25
правок
Изменения
Нет описания правки
<b><tex>BB(n)</tex></b> {{---}} функция от натурального аргумента <tex>n</tex>, равная максимальному числу шагов, которое может совершить программа длиной <tex>n</tex> символов и затем остановиться.
}}
----
{{Утверждение
|statement=
Функция <tex>BB(n)</tex> не убывает.
|proof=
В данной задаче существует функция <tex>\Sigma(n)</tex>, которая в зависимости от числа состояний <tex>n</tex> возвращает максимальное число единиц, которое может быть записано на ленту машиной-чемпионом. Именно машина-чемпион является усердным бобром. Из смысла задачи следует, что функция <tex>\Sigma(n)</tex> не убывает. <br>Теперь покажем, что <tex>\forall n \ BB(n) > \Sigma(n).</tex> Для того, чтобы поместить одну единицу на ленту, требуется совершить хотя бы 1 шаг. Из этого следует, что <tex>BB(n)</tex> растет быстрее, чем <tex>\Sigma(n)</tex>. Сделовательно, <tex>BB(n)</tex> монотонно возрастает.
}}
----
{{Утверждение
|statement=
<tex>BB(n)</tex> растет быстрее любой всюду определенной неубывающей [[Вычислимые функции|вычислимой функции]] <tex>f(n) : N \rightarrow N </tex>, то есть для всех <tex>n</tex> кроме конечного числа выполнено <tex>BB(n) > f(n).</tex>
|proof=
Пусть <tex>f(n)</tex> представлена своим кодом. Для каждого <tex>n</tex> определим программы вида:
<tex>p_n()</tex>:
Длина <tex>p_n</tex> будет равна <tex> \lg n + const </tex>, где <tex>const</tex> {{---}} длина кода без десятичной записи <tex>n</tex>. Пусть <tex>n_0</tex> {{---}} решение уравнения <tex>\lg n + const = n</tex>. Тогда для всех натуральных <tex> n > \left \lceil n_0 \right \rceil </tex> будет выполнено неравенство: <tex> n > len(p_n) \Rightarrow BB(n) \geqslant BB(len(p_n)) > m = f(n) </tex>. Данный переход корректен, так как мы доказали, что <tex>BB(n)</tex> {{---}} монотонно возрастающая функция. Так как <tex>n_0</tex> конечно, то мы всегда можем найти такие значения <tex>n</tex>, при которых будет выполняться полученное неравенство. Отсюда следует, что утверждение доказано.
}}
----
'''Вывод:''' доказав предыдущее утверждение, мы проверили, что максимальное число шагов, которое может совершить программа и при этом остановиться, на самом деле растет с большей скоростью, чем любая вычислимая функция. Отсюда следует, что <tex>BB(n)</tex> невычислима.
