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spl ( L , L ( REG )) ⊆L . L unterKonkatenation,Homomorphismen,inversenHomomorphismenundDurchschnittenmitregul¨arenMengenabgeschlossenist,sogilt Lemma :Falls L ⊆ spl ( L , L ) f¨uralleSprachfamilien L . L unterKonkatenationmitSymbolenabgeschlossenist,sogil

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Academic year: 2022

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(1)

Einige Lemmata I

Lemma:

F¨ur Sprachfamilien L1,L2,L01,L02 mit L1 ⊆ L01 und L2 ⊆ L02 gilt spl(L1,L2) ⊆ spl(L01,L02).

Lemma:

Falls L1 unter Konkatenation mit Symbolen abgeschlossen ist, so gilt L1 ⊆ spl(L1,L2) f¨ur alle Sprachfamilien L2.

Lemma:

Falls L unter Konkatenation, Homomorphismen, inversen Homomorphismen und Durchschnitten mit regul¨aren Mengen abgeschlossen ist, so gilt spl(L,L(REG)) ⊆ L.

(2)

Einige Lemmata II

Lemma:

Falls L unter Homomorphismen, inversen Homomorphismen und Durchschnitten mit regul¨aren Mengen abgeschlossen ist, so gilt spl(L(REG, L)) ⊆ L.

Lemma:

F¨ur jede rekursiv-aufz¨ahlbare Sprache L gibt es kontextfreie Sprachen L1 und L2 derart, dass L = {u | uv ∈ L1 f¨ur ein v ∈ L2} gilt.

Lemma:

F¨ur jede rekursiv-aufz¨ahlbare Sprache L ⊂ V gibt es eine kontextabh¨angige Sprache L0 und Buchstaben c1 und c2, die nicht in V liegen, derart, dass L0 ⊆ L{c1}{c2} gilt und es f¨ur jedes w ∈ L eine Zahl i ≥ 1 derart gibt, dass wc1ci2 ∈ L0 ist.

(3)

Splicing-Systeme

Definition:

Ein Splicing-System ist ein Tripel G = (V, R, A), wobei – V ein Alphabet ist,

– R eine Teilmenge von V #V $V #V ist, und – A eine Teilmenge von V ist.

Definition:

Die von einem Splicing-System G erzeugte Sprache L(G) ist durch die folgenden Setzungen definiert:

– spl0(G) = A und spli+1(G) = spl(spli(G), R)) ∪ spli(G) f¨ur i ≥ 0, – L(G) = ∪i≥0spli(G).

Beispiel:

G = ({a, b},{a#b$a#b},{(anbn)m | n ≥ 1, m ≥ 1})

L(G) = {ar1bs1ar2bs2 . . . armbsm | m ≥ 1, ri ≥ 1, si ≥ 1, 1 ≤ i ≤ m}

(4)

Erweiterte Splicing-Systeme

Definition:

i) Ein erweitertes Splicing-System ist ein Quadrupel G = (V, T, R, A), wobei – H = (V, R, A) ein Splicing-System ist und

– T eine Teilmenge von V ist.

ii) Die von einem erweiterten Splicing-System G erzeugte Sprache ist durch L(G) = L(H) ∩ T definiert.

Beispiel:

G = ({a, b, c},{a, b},{#c$c#a},{cmanbn | n ≥ 1}

L(G) = {anbn | n ≥ 1}

Definition: F¨ur zwei Sprachfamilien L1 und L2 definieren wir Spl(L1,L2) (ESpl(L1,L2)) als die Menge aller Sprachen L(G), die durch Splicing- Systeme G = (V, R, A) (G = (V, T, R, A)) mit A ∈ L1 und R ∈ L2 erzeugt werden.

(5)

Die Erzeugungskraft von Splicing-Systemen

Satz:

Es gilt die folgende Tabelle, wobei im Schnittpunkt der mit X markierten Zeile und der mit Y markierten Spalte ein Z steht, falls L(Z) = Spl(L(X),L(Y )) gilt, und Z1/Z2 steht, falls L(Z1) ⊂ Spl(L(X),L(Y )) ⊂ L(Z2) gilt.

F IN REG CF CS RE

F IN F IN/REG F IN/RE F IN/RE F IN/RE F IN/RE REG REG REG/RE REG/RE REG/RE REG/RE

CF CF CF/RE CF/RE CF/RE CF/RE

CS CS/RE CS/RE CS/RE CS/RE CS/RE

RE RE RE RE RE RE

(6)

Die Erzeugungskraft von erweiterten Splicing-Systemen

Satz:

Es gilt die folgende Tabelle, wobei im Schnittpunkt der mit X markierten Zeile und der mit Y markierten Spalte ein Z steht, falls L(Z) = ESpl(L(X),L(Y )) gilt.

F IN REG CF CS RE F IN REG RE RE RE RE REG REG RE RE RE RE

CF CF RE RE RE RE

CS RE RE RE RE RE

RE RE RE RE RE RE

(7)

Einige Lemmata III

Lemma:

F¨ur Sprachfamilien L1,L2,L01,L02 mit L1 ⊆ L01 und L2 ⊆ L02 gilt spl(L1,L2) ⊆ spl(L01,L02).

Lemma:

Falls L unter Konkatenation mit Symbolen abgeschlossen ist, so gilt L ⊆ ESpl(L,L(F IN)).

Lemma:

L(REG) ⊆ ESpl(L(F IN),L(F IN)).

(8)

Einige Lemmata IV

Lemma:

Falls L unter Vereinigung, Konkatenation, Kleene-Abschluss, Homomorphismen, inversen Homomorphismen und Durchschnitten mit regul¨aren Mengen abgeschlossen ist, so gilt ESspl(L,L(F IN)) ⊆ L.

Lemma:

F¨ur jede rekursiv-aufz¨ahlbare Sprache L ⊆ T gibt es ein erweitertes Splicing-System G = (V, T, A, R) mit einer endlichen Menge A und einer regul¨aren Menge R von Splicing-Regeln derart, dass L(G) = L gilt.

Lemma:

F”ur jedes erweiterte Splicing-System G ist die erzeugte Sprache L(G) eine rekursiv-aufz¨ahlbare Sprache.

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