Bu ispat edilebilir Dspace ( f( 32n ) ) ≠ Dspace( f( n ) )isefstandart dolgu argüman basit bir varyantı kullanarak doğrusal en az büyür. Bir dil içinL, letL′={x0|x|/2∣x∈L}.
İddia. L∈ Dspace (f(n)) , ancak ve ancak, eğer L′∈ Dspace (f(23n))Eğerf(n)≥32n.
(İlk cevabımın yanlış ifadeleri vardı, Emil'e bunu tespit ettiği için teşekkürler.)
Önce hiyerarşiyi kanıtlamak için iddiayı nasıl kullanacağımı göstereceğim. Yana f lineer en az büyür, elimizdeki Dspace (2f(n))⊂ Dspace (f(2n)) . Bir dil alın L∈ DSPACE (f(2n))∖ DSPACE (f(n)) . Hak talebini kullanarak L′∈ DSPACE (f(43n))= DSPACE(f(n)); burada son eşitlik dolaylı varsayımdır. Ama sonraL∈DSPACE(f(32n))= DSPACE(f(n)), burada son eşitlik yine dolaylı varsayımladır ve bir çelişki verir.
İddianın kanıtı.
Eğer L′∈ Dspace (f(23n)), o zamanL∈DSPACE'(f(n))yi kanıtlamak için, sadece yazmamız gerekir|x|/2giriş ucuna 0 'xve kabul edilen bu makineyi simüleL′. F(n)≥3berif(n)≥32n, bu bizim kullandığımız alanı artırmayacak. (Aslında,fküçük olması ve alfabe boyutunu artıramamamızdurumunda kaç tane 0 yazacağını bilmek netdeğildir - bunun yerine, başka bir bant kullanabilir vexsonunda gelebilecek her şeyin üzerine yazabiliriz.)
Diğer yön, 0 'ları yazmamıza izin verilirse, 0'ları *' s ile değiştirerek sadece bu kadar basittir. (Soruya benim yorumunda bu ile sorunları bakınız.) Yıldızları yazmak için izniniz yoksa, o zaman biraz tanımını değiştirmek L′ olarak L′={x10|x|/2∣x∈L} . Şimdi, yıldız yazmak yerine, orijinal girişi tutarız x10|x|/2ve bununla çalışın. Ancak bir 1'e ulaştığımızda, 1 kelimesinin sonu olup olmadığını kontrol etmek için başka bir 1'e ulaşana kadar sağa gideriz. Eğer başka bir 1 bulursak, sadece 1'e geri döneriz. Eğer hala geri dönmezsek, yine de geri döneriz, ama bir yıldız gibi davranılması gerektiğini bileceğiz - eğer üzerine yazacaksak, o zaman yeni bir güncel kelime sonu işaretleyicisine sahip olmak için ondan sonra da 10 yazıyoruz. (Aslında, eğer f küçükse bu kısımda küçük bir yakalama vardır - girişin x10|x|/2 biçiminde olup olmadığını nasıl kontrol edebiliriz ? Girişi yok etmeden, bunu sadece birden fazla kafa kullanarak çözebilirim küçük f .)