【问题标题】:Prove that it is undecidable whether a Deterministic LBA accepts an infinite number of inputs证明确定性 LBA 是否接受无限数量的输入是不可判定的
【发布时间】:2014-06-07 00:14:31
【问题描述】:

确定性线性有界自动机 (LBA) 是一种单磁带 TM,它不是 允许将其头部移过输入的右端(但它可以在该部分上读写 最初包含输入的磁带)。

我如何证明确定性 LBA M 是否接受无限数量的输入是不可判定的?

【问题讨论】:

标签: theory proof computation-theory automaton decidable


【解决方案1】:

给定一个图灵机 M 和一个字符串 w,你可以证明以下语言被某些 LBA 接受:

L = { x#y | x 是 M 接受 w 的计算轨迹,y 是任何字符串 }

直观地说,LBA 可以通过执行以下操作来检查这一点:

  • 如果 x 在语法上不正确,则拒绝。
  • 如果 x 没有以正确的初始配置启动,则拒绝。
  • 如果计算跟踪的任何步骤不正确,则拒绝。
  • 如果 x 是显示 M 拒绝 w 的迹线,则拒绝。
  • 否则接受

TM 可以构建对执行此操作的 LBA 的描述。

如果 M 接受 w,那么这种语言是无限的,因此 LBA 将接受无限多的输入。如果 M 不接受 w,则该语言为空。因此,如果 TM 可以决定 LBA 是否具有无限语言,它就可以决定 M 是否接受 w,这与这是不可能的相矛盾。

希望这会有所帮助!

【讨论】:

  • 如果已知(最初?)在某处发表,请引用来源
  • @vzn 我从早期的结果中得到了这个证明的主要思想,即测试 LBA 的语言是否不可确定(这个想法是你可以构建一个 LBA 来接受所有可能的接受计算TM M 在字符串 w 上运行,因此停止问题简化为测试 LBA 是否具有空语言)。我在上面所做的修改使得语言要么是空的,要么是无限的。我发布这个已经快一年了,据我所知,我还没有在其他任何地方看到过这个证明,但是一旦你知道了基本的想法,就不会太难推导出来。
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