Turing makineleri ile ilgili ilginç bir metrik alan


16

Bu soruda yalnızca tüm girdilerde duran Turing makinelerini ele alıyoruz. Eğer k∈N o sırada Tk kimin kodudur Turing makinesi ifade k .

Aşağıdaki işlevi göz önünde bulundurun

s(x,y)=min{k∣|L(Tk)∩{x,y}|=1}

Başka bir deyişle, , dizelerinden birini tam olarak tanıyan en küçük Turing makinesinin kodudurŞimdi aşağıdaki haritayı tanımlayabilirizx , y .s(x,y)x,y.

d(x,y)={2−s(x,y)if x≠y,0otherwise.

) 'nin \ Sigma ^ {*} üzerinde bir metrik alan (aslında bir ultrametrik) indüklediği hızlı bir şekilde doğrulanabilir .d(x,y)Σ∗.

Şimdi, eğer f:Σ∗↦Σ∗ , muntazam sürekli bir işlev ise, her özyinel dil L için, f−1(L) nin de özyineli olduğunu kanıtlamak istiyorum .

Diğer bir deyişle, f her ϵ>0 için bir \ delta> 0 olacak şekilde bir harita olsun, öyle ki xδ>0 dizeleri için x,y∈Σ∗

d(x,y)≤δ
sonra
d(f(x),f(y))<ϵ.
O zaman, f−1(L) nin, L nin özyinelemeli olduğu göz önüne alındığında, özyinelemeli bir dil olduğunu göstermemiz gerekir .

Şimdi bu yazıda daha önce belirtildiği gibi , probleme yaklaşmanın bir yolu, hesaplarında dizesini veren bir Turing makinesinin olduğunu göstermektir f ( x ) .x∈Σ∗f(x).

Bu iddiayı kanıtlamakta ve bunu çözmek için başka bir yaklaşım olup olmadığını yavaşça merak ediyorum?

İpuçları, öneriler ve çözümler bekliyoruz!


1
Neden bunu kanıtlamaya çalışıyorsun? Bana çok iyi davranmamış Banach-Mazur hesaplanabilirliğini hatırlatıyor.
— Andrej Bauer

@AndrejBauer Ödevler!
— Jernej

Yanıtlar:


9

Düzenleme: kaldırılan ipuçları, benim çözüm gönderdi.

İşte benim çözümüm. Bir referans noktası seçecekler f ( x ) ∈ L ve evreni dikkate x ve f ( x ) görünümünün 'ın noktaları. Bir noktanın her "mahallesinin" özyinelemeli bir dile karşılık geldiği ortaya çıktı. Yani L , f ( x ) etrafındaki bir mahalle ve x'in çevresinde onunla eşleşen bir mahalle olacak ; bu mahalle özyinelemeli bir dildir.xf(x)∈Lxf(x)Lf(x)x

Lemma. Bu alanda, bir dil yalnızca ve her bir dizesinin komşusu ise özyinelemelidir.

Kanıt . İlk olarak, tekrarlayan bir dil düzeltin ve x ∈ L olsun . K , L için bir karar vericinin minimal indeksi olsun . Daha sonra biz bu ise y ∉ L , s ( x , y ) ≤ K , yani D ( x , y ), ≥ 1 / 2 K . Bu şekilde d ( x , y ) < 1 / 2 K anlamına gelir y ∈Lx∈LKLy∉Ls(x,y)≤Kd(x,y)≥1/2Kd(x,y)<1/2K .y∈L

İkinci olarak, gelişigüzel bir dize olsun ve ε > 0 düzeltin ; izin K = ⌊ log ( 1 / ε ) ⌋ . Let L K = { y : d ( x , y ) < ε } ; o zaman L K = { y : s ( x , y ) > K } . Sonra yazabilirizxε>0K=⌊log⁡(1/ε)⌋LK={y:d(x,y)<ε}LK={y:s(x,y)>K}

LK={y:(∀j=1,…,K)|L(Tj)∩{x,y}|≠1}.

Ama Karar verilebilen geçerli: girdi On y , öncelikle taklit edebilir K üzerindeki Deciders x ve y ve ancak her ikisiyle de kabul ya da her ikisi reddedilmesi halinde kabul edin. ◻LKyKxy ◻

Şimdi neredeyse bitti:

Prop sürekli olsun. Eğer L yinelemeli, daha sonra f - 1 ( L ) özyinelemeli.fLf−1(L)

Kanıt. Sürekli bir işlev altında, bir mahallenin ön sınırı bir mahalle.


İlginç bir şekilde, bu alanda sürekli bir fonksiyonun eşit olarak sürekli olduğunu düşünüyorum: sürekli olsun, bu nedenle her x noktası için, her ε için karşılık gelen bir δ vardır . Bir ε düzeltin ve K = ⌊ log ( 1 / ε ) ⌋ olsun . Ε boyutunda sınırlı sayıda top vardır: L ( T 1 ) ∪ L ( T 2 ) ⋯ ∪ L ( T K ) vardır ; o zaman varfxεδεK=⌊log⁡(1/ε)⌋εL(T1)∪L(T2)⋯∪L(TK); sonraL(T1)∪ ¯ L ( T 2 ) ⋯∪L(TK)vb. fbu diller her bir iştirakçiLıbir öngörüntü dilL ' i ilgili çaplıδi. Herx içinL(T1)¯∪L(T2)⋯∪L(TK)L(T1)∪L(T2)¯⋯∪L(TK)fLiLi′δi , d ( x , y ) ≤ δ ix∈Li′ . Bu sonlu sayıda üzerinde minimum alabilir Yani δ düzgün süreklilik sabit almak için s Í bununla ilişkili £ değerinin .d(x,y)≤δi⟹d(f(x),f(y))≤εδδε


1
Açıkça ama yine def-1'in(L)özyinelemeliolduğunu göstermeyi hala özlüyorum! d(x′,y′)≤12Kf−1(L)
— Jernej

@Jernej Tamam, ilk önce, biz de tartışmalı var - eğer sonra her ikisi deL'dirya da hiçbiri yoktur. Şimdiϵ=1alalımd(x′,y′)>12KL . Sonra bazıδvardır, eğerd(x,y)≤δ ise, o zaman| L∩{f(x),f(y)}| =1. Özellikle, biraz seçmesine izinXileX'=f(x)∈L. Şimdi bilmek istediğiniz yerin tüm diğer unsurlarıLyalan görelix'ϵ=12Kδd(x,y)≤δ|L∩{f(x),f(y)}|=1xx′=f(x)∈LLx′ve bu nedenle diğer üyeleri x'e göre nerede olmalıdır ? f−1(L)x
— usul

@Jernej Çözümümü şimdi gönderdim. Umarım daha önce gönderdiğim yardımcı oldu! Bu sorunu paylaştığınız için teşekkürler, çok havalı.
— usul

Cevabınız için çok teşekkür ederim. İpuçlarını sindirmek biraz zaman aldı, bu yüzden cevabınızı iptal etmedim ve cevabınızı kabul etmedim!
— Jernej

Hızlı soru. Biz göstermiştir Karar verilebilen olduğunu. Yinelemenin nasıl sonuçlandığını görmüyorum? O simüle o biri olamaz T j asla durur? LKTj
— Jernej
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.