शब्द के साथ एकात्मक भाषाओं की नियमितता दो सम्मान का योग है। तीन वर्ग


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मैं एकात्मक भाषाओं के बारे में सोचता हूं Lk, कहाँ पे Lk सभी शब्दों का सेट है, जिसकी लंबाई है kवर्गों। औपचारिक रूप से:

Lk={an∣n=∑i=1kni2,ni∈N0(1≤i≤k)}
यह दिखाना आसान है L1={an2∣n∈N0}नियमित नहीं है (जैसे पम्पिंग-लेम्मा के साथ)।
इसके अलावा, हम जानते हैं कि प्रत्येक प्राकृतिक संख्या चार वर्गों का योग है जो इसके लिए हैk≥4 सारी भाषाएँ Lk कब से नियमित हैं Lk=L(a∗)।

अब, मुझे मामलों में दिलचस्पी है k=2 तथा k=3:

L2={an12+n22∣n1,n2∈N0}, L3={an12+n22+n32∣n1,n2,n3∈N0}।

दुर्भाग्य से, मैं यह दिखाने में सक्षम नहीं हूं कि यह भाषा नियमित है या नहीं (यहां तक ​​कि लीजेंड्रे के तीन-वर्ग प्रमेय की सहायता से या फ़र्मेट की प्रमेय दो वर्गों की रकम पर )।

मुझे पूरा यकीन है कि कम से कम L2नियमित नहीं है लेकिन दुर्भाग्यपूर्ण सोच इसका प्रमाण नहीं है। कोई मदद?


हो सकता है कि हमारे संदर्भ प्रश्नों ( नियमित , नियमित नहीं ) में उपयोगी संकेत हों।
— राफेल

जवाबों:


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चलो साथ - साथ शुरू करते हैं L2। यह ज्ञात है कि पूर्णांकों का ऊपरी घनत्व जो दो वर्गों का योग है, 0. हैL2नियमित थे तो यह अंततः आवधिक होगा, और इसलिए, क्योंकि इसका ऊपरी घनत्व 0 है, परिमित है। लेकिन हम जानते हैं कि मनमाने ढंग से बड़े पूर्णांक हैंL2, ताकि L2 नियमित नहीं हो सकता।

के बारे में L3शब्दों पर विचार करें wk=14k7। मैं दावा करता हूं किक<ℓ, शब्द wक,wℓअसमान हैं। वास्तव में,wक14क8∉एल3 जबकि wℓ14क7∈एल3। Myhill-Nerode कसौटी तब दिखाता हैएल3 अनियमित है।


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मान लीजिए एल3नियमित है। तो फिर इसका पूरक है, जो लीजेंड्रे के तीन-वर्ग प्रमेय द्वारा है{एn | n=4क(8एल+7),क,एल∈एन}। द्वारा पारिख की प्रमेय , इस अर्थ होगा कि लंबाई के सेटएस={4क(8एल+7) | क,एल∈एन} अर्ध-रैखिक, यानी एक परिमित संघ है ⋃मैं=1एनएसमैं रैखिक सेट का एसमैं={एमैं+आरखमैं | आर∈एन}।

दो तत्वों पर विचार करें रों1=4क1(8एल1+7),रों2=4क2(8एल2+7)∈एस साथ में क1>क2, और जाने आर: =क1-क2। अगररों1,रों2 दोनों एक ही में हैं एसमैं, तो ऐसा है 2रों1-रों2 या 2रों2-रों1 (मौसम पर निर्भर करता है रों1<रों2 या रों1>रों2)। परंतु

  • 2(4क1(8एल1+7))-(4क2(8एल2+7))=4क2(8एल'-7), कहाँ पे एल'=4आर-1(8एल1+7)-एल2,
  • 2(4क2(8एल2+7))-(4क1(8एल1+7))=4क2(8एल'-7*4आर+14), कहाँ पे एल'=2एल2-4आरएल1।

इनमें से कोई भी अंदर नहीं है एस, इसलिए रों1,रों2संघ के विभिन्न सदस्यों में होना चाहिए। लेकिन यह असंभव है, क्योंकिएस एक परिमित संघ है, और असीम रूप से कई अलग-अलग हैं क।

इसलिए, एल3 नियमित नहीं है।

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