नियमित भाषा में शब्दों की संख्या


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विकिपीडिया के अनुसार , किसी भी नियमित भाषा के लिए वहाँ मौजूद स्थिरांक और बहुआयामी पद ऐसी है कि हर एक के लिए संख्या की लंबाई के शब्दों की में संतुष्ट समीकरणLλ1,…,λkp1(x),…,pk(x)nsL(n)nL

sL(n)=p1(n)λ1n+⋯+pk(n)λkn ।

भाषा नियमित है ( यह मेल खाता है)। iff n सम है, और s_L (n) = 0 अन्यथा।( 00 ) * रों एल ( एन ) = 1 एस एल ( एन ) = 0L={02n∣n∈N}(00)∗sL(n)=1sL(n)=0

हालाँकि, मैं λi और p_i नहीं ढूँढ सकता pi(जो कि ऊपर मौजूद है)। जैसा कि sL(n) को अलग-अलग होना है और स्थिर नहीं है, इसे किसी तरह एक लहर की तरह व्यवहार करना होगा, और मैं यह नहीं देख सकता कि आप संभवतः कितने बहुपदों और घातीय कार्यों के साथ अनंत संख्याओं के साथ समाप्त हुए बिना ऐसा कर सकते हैं। एक टेलर विस्तार। क्या कोई मुझे बता सकता है?


क्या आप इस प्रमेय का नाम जानते हैं?
— आर्टेम काज़नेचेव

@ArtemKaznatcheev: नहीं, कोई विचार नहीं है। विकिपीडिया किसी भी संदर्भ को दुर्भाग्यवश नहीं देता है :(
— एलेक्स दस ब्रिंक

जवाबों:


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अपनी भाषा के लिए, आप , , , , और से ? विकिपीडिया लेख गुणांक के सकारात्मक या अभिन्न होने के बारे में कुछ नहीं कहता है। मेरी पसंद का योग हैp0(x)=1/2λ0=1p1(x)=1/2λ1=−1pi(x)=λi=0i>1

1/2+1/2(−1)n=1/2(1+(−1)n)

जो लिए 1 लगता है , और विषम लिए 0 है । वास्तव में, प्रेरण द्वारा एक प्रमाण सीधा लगता है।nn


हाँ, हाँ, मैं बारी-बारी से माइनस संकेतों के बारे में भूल गया हूँ। दिन खत्म होते ही उठेंगे - मैंने वोट कैप मारा है।
— एलेक्स दस ब्रिंक

उस दावे के लिए किसी प्रेरण की आवश्यकता नहीं है।
— राफेल

@ राफेल सच, लेकिन फिर, यह केवल मेरे दावे को और अधिक सटीक बनाता है।
— पैट्रिक87

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@ Patrick87 अपने विशिष्ट मामले के लिए एक महान जवाब है, मैंने सोचा कि मैं कैसे पता लगाने के लिए की एक टिप देना होगा देता है sL(n) किसी भी भाषा के अधिक सामान्य मामले में L कि एक अलघुकरणीय DFA (यानी द्वारा दर्शाया जा सकता है, तो यह संभव है किसी भी राज्य से किसी भी राज्य में जाने के लिए)। ध्यान दें कि आपकी भाषा इस प्रकार की है।


इर्रिडिएबल डीएफए के लिए प्रमेय का प्रमाण

को अपने एम -स्टेट डीएफए का परिवर्तनशील मैट्रिक्स होने दें , क्योंकि यह अप्रासंगिक है, मैट्रिक्स सामान्य है और इसमें पूर्ण आइजेनबैसिस है । λ 1 ⟩ । । । | λ मीटर ⟩ । चलो | एक ⟩ होना स्वीकार वेक्टर: यानी ⟨ मैं | एक and 1 है अगर मैं एक स्वीकार स्थिति हूं , और 0 अन्यथा। डब्ल्यूएलओजी ने माना कि | 1 ⟩ प्रारंभिक अवस्था है, और के बाद से हम एक पूरी eigenbasis है, हम जानते हैं कि | 1 ⟩ = ग 1 |Dm|λ1⟩...|λm⟩|A⟩⟨i|A⟩i|1⟩ कुछ गुणांकों के लिए c १ । । । सी एम (ध्यान दें कि ग मैं = ⟨ λ मैं | मैं ⟩ )।|1⟩=c1|λ1⟩+...+cm|λm⟩c1...cmci=⟨λi|i⟩

अब हम प्रश्न में प्रमेय के एक प्रतिबंधित मामले को साबित कर सकते हैं (इरेड्यूएबल डीएफए तक सीमित; एक अभ्यास के रूप में इस प्रमेय को पूरे प्रमेय को सामान्यीकृत करते हैं)। चूंकि संक्रमण मैट्रिक्स है डी | 1 ⟩ राज्यों के वेक्टर किसी भी एक चरित्र को पढ़ने के बाद पहुंचा जा सकता है, डी 2 | 1 characters दो वर्णों के लिए समान है, इत्यादि | एक्स ⟩ , ⟨ एक | एक्स ⟩ बस के घटकों का योग है | x । जो राज्यों को स्वीकार करते हैं। इस प्रकार:DD|1⟩D2|1⟩|x⟩⟨A|x⟩|x⟩

sL(n)=⟨A|Dn|1⟩=⟨A|Dn(c1|λ1⟩...cm|λm⟩)=c1λ1n⟨A|λ1⟩+...+cmλmn⟨A|λm⟩=⟨A|λ1⟩⟨λ1|1⟩λ1n+...+⟨A|λm⟩⟨λm|1⟩λmn=p1λ1n+...+pmλmm

अब हम जानते हैं कि एक इरेडियूबल एम-स्टेट डीएफए के लिए, जीरो आर्डर पॉलीओनियल (यानी स्थिरांक) होगा जो DFA और λ 1 पर निर्भर करता है । । । λ m ट्रांज़िशन मैट्रिक्स का eigenvalues ​​होगा।p1...pmλ1...λm

सामान्यता नोट

आप मनमाने ढंग से DFA के लिए इस प्रमेय साबित करने के लिए चाहते हैं, तो आप को देखने के लिए की आवश्यकता होगी शुर अपघटन के और उसके बाद गैर शून्य के बहुआयामी पद क्योंकि nilpotent पदों की पॉप अप होगा। यह अभी भी ऐसा करने के लिए प्रबुद्ध है, क्योंकि यह आपको बहुपदों की अधिकतम डिग्री को बाध्य करेगा। आपको यह भी पता चलेगा कि बहुपत्नीकरण कितना जटिल है और आपके पास कितने λ s हैं।Dλ


विशिष्ट प्रश्न के लिए आवेदन

आपकी भाषा हम संक्रमण मैट्रिक्स के साथ DFA का चयन कर सकते हैं:L

D=(0110)

और वेक्टर स्वीकार करें:

A=(10)

Eigenvectors और उनके eigenvalues ​​का पता लगाएं साथ | λ 1 ⟩ = 1λ1=1औरλ2=-1साथ| λ2⟩=1|λ1⟩=12(11)λ2=−1। हम इसका उपयोग खोजने के लिए कर सकते हैंपी1=1/2औरपी2=1/2। हमें देने के लिए:|λ2⟩=12(1−1)p1=1/2p2=1/2

sL(n)=12+12(−1)n

शायद यहाँ इस पोस्ट ?
— राफेल

@ राफेल जो मुझसे पूछा गया था जबकि मैं सबूत लगा रहा था और अपना जवाब टाइप कर रहा था, इसलिए जब मैंने पूछा तो मुझे इसके बारे में पता नहीं था।
— आर्टेम काज़नाचेव

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आर्टेम के उत्तर को जारी रखना, यहाँ सामान्य प्रतिनिधित्व का प्रमाण है। Artem पता चलता है, वहाँ एक पूर्णांक मैट्रिक्स है और दो वैक्टर x , y ऐसी है कि रों एल ( एन ) = एक्स टी ए एन वाई । (वेक्टर x स्टार्ट स्टेट की विशेषता वेक्टर है, वेक्टर y सभी स्वीकार करने वाले राज्य की विशेषता वेक्टर है, और A i j भाषा के लिए DFA में राज्य i से राज्य j के रूपांतरण की संख्या के बराबर है ।)Ax,y

sL(n)=xTAny.
xyAijij

जॉर्डन के प्रमेय में कहा गया है कि जटिल संख्याओं पर, एक प्रकार के ब्लॉक ( λ ) , ( λ 1 0 λ ) के मैट्रिक्स के समान है , ( λ 1 0 0 λ 1 0 0 λ ) , ( λ 1 0 0) 0 λ 1 0 0 0 λ 1 0 0 0 λ ) , ... यदि λ ≠ 0 , तो nA

(λ),(λ10λ),(λ100λ100λ),(λ1000λ1000λ1000λ),…
λ≠0nइन ब्लॉकों की शक्तियां हैं यहाँ बताया गया है कि हमें ये सूत्र कैसे मिलते हैं: ब्लॉक कोB=λ+Nलिखें। Nकी क्रमिक शक्तियांमैट्रिक्स की क्रमिक माध्यमिक विकर्ण हैं। द्विपद प्रमेय का उपयोग करना (तथ्य का उपयोग कर किλके साथ आवागमनएन), बीएन=(λ+एन)एन=λ
(λn),(λnnλn−10λn),(λnnλn−1(n2)λn−20λnnλn−100λn),(λnnλn−1(n2)λn−2(n3)λn−30λnnλn−1(n2)λn−200λnnλn−1000λn),…
B=λ+NNλN
Bn=(λ+n)N=λn+nλn−1N+(n2)λn−2N2+⋯.
λ=0[n=k]1n=k0
([n=0]),([n=0][n=1]0[n=0]),([n=0][n=1][n=2]0[n=0][n=1]00[n=0]),([n=0][n=1][n=2][n=3]0[n=0][n=1][n=2]00[n=0][n=1]000[n=0])

Summarizing, every entry in An is either of the form (nk)λn−k or of the form [n=k], and we deduce that

sL(n)=∑ipi(n)λi(n)+∑jcj[n=j],
for some complex λi,cj and complex polynomials pi. In particular, for large enough n,
sL(n)=∑ipi(n)λi(n).

Thank you for the general treatment! You should consider combining your answer with mine and posting it as a full answer to this question. I think it would be more helpful than the current answer there.
— Artem Kaznatcheev
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