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第 27302 題:正規語言Pumping引理

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  1. 原題與已知條件
  2. 定義與適用範圍
  3. 逐步推導
  4. 逐步反向核對
  5. 結論
  6. 本題覆核與來源綁定

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R0053-27302 · q-20261015-advance-20261118-r07-pumping-lemma-regular-languages-0052

原題與已知條件

exists p forall w exists split forall i量詞與split constraints責任。操作=pump-anbn-all-splits;資料={"p":2}。請依 exact_ordered_tuple_declared_by_interface 欄序回答。

  • G001 — exists p forall w exists split forall i量詞與split constraints責任。操作=pump-anbn-all-splits;資料={"p":2}。請依 exact_ordered_tuple_declared_by_interface 欄序回答。

定義與適用範圍

沿用原題明示的論域、假設與來源 MKO 定義。本題已完成第二對話數理與中英語義覆核,並由原始參數逐題獨立重算模型、答案與每個算術步驟;原題仍為 candidate。

逐步推導

S001 · implies

操作前

source roles = [pump-anbn-all-splits]

操作後

derived = [[p, adversary_word, all_legal_split_rows, split_count, triangular_count, every_split_defeated, pump_down_scope]]

條件:無

此頁直接列完整來源欄序與mode特定角色,不靠JavaScript或由答案外形猜介面;No、undefined、infinity各保原意。

步驟識別與依賴

規則:source_ordered_fields_without_JS · 依賴:G001

S002 · implies

操作前

source roles = [2]

操作後

derived = [a^2b^2, 4, ALL x>=0,y>=1,x+y<=p]

條件:無

假設regular可取得p;adversary選a^p b^p,長2p>=p。任意合法split的xy都在前p個a中,故y只有a且長度正;不是先挑一個方便的split。

步驟識別與依賴

規則:Pumping_adversary_word_and_ALL_legal_split_domain · 依賴:G001, S001

S003 · calculation

操作前

Pumping ORIGINAL remaining a after i0 split0,1 := sub(2, 1)

操作後

Pumping ORIGINAL remaining a after i0 split0,1 = 1

條件:無

逐原始角色與已證中間量精確代值;不以近似值、索引位址或自洽但換過的操作數取代來源。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S002

S004 · implies

操作前

source roles = [2, 0, 1]

操作後

derived = [1, 3, [0, 1, 1, a^1b^2, 否], 是]

條件:無

第三欄p-x-y只計z中的剩餘a,完整|z|尚加p個b。i=0刪掉正長y,a數p-y<p而b數仍p,所以這個合法split的pump-down不在語言。

步驟識別與依賴

規則:Pumping_EVERY_legal_split_i0_refutation_remainingA_NOT_fullZ · 依賴:G001, S003

S005 · calculation

操作前

Pumping ORIGINAL remaining a after i0 split0,2 := sub(2, 2)

操作後

Pumping ORIGINAL remaining a after i0 split0,2 = 0

條件:無

逐原始角色與已證中間量精確代值;不以近似值、索引位址或自洽但換過的操作數取代來源。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S004

S006 · implies

操作前

source roles = [2, 0, 2]

操作後

derived = [0, 2, [0, 2, 0, a^0b^2, 否], 是]

條件:無

第三欄p-x-y只計z中的剩餘a,完整|z|尚加p個b。i=0刪掉正長y,a數p-y<p而b數仍p,所以這個合法split的pump-down不在語言。

步驟識別與依賴

規則:Pumping_EVERY_legal_split_i0_refutation_remainingA_NOT_fullZ · 依賴:G001, S005

S007 · calculation

操作前

Pumping ORIGINAL remaining a after i0 split1,1 := sub(2, 1)

操作後

Pumping ORIGINAL remaining a after i0 split1,1 = 1

條件:無

逐原始角色與已證中間量精確代值;不以近似值、索引位址或自洽但換過的操作數取代來源。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S006

S008 · implies

操作前

source roles = [2, 1, 1]

操作後

derived = [0, 2, [1, 1, 0, a^1b^2, 否], 是]

條件:無

第三欄p-x-y只計z中的剩餘a,完整|z|尚加p個b。i=0刪掉正長y,a數p-y<p而b數仍p,所以這個合法split的pump-down不在語言。

步驟識別與依賴

規則:Pumping_EVERY_legal_split_i0_refutation_remainingA_NOT_fullZ · 依賴:G001, S007

S009 · calculation

操作前

Pumping ORIGINAL triangular numerator := mul(2, 3)

操作後

Pumping ORIGINAL triangular numerator = 6

條件:無

逐原始角色與已證中間量精確代值;不以近似值、索引位址或自洽但換過的操作數取代來源。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S008

S010 · calculation

操作前

Pumping ORIGINAL triangular all-splits count := div(6, 2)

操作後

Pumping ORIGINAL triangular all-splits count = 3

條件:無

逐原始角色與已證中間量精確代值;不以近似值、索引位址或自洽但換過的操作數取代來源。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S009

S011 · implies

操作前

source roles = [2, [[0, 1, 1, a^1b^2, 否], [0, 2, 0, a^0b^2, 否], [1, 1, 0, a^1b^2, 否]]]

操作後

derived = [3, 3, 是]

條件:無

每個x有p-x個y,總數p+(p-1)+...+1=p(p+1)/2,表未遺漏任何合法split。一般論證對任意proposed p重複相同理由,故forall split exists i0反駁pumping結論;不把僅一個固定p表冒充全部證明。

步驟識別與依賴

規則:Pumping_ALL_splits_and_GENERAL_every_proposed_p_contradiction · 依賴:G001, S010

逐步反向核對

  • S011 · premise_and_result_audit — 回查原始完整資料、步驟操作數與本步前提;有限核對、條件式定理引用與一般形式證明分開。
  • S010 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Pumping ORIGINAL triangular all-splits count,不以小數近似替代。
  • S009 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Pumping ORIGINAL triangular numerator,不以小數近似替代。
  • S008 · premise_and_result_audit — 回查原始完整資料、步驟操作數與本步前提;有限核對、條件式定理引用與一般形式證明分開。
  • S007 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Pumping ORIGINAL remaining a after i0 split1,1,不以小數近似替代。
  • S006 · premise_and_result_audit — 回查原始完整資料、步驟操作數與本步前提;有限核對、條件式定理引用與一般形式證明分開。
  • S005 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Pumping ORIGINAL remaining a after i0 split0,2,不以小數近似替代。
  • S004 · premise_and_result_audit — 回查原始完整資料、步驟操作數與本步前提;有限核對、條件式定理引用與一般形式證明分開。
  • S003 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Pumping ORIGINAL remaining a after i0 split0,1,不以小數近似替代。
  • S002 · premise_and_result_audit — 回查原始完整資料、步驟操作數與本步前提;有限核對、條件式定理引用與一般形式證明分開。
  • S001 · premise_and_result_audit — 回查原始完整資料、步驟操作數與本步前提;有限核對、條件式定理引用與一般形式證明分開。

結論

(2, a^2b^2, [[0, 1, 1, a^1b^2, 否], [0, 2, 0, a^0b^2, 否], [1, 1, 0, a^1b^2, 否]], 3, 3, 是, every_legal_split_is_defeated_by_i=0)

依上列完整代值及條件核對得到原題答案;原題編號、格式與狀態保持不變。

本題覆核與來源綁定

覆核日期:2026-10-26

原題、答案、步驟表達式、數值 AST 與既有歷史保持原樣;原來的候選狀態屬於來源歷史,不覆寫為形式化證明。

來源雜湊與覆核憑證
  • input commit: 0f7be61e2c22317a4075561dc822c87d881a50db
  • original question SHA-256: ebf3105853eba6bc57641959548a0bb27705ca87ffdff151359276ddcf50247d
  • candidate record SHA-256: e708a2f098325f40a4f79ac339e1266ee57df2b03a0cb0fcb6c5cf7bb9b1cec7
  • semantic review receipt SHA-256: 1b7a62514347b82518305d5feb4369a52d7d44c442a0f2b131e9eb3cd7b45f62
  • question-first witness SHA-256: 79dc2a1077081f3ea2a03f75e32778163bf05e814cdf4c29ed86e567295f9ee1
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
同源完整 JSON