντιστήριο 2 Λύσεις

3.3 Το συναρτησοειδές του Minkowski και μετρικοποιησιμότητα σε τοπικά κυρτούς χώρους. x y E (υποπροσθετικότητα ) ) και p( x) p( x)

Συµπάγεια και οµοιόµορφη συνέχεια

Γλώσσες Προγραμματισμού Μεταγλωττιστές. Λεκτική Ανάλυση II

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

Φροντιστήριο 9 Λύσεις

Σειρά Προβλημάτων 1 Λύσεις

και ( n) 1 R. Αν ε > 0, επιλέγουµε για κάθε k 1 ένα καλύπτουµε τότε την ευθεία Α µε την ακολουθία των ορθογωνίων .

Σειρά Προβλημάτων 3 Λύσεις

Φροντιστήριο 2 Λύσεις

3.2 Τοπικά κυρτοί χώροι-βασικές ιδιότητες.

3.3 Το συναρτησοειδές του Minkowski και μετρικοποιησιμότητα σε τοπικά κυρτούς χώρους. x y E (υποπροσθετικότητα ) ) και p( x) p( x)

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Κανονικές Γλώσσες (2)

Σειρά Προβλημάτων 3 Λύσεις

ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας. Διάλεξη 5: Κανονικές Εκφράσεις

Σειρά Προβλημάτων 3 Λύσεις

Άσκησηη 1. (α) Το αυτόματο. (γ) Να δείξετε όλα aabbb. Λύση. λέξεις. αυτόματο. (β) Τυπικά. μεταβάσεων δ. ορίζεται. (γ) Θα δείξουμε τα.

Μπορείτε να δείξετε ότι αυξανομένης της θερμοκρασίας το κλάσμα των μορίων του συστήματος που βρίσκεται στην βασική ενεργειακή κατάσταση θα μειώνεται;

Σειρά Προβλημάτων 1 Λύσεις

Φροντιστήριο 10 Λύσεις

Γωνία που σχηματίζει η ε με τον άξονα. Έστω Oxy ένα σύστημα συντεταγμένων στο επίπεδο και ε μια ευθεία που τέμνει τον άξονα

ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας. Επανάληψη Μαθήματος

4.1 Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

Σειρά Προβλημάτων 1 Λύσεις

Σειρά Προβλημάτων 1 Λύσεις

Σειρά Προβλημάτων 4 Λύσεις

Φροντιστήριο 7 Λύσεις

ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας. Διάλεξη 4: Μη Ντετερμινιστικά (Αντιαιτιοκρατικά) Πεπερασμένα Αυτόματα (ΝFA)

2 Η ΕΥΘΕΙΑ ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ. Εισαγωγή

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

Σειρά Προβλημάτων 3 Λύσεις

4.1 ΕΥΘΕΙΕΣ ΚΑΙ ΕΠΙΠΕ Α ΣΤΟ ΧΩΡΟ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Κανονικές Γλώσσες (1)

Ασκήσεις από παλιές εξετάσεις

Συμπλήρωμα 2 εδαφίου 3.3: Το γενικό μεταβολικό πρόβλημα για συναρτησιακό ολοκληρωτικού τύπου με ολοκληρωτέα συνάρτηση F κατά 2

Σειρά Προβλημάτων 1 Λύσεις

Λύσεις σετ ασκήσεων #6

Παράρτηµα Γ Eνότητα Γ.1 Απόδειξη θεωρήµατος 1.5 Kεφαλαίου 1.

Κανονικές Γλώσσες. ιδάσκοντες: Φ. Αφράτη,. Φωτάκης Επιμέλεια διαφανειών:. Φωτάκης. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών

2018 Φάση 1 ιαγωνίσµατα Προετοιµασίας ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ. Β' Γενικού Λυκείου. Θετικών Σπουδών. Παρασκευή 5 Ιανουαρίου 2018 ιάρκεια Εξέτασης: 2 ώρες ΘΕΜΑΤΑ

Περίληψη Προηγούμενου Μαθήματος Κανάλια επικοινωνίας με θόρυβο και η χωρητικότητά τους

Κανονικές Γλώσσες. Κανονικές Γλώσσες. Κανονικές Γλώσσες και Αυτόματα. Κανονικές Γλώσσες και Αυτόματα

ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας. Διάλεξη 6: Μη Κανονικές Γλώσσες

Σειρά Προβλημάτων 3 Λύσεις

Σειρά Προβλημάτων 4 Λύσεις

Σειρά Προβλημάτων 3 Λύσεις

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Α ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΜΕΡΟΣ 2ο ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΛΥΜΕΝΕΣ 1 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ : ΑΥΓΕΡΙΝΟΣ ΒΑΣΙΛΗΣ

( ) y ) άγνωστη συνάρτηση, f (, )

Σειρά Προβλημάτων 4 Λύσεις

Γενικές Παρατηρήσεις. Μη Κανονικές Γλώσσες - Χωρίς Συµφραζόµενα (1) Το Λήµµα της Αντλησης. Χρήση του Λήµµατος Αντλησης.

# Κάθε σημείο που οι συντεταγμένες του. Μεθοδολογία στην ευθεία γραμμή ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΓΡΑΜΜΗ

Σειρά Προβλημάτων 3 Λύσεις

r p A n,m = {x X : f n (x) f m (x) f n f m }, sup f n (x) f m (x) f n f m

Σειρά Προβλημάτων 4 Λύσεις

Κεφάλαιο 4: Πυροηλεκτρισμός, Πιεζο- ηλεκτρισμός, Λιαροκάπης Ευθύμιος. Διηλεκτρικές, Οπτικές, Μαγνητικές Ιδιότητες Υλικών

Σειρά Προβλημάτων 5 Λύσεις

ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας. Διάλεξη 2: Μαθηματικό Υπόβαθρο

Σειρά Προβλημάτων 5 Λύσεις

ΓΡΑΜΜΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Α ΒΑΘΜΟΥ

Αριθµητική Ανάλυση & Προγραµµατισµός Ε ιστηµονικών Εφαρµογών

φ = ω Β=Γ Α= Β=Ε Γ=Ζ φ Ο

Σειρά Προβλημάτων 1 Λύσεις

όπου n είναι ο συνολικός αριθμός γραμμομορίων του συστήματος (που συμπεριλαμβάνει και τα τυχόν αδρανή συστατικά), Ή ακόμα και τη σύσταση κατά βάρος

Σειρά Προβλημάτων 4 Λύσεις

Σειρά Προβλημάτων 4 Λύσεις

Σειρά Προβλημάτων 5 Λύσεις

[Ολοκληρωτική μορφή του νόμου του Gauss στο κενό ή τον αέρα]

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Μαθηματικό Υπόβαθρο

Σειρά Προβλημάτων 1 Λύσεις

Στοιχεία από τη Γεωμετρία του χώρου (αναλυτικά στο βιβλίο: Ευκλείδεια Γεωμετρία Α και Β Ενιαίου Λυκείου)

ΘΕΩΡΙΑ ΠΑΙΓΝΙΩΝ. Ενότητα 10: Παιχνίδια με ελλιπή πληροφόρηση. Ρεφανίδης Ιωάννης Τμήμα Εφαρμοσμένης Πληροφορικής

Σειρά Προβλημάτων 4 Λύσεις

6.3 Η ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ f(x) = αx + β

Σειρά Προβλημάτων 5 Λύσεις

ΕΞΙΣΩΣΗ ΕΥΘΕΙΑΣ ( 2.1)

(4) γενικής λύσης το x με το -x. και θα έχουμε : y ομ (x)=c 1 (-x) -1 +c 2 (-x) 3

Η θεωρία στην ευθεία σε ερωτήσεις - απαντήσεις

ΣΕΤ ΑΣΚΗΣΕΩΝ

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Ασυμφραστικές Γλώσσες (2)

Βραχύτερα Μονοπάτια σε Γράφους (CLR, κεφάλαιο 25)

Ασκήσεις Επανάληψης. Επανάληψη Εαρινό Εξάμηνο 2019 Σελίδα 1

Αλγόριθµοι Ροής σε Γράφους (CLR, κεφάλαιο 27)

Σχεδίαση Γλωσσών Προγραμματισμού Λεξική Ανάλυση ΙΙ. Εαρινό Εξάμηνο Lec 07 & & 05/03/2019 Διδάσκων: Γεώργιος Χρ.

Κεφάλαιο 2: Μετάδοση θερμότητας με ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ

Σειρά Προβλημάτων 3 Λύσεις

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Ασυμφραστικές Γλώσσες (3)

Σχεδίαση µε τη χρήση Η/Υ

T.E.I. ΣΤΕΡΕΑΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕ

ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΙ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

Σειρά Προβλημάτων 4 Λύσεις

Transcript:

ΕΠΛ2: Θωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Άσκηση [5 μονάδς] Σιρά Προβλημάτων 2 Λύσις Να δώστ κανονικές κφράσις που να πριγράφουν τις πιο κάτω γλώσσς πί του αλφάβητου Α = {, }. (α) Όλς οι λέξις πί του αλφάβητου Α που έχουν τουλάχιστον δύο και το πολύ ένα. (β) Όλς οι λέξις πί του αλφάβητου Α που δν πριέχουν τρία. (γ) Όλς οι λέξις πί του αλφάβητου Α κτός από τις και. (δ) Όλς οι λέξις πί του αλφάβητου Α όπου το τρίτο σύμβολο ίναι το ίδιο μ το προτλυταίο σύμβολο. () Όλς οι λέξις πί του αλφάβητου Α όπου τα σύμβολα στις άρτις θέσις συμπίπτουν. (α) + + + + + (β) * * * * * * * * * * {,} * (γ) {,} {,} {,}{,} {,} {,}{,}{,}{,} + (δ) {,}{,}{,} * {,} {,}{,}{,} * {,} () ({,}) * () ({,}) * () Άσκηση 2 Έστω η κανονική έκφραση * * () * +. Να κατασκυάστ: (i) ένα NFA που να την αναγνωρίζι, χρησιμοποιώντας την κατασκυή από τις διαφάνις 3 9 και 3, και (ii) ένα DFA που να την αναγνωρίζι μτατρέποντας το αυτόματο από το μέρος (α) σ DFA, χρησιμοποιώντας τη διαδικασία μτατροπής NFA σ DFA (διαφάνις 2 37 και 2 38). (i) Θωρούμ την κανονική έκφραση τμήμα προς τμήμα, ξκινώντας μ τα απλούστρα κομμάτια και προχωρώντας αναδρομικά στα μγαλύτρα. Βήμα : Η κανονική έκφραση Βήμα 2: Η κανονική έκφραση * Λύσις Σιράς Προβλημάτων 2 Εαρινό Εξάμηνο 26 Σλίδα

ΕΠΛ2: Θωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Βήμα 3: Η κανονική έκφραση * Βήμα 4: Η κανονική έκφραση * * Βήμα 5: Η κανονική έκφραση Βήμα 6: Η κανονική έκφραση () * Βήμα 7: Η κανονική έκφραση + = ( * ) Βήμα 8: Η κανονική έκφραση () * + Λύσις Σιράς Προβλημάτων 2 Εαρινό Εξάμηνο 26 Σλίδα 2

ΕΠΛ2: Θωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Βήμα 9: Η κανονική έκφραση * * () * + 2 3 4 5 6 7 8 9 2 3 4 5 6 (ii) Το αυτόματο που προκύπτι φαρμόζοντας τη μέθοδο μτατροπής NFA σ DFA που μλτήσαμ ίναι το πιο κάτω. {2,3,4,5} {5,6} {,,2,4, 5,7,8,2} {5,6,9,, 3,4,5} {8,,2} {5,6, 5,6}, {9,,3, 4,5} {5,6} Άσκηση 3 Να μτατρέψτ τo πιο κάτω DFA στην κανονική έκφραση που το πριγράφι χρησιμοποιώντας τη διαδικασία που παρουσιάζται στις διαφάνις 3 2 μέχρι 3 2. Η αφαίρση των ακμών να γίνι μ τη σιρά, 2, 3, 4, 5,. Να δίξτ όλα τα στάδια της ργασίας σας. Λύσις Σιράς Προβλημάτων 2 Εαρινό Εξάμηνο 26 Σλίδα 3

ΕΠΛ2: Θωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα 2 3, 4 5 Βήμα : 2 3 4 5 t Βήμα 2(α): Αφαίρση κορυφής 2 * * 3 4 5 t Λύσις Σιράς Προβλημάτων 2 Εαρινό Εξάμηνο 26 Σλίδα 4

ΕΠΛ2: Θωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Βήμα 2(β): Αφαίρση κορυφής 3 * [ * ] * t 4 5 Βήμα 2(γ): Αφαίρση κορυφής 4 * [ * ] * t * 5 Βήμα 2(δ): Αφαίρση κορυφής 5 * [ * ] * * () * t Βήμα 2(): Αφαίρση κορυφής * [ * ] * * () * t Άσκηση 3 Να αποφασίστ κατά πόσο οι πιο κάτω γλώσσς ίναι κανονικές αιτιολογώντας μ ακρίβια τις απαντήσις σας. (α) L = { xx rev x + } Η γλώσσα ίναι κανονική και πριγράφται από την έκφραση () +. Λύσις Σιράς Προβλημάτων 2 Εαρινό Εξάμηνο 26 Σλίδα 5

ΕΠΛ2: Θωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα (β) L 2 = { xx rev x {,} + } Υποθέτουμ για να φτάσουμ σ αντίφαση ότι η L 2 ίναι κανονική. Τότ, σύμφωνα μ το Λήμμα της Άντλησης, υπάρχι p, το μήκος άντλησης της γλώσσας, τέτοιο ώστ κάθ λέξη της γλώσσας μ μήκος μγαλύτρο από p να ικανοποιί την ιδιότητα που πριγράφται στο Λήμμα. Ας πιλέξουμ τη λέξη = p p p p. Τότ, σύμφωνα μ το λήμμα, = xyz έτσι ώστ η υπολέξη xy να βρίσκται μέσα στις p πρώτς θέσις της w ( xy p) η y να ίναι μη κνή ( y ) και οποιαδήποτ πανάληψη της υπολέξης y να διατηρί την προκύπτουσα λέξη ντός της γλώσσας (xy i z L 2 ). Αφού xy p, τότ πρέπι να ισχύι ότι τόσο το x όσο και το y αποτλούνται μόνο από. Επομένως, x = λ, y = μ, w = ν p p p όπου λ+μ+ν = p+. Επίσης, από το λήμμα, πρέπι να ισχύι ότι xy 2 z L 2. Αλλά, xy 2 z = λ μ μ ν p p p = p+μ p p p και, από τον ορισμό της γλώσσας, xy 2 z L 2. Αυτό μας οδηγί σ αντίφαση και πομένως η υπόθσή μας ότι η γλώσσα L 2 ίναι κανονική ήταν σφαλμένη. (γ) L 3 = { i i c j i, j, j 2 i } Υποθέτουμ για να φτάσουμ σ αντίφαση ότι η L 3 ίναι κανονική. Τότ, σύμφωνα μ το Λήμμα της Άντλησης, υπάρχι p, το μήκος άντλησης της γλώσσας, τέτοιο ώστ κάθ λέξη της γλώσσας μ μήκος μγαλύτρο από p να ικανοποιί την ιδιότητα που πριγράφται στο Λήμμα. Ας πιλέξουμ τη λέξη w = p p c p. Τότ, σύμφωνα μ το λήμμα, w = xyz έτσι ώστ η υπολέξη xy να βρίσκται μέσα στις p πρώτς θέσις της w ( xy p) η y να ίναι μη κνή ( y ) και οποιαδήποτ πανάληψη της υπολέξης y να διατηρί την προκύπτουσα λέξη ντός της γλώσσας (xy i z L 3 ). Αφού xy p, τότ πρέπι να ισχύι ότι τόσο το x όσο και το y αποτλούνται μόνο από. Επομένως, x = λ, y = μ, w = ν p c p όπου λ+μ+ν = p. Επίσης, από το λήμμα, πρέπι να ισχύι ότι xy 2 z L 3. Αλλά, xy 2 z = λ 2μ ν p c p = λ+2μ+ν p c p = p+μ p c p και, από τον ορισμό της γλώσσας, xy 2 z L 3. Αυτό μας οδηγί σ αντίφαση και πομένως η υπόθσή μας ότι η γλώσσα L 3 ίναι κανονική ήταν σφαλμένη. (δ) L 4 ={ x {,}* η x τλιώνι σ και πριέχι το πολύ ένα ζύγος από διαδοχικά } Η γλώσσα ίναι κανονική και πριγράφται από την έκφραση ( + ) * ( + ) * ( + ) *. Λύσις Σιράς Προβλημάτων 2 Εαρινό Εξάμηνο 26 Σλίδα 6

ΕΠΛ2: Θωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα () L 5 = { x {,}* η x δν ίναι καρκινική λέξη } Υποθέτουμ για να φτάσουμ σ αντίφαση ότι η L 5 ίναι κανονική. Τότ, και η γλώσσα Λ = { x {,}* η x ίναι καρκινική λέξη } πρέπι να ίναι κανονική. Αυτό οφίλται στο γγονός ότι οι κανονικές γλώσσς ίναι κλιστές ως προς την πράξη του συμπληρώματος (ακολουθί η σχτική απόδιξη Βοηθητικό Λήμμα). Εντούτοις, θα δίξουμ ότι η γλώσσα Λ δν ίναι κανονική. Υποθέτουμ για να φτάσουμ σ αντίφαση ότι η Λ ίναι κανονική. Τότ, σύμφωνα μ το Λήμμα της Άντλησης, υπάρχι p, το μήκος άντλησης της γλώσσας, τέτοιο ώστ κάθ λέξη της γλώσσας μ μήκος μγαλύτρο από p να ικανοποιί την ιδιότητα που πριγράφται στο Λήμμα. Ας πιλέξουμ τη λέξη = p p p p. Τότ, σύμφωνα μ το λήμμα, = xyz έτσι ώστ η υπολέξη xy να βρίσκται μέσα στις p πρώτς θέσις της w ( xy p) η y να ίναι μη κνή ( y ) και οποιαδήποτ πανάληψη της υπολέξης y να διατηρί την προκύπτουσα λέξη ντός της γλώσσας (xy i z Λ). Αφού xy p, τότ πρέπι να ισχύι ότι τόσο το x όσο και το y αποτλούνται μόνο από. Επομένως, x = λ, y = μ, w = ν p p p όπου λ+μ+ν = p. Επίσης, από το λήμμα, πρέπι να ισχύι ότι xy 2 z Λ. Αλλά, xy 2 z = λ μ μ ν p p p = p+μ p p p και, από τον ορισμό της γλώσσας, xy 2 z Λ. Αυτό μας οδηγί σ αντίφαση και πομένως η υπόθσή μας ότι η γλώσσα Λ ίναι κανονική ήταν σφαλμένη. Συμπέρασμα: Η L 5 ίναι μη κανονική. Βοηθητικό Λήμμα: Αν μια γλώσσα ίναι κανονική, τότ και το συμπλήρωμά της αποτλί κανονική γλώσσα. Απόδιξη: Έστω Α μια κανονική γλώσσα. Τότ υπάρχι DFA που την αναγνωρίζι. Θα δίξουμ ότι υπάρχι αυτόματο που αναγνωρίζι τη γλώσσα. Για να δίξουμ το ζητούμνο ας υποθέσουμ ότι Μ = (Q, Σ, δ, q, F) ίναι ένα DFA αυτόματο που αναγνωρίζι τη γλώσσα Α. Κατασκυάζουμ το αυτόματο Ν ως Ν = (Q, Σ, δ, q, F ), F = Q F. Το αυτόματο Ν ίναι όμοιο μ το αρχικό αυτόματο Μ μ τη διαφορά ότι τλικές καταστάσις του Ν ίναι ακριβώς οι μη τλικές καταστάσις του Μ. Θα αποδίξουμ ότι w L(Ν) αν και μόνο αν w. (*) Ας υποθέσουμ λοιπόν ότι w = w w 2 w n L(N). Τότ, υπάρχι ακολουθία καταστάσων r, r,, r n του που ικανοποιί τις συνθήκς:. r = q 2. δ, για i =,,n, και 3. r n Q F Επομένως, w. Αυτό αποδικνύι την κατύθυνση της ζητούμνης πρόταση (*). Για την αντίθτη κατύθυνση, ας υποθέσουμ ότι w. Αφού το Μ ίναι ένα Το πιο πάνω γγονός συνπάγται ότι η κλάση των γλωσσών που αναγνωρίζονται από DFA ίναι κλιστή ως προς το συμπλήρωμα. Λύσις Σιράς Προβλημάτων 2 Εαρινό Εξάμηνο 26 Σλίδα 7

ΕΠΛ2: Θωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα νττρμινιστικό αυτόματο, υπάρχι ακολουθία καταστάσων r,r,,r n του που ικανοποιί τις συνθήκς:. r = q 2. δ, για i =,,n, αλλά, αφού w, r n F. Παρατηρούμ ότι το ίδιο μονοπάτι μφανίζται και στο αυτόματο N. Σ αυτή την πρίπτωση, αφού r n F έχουμ r n Q F, και, πομένως η λέξη w L(N). Αυτό ολοκληρώνι την απόδιξη. Άσκηση 5 [2 μονάδς] Έστω το αλφάβητο Σ = {,,2,,9} και η συνάρτηση f : Σ {,} * η οποία ορίζται ως ακολούθως. φορές Επιπρόσθτα, πκτίνουμ τη συνάρτηση f σ λέξις, f: Σ * {,} * όπως φαίνται πιο κάτω.,, Για παράδιγμα, έχουμ f(3) = και f(963) = 9 6 3. Μ βάση αυτή τη συνάρτηση, δοθίσας μιας γλώσσας Λ ορίζουμ F(Λ) = { f(w) w Λ } Να αποδίξτ μ ακρίβια ότι η κλάση των κανονικών γλωσσών ίναι κλιστή ως προς την πράξη F. Για να δίξουμ ότι η κλάση των κανονικών γλωσσών ίναι κλιστή ως προς την πράξη F, θα δίξουμ ότι για οποιαδήποτ κανονική γλώσσα L υπάρχι κανονική έκφραση που αναγνωρίζι τη γλώσσα F(L). Ορίζουμ τη συνάρτηση g: R R ως ξής g( R ),,,,,..., g( ) g( B), g( A) g( B), * g( A), if R if R if R if R 2 if R 3 if R if R AB if R A B if R A * Λύσις Σιράς Προβλημάτων 2 Εαρινό Εξάμηνο 26 Σλίδα 8

ΕΠΛ2: Θωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Έστω κανονική γλώσσα Λ και κανονική έκφραση R που την πριγράφι. Θα αποδίξουμ ότι η κανονική έκφραση g(r) πριγράφι την γλώσσα F(Λ). Αυτό θα μας οδηγήσι στο συμπέρασμα ότι η γλώσσα F(Λ) ίναι κανονική. Η απόδιξη θα γίνι παγωγικά στη δομή της κανονικής έκφρασης R. Υπάρχουν οι πιο κάτω πριπτώσις. Αν η γλώσσα Λ πριγράφται από την κανονική έκφραση R =, {,,,9} τότ Λ = {} και F(Λ) = { }. Επομένως, η κανονική έκφραση g(r) πριγράφι ορθά τη γλώσσα F(Λ) και το συμπέρασμα έπται. Αν η γλώσσα Λ πριγράφται από την κανονική έκφραση R =, τότ Λ = {} και F(Λ) = {}. Επίσης, σύμφωνα μ τον πιο πάνω ορισμό, g(r) =. Επομένως, η κανονική έκφραση g(r) και πάλι πριγράφι ορθά τη γλώσσα F(Λ) και το συμπέρασμα έπται. Αν η γλώσσα Λ πριγράφται από την κανονική έκφραση R =, τότ Λ = και F(Λ) =. Επίσης, ισχύι ότι g(r) =. Επομένως, η κανονική έκφραση g(r) και πάλι πριγράφι ορθά τη γλώσσα F(Λ) και το συμπέρασμα έπται Αν η γλώσσα Λ πριγράφται από την κανονική έκφραση R = ΑΒ, τότ F(Λ) = { f(x)f(y) x L(Α) και y L(B)} = F(L(A))F(L(B)) Αφού η κανονική έκφραση g(r), σύμφωνα μ τον ορισμό της ίναι ίση μ g(r) = g(α)g(b) από την υπόθση της παγωγής, και πάλι πριγράφι ορθά τη γλώσσα F(Λ) και το συμπέρασμα έπται Αν η γλώσσα Λ πριγράφται από την κανονική έκφραση R = ΑΒ, τότ F(Λ) = F(L(Α)) F(L(Β)) Αφού η κανονική έκφραση g(r), σύμφωνα μ τον ορισμό της, ίναι ίση μ g(ab) = g(a) g(b), από την υπόθση της παγωγής, και πάλι πριγράφι ορθά τη γλώσσα F(Λ) και το συμπέρασμα έπται Αν η γλώσσα Λ πριγράφται από την κανονική έκφραση R = Α *, τότ F(Λ) = F(L(A * )) = F(L(A)) * Αφού η κανονική έκφραση g(r), σύμφωνα μ τον ορισμό της ίναι ίση μ g(α * ) = g(α) *, από την υπόθση της παγωγής, και πάλι πριγράφι ορθά τη γλώσσα F(Λ) και το συμπέρασμα έπται. Αυτό ολοκληρώνι την απόδιξη. Άσκηση 6 (onu) [2 μονάδς] Για κάθ μια από τις πιο κάτω προτάσις να αποφασίστ κατά πόσο η πρόταση ίναι αληθής ή ψυδής. Αν η πρόταση ίναι αληθής να αποδίξτ την ορθότητά της νώ αν ίναι ψυδής να δώστ κατάλληλο αντιπαράδιγμα. (α) Αν η γλώσσα Λ Λ 2 ίναι κανονική και η γλώσσα Λ ίναι ππρασμένη, τότ η γλώσσα Λ 2 ίναι κανονική. Λύσις Σιράς Προβλημάτων 2 Εαρινό Εξάμηνο 26 Σλίδα 9

ΕΠΛ2: Θωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Η πρόταση ίναι ψυδής. Έστω Λ = {} και Λ 2 η γλώσσα που πριέχι όλς τις καρκινικές λέξις. Τότ έχουμ ότι η Λ ίναι κανονική γλώσσα, η Λ Λ 2 = Λ ίναι κανονική γλώσσα, αλλά η Λ 2 δν ίναι κανονική γλώσσα. (β) Αν η γλώσσα Λ Λ 2 ίναι κανονική και η γλώσσα Λ ίναι κανονική και μη ππρασμένη, τότ η γλώσσα Λ 2 ίναι πίσης κανονική. Η πρόταση ίναι ψυδής. Έστω Λ = { k k πριττός ακέραιος} και Λ 2 η γλώσσα που πριέχι όλς τις καρκινικές λέξις. Τότ έχουμ ότι η Λ ίναι κανονική και μη ππρασμένη γλώσσα, η Λ Λ 2 = Λ ίναι κανονική γλώσσα, αλλά η Λ 2 δν ίναι κανονική γλώσσα. Λύσις Σιράς Προβλημάτων 2 Εαρινό Εξάμηνο 26 Σλίδα