Изменения

Перейти к: навигация, поиск

Иммунные и простые множества

3564 байта добавлено, 19:21, 4 сентября 2022
м
rollbackEdits.php mass rollback
{{Определение
|definition = Множество натуральных чисел <tex>A</tex> называется '''иммунным'''(англ. ''immune set''), если <tex>A</tex> - бесконечное, для любого бесконечного перечислимого <tex>B</tex>, <tex>B \not \subset A</tex>оно бесконечно и не содержит бесконечных перечислимых подмножеств.
}}
{{Определение
|definition = Множество натуральных чисел <tex>A</tex> называется '''простым'''(англ. '' simple set''), если <tex>A</tex> - перечислимое, бесконечное, и дополнение <tex>\overline{A}</tex> {{--- иммунно}} иммунное.
}}
==Теорема о существовании простого множества==
Рассмотрим все программы.
Для некоторого [[Перечислимые_языки | перечислимого языка]] какая-то из них является его перечислителем.
Рассмотрим программу <tex>q</tex>:
 
<tex>q</tex>():
'''for''' <tex>TL = 1\ \ldots +\infty</tex>
'''for''' <tex>i = 1\ \ldots TL</tex>
запустить <tex>i</tex>-ую в [[Главные нумерации|главной нумерации]] программу на <tex>TL</tex> шагов
напечатать первый <tex>x</tex>, который вывела эта программа, такой что <tex>x \geqslant 2 i;</tex>
ничего не печатать, если такого числа не найдется.
 
 
 
Обозначим <tex>E(q)</tex> — множество, которое перечисляет эта программа.
 
Докажем несколько лемм, из которых будет очевидна правильность утверждения теоремы.
===Лемма 1===
 
Необходимо, чтобы перечислимое множество <tex>E(q)</tex> имело иммунное дополнение. Это означает, что <tex>E(q)</tex> должно пересекаться с любым бесконечным перечислимым множеством.
 
 
{{Лемма
|id= ==lemma==
|about=1
 
|statement=Для любого бесконечного перечислимого множества <tex>B</tex> существует его элемент, принадлежащий <tex>E(q)</tex>.
|proof=
По построению, для любого множества <tex> B </tex> в <tex>E(q)</tex> будет содержаться первый его элемент не меньший <tex>2 i</tex>, где <tex>i</tex> {{---}} номер перечислителя множества <tex>B</tex>.
}}
===Лемма 2===
{{Лемма
|id= ==lemma==
|about=2
|statement=Для любого бесконечного перечислимого множества <tex>B</tex> верно, что <tex>B \not \subset \overline{E(q)}</tex>.
|proof=
[[#Лемма 1|По первой лемме]] существует элемент <tex>B</tex>, принадлежащий <tex>E(q)</tex>, и, следовательно, не принадлежащий <tex>\overline{E(q)}</tex>.
}}
===Лемма 3===
{{Лемма
|id= ==lemma==
|about=3
|statement=<tex>\overline{E(q)}</tex> {{---}} бесконечно.
|proof=
Среди чисел от <tex>1</tex> до <tex>k</tex> множеству <tex>E(q)</tex> принадлежат не более
<tex>\dfrac{k}{2}</tex>.
Следовательно <tex>\overline{E(q)}</tex> принадлежат не менее <tex>\dfrac{k}{2}</tex>.
}}
 
Теперь докажем теорему.
{{Теорема
|statement=Существует простое множество.
|proof=
Рассмотрим все программы, каждая из них задает некоторый перечислимый язык, причем каждому перечислимому языку соответствует какая-то программа - его перечислитель.
Напишем следующую программу <tex>q</tex>:
<tex>q</tex>:
for <tex>(TL = 1\ \ldots +\infty)</tex>
for <tex>(i = 1\ \ldots TL)</tex>
запустить <tex>i</tex>-ую в [[Главные нумерации|главной нумерации]] программу на <tex>TL</tex> шагов
напечатать первый <tex>x</tex>, который вывела эта программа, такой что <tex>x \geqslant 2 i</tex>
[[#Лемма 2|Из леммы (2)]] и [[#Лемма3|из леммы (3)]] следует, что <tex>\overline{E(q)}</tex> {{---}} иммунно.
По построению <tex>E(q)</tex> перечислимо, его дополнение иммунно и, [[#Лемма 3|по лемме (3)]], бесконечно, а значит {{---}} оно простое.
Множество }}Простые множества являются примерами перечислимых множеств, не являющихся <tex>E(q)m</tex>-полными<ref>[http://www.mccme.ru/free-books/shen/shen-logic-part3-2.pdf Н. К. Верещагин, которое перечисляет эта программаА. Шень. Лекции по математической логике и теории алгоритмов. Часть 3. Вычислимые функции. — М.:* перечислимо;* бесконечноМЦНМО, 2012. с. 58. Существует бесконечное количество бесконечных множествISBN 5-900916-36-7]</ref>. В каждом из них есть элемент Именно так и возникло понятие простого множества: Пост искал пример перечислимого неразрешимого множества, которое не было бы <tex>x \geqslant 2 * im</tex>, где -полным <texref>i[http://www.mccme.ru/free-books/shen/shen-logic-part3-2.pdf Н. К. Верещагин, А. Шень. Лекции по математической логике и теории алгоритмов. Часть 3. Вычислимые функции. — М.: МЦНМО, 2012.c. 62. ISBN 5-900916-36-7]</texref> - номер программы перечисляющей это множество. .
Дополнение этого множества <tex>\overline{E(q)}</tex>:== См. также ==* бесконечно. Для первых <tex>k</tex> слов, множеству <tex>E(q)</tex> принадлежат не более <tex>\frac{k}{2}</tex>.[[Перечислимые языки]]* для любого перечислимого множества <tex>B</tex>, существует его элемент принадлежащий <tex>E(q)</tex>, и следовательно не принадлежащий <tex>\overline{E(q)}</tex>, <tex>\overline{E(q)} \not \subset A</tex>[[m-сводимость]]== Примечания ==
Таким образом <tex>\overline{E(q)}<references /tex>  == Источники информации ==* Н. К. Верещагин, А. Шень. Лекции по математической логике и теории алгоритмов. Часть 3. Вычислимые функции. — М.: МЦНМО, 1999. С. 134. ISBN 5-900916-36- иммунно7* Роджерс Х. Теория рекурсивных функций и эффективная вычислимость. — М.:Мир, а <tex>E(q)<1972. С. 141-143.* [https://en.wikipedia.org/wiki/tex> Simple_set Wikipedia {{--- простое.}}Simple set] [[Категория: Теория формальных языков]][[Категория: Теория вычислимости]][[Категория:Разрешимые и перечислимые языки]]
1632
правки

Навигация