Условие разрешимости произвольных формальных грамматик
Продолжено исследование систем некоммутативных полиномиальных уравнений, которые интерпретируются как грамматики формальных языков. Такие системы решаются в виде формальных степенных рядов (ФСР), выражающих нетерминальные символы через терминальные символы алфавита и рассматриваемых как формальные языки. Всякому ФСР поставлен в соответствие его коммутативный образ, который получается в предположении, что все символы обозначают коммутативные переменные, принимающие значения из поля комплексных чисел. В продолжение исследований совместности систем некоммутативных полиномиальных уравнений, которая напрямую не связана с совместностью её коммутативного образа, получено достаточное условие совместности в виде обобщения теоремы о неявном отображении на формальные грамматики, содержащие произвольное число уравнений. Доказано, что если для коммутативного образа системы ранг матрицы Якоби коммутативного образа системы уравнений в начале координат максимален, то исходная система некоммутативных уравнений имеет единственное решение в виде ФСР.
A solvability condition for arbitrary formal grammars.pdf Продолжая исследование, начатое в работах [1, 2], рассмотрим систему полиномиальных уравнений Pj (z,x) = 0, Pj (0,0) = 0, j = 1,...,k, (1) которая решается относительно символов z = (z\\,... , zn) в виде ФСР, зависящих от символов x = (xi,... , xm). Такие системы имеют приложения в теории формальных языков, поскольку являются грамматиками, порождающими важные классы формальных языков: контекстно-свободных, языков непосредственно составляющих, языков в нормальной форме Грейбах и др. [3, 4]. В теории формальных языков символы x1,... , xm называются терминальными и образуют словарь (алфавит) данного языка, а символы z1,... ,zn называются нетерминальными и необходимы для задания грамматических правил. Над всеми символами определена некоммутативная операция умножения (конкатенации) и коммутативная операция формальной суммы, а также определена коммутативная операция умножения на комплексные числа, и потому можно рассматривать символьные многочлены и ФСР с числовыми (комплексными) коэффициентами. Наконец, мономы от терминальных символов интерпретируются как предложения языка, а каждый ФСР, который является решением системы (1), рассматривается как порождённый грамматикой формальный язык, т. е. формальная сумма всех «правильных» предложений этого языка [3, 4]. Исследовать решения символьных систем (1) достаточно трудно, поскольку некоммутативность умножения и отсутствие деления не дают возможности исключать неизвестные, и потому в работах [1,2] наряду с некоммутативной системой (1) рассмотрен её коммутативный образ, который получается в предположении, что все переменные, входящие в систему, принимают значения из поля комплексных чисел. Так, предположим, следуя [1], что все мономы от x1,... ,xm занумерованы в лексикографическом порядке по возрастанию степеней в последовательность u0,u1,..., играющую роль базиса, тогда каждый ряд s можно единственным образом записать в виде разложения по этому базису с числовыми коэффициентами (s,Ui) при мономах щ:
Ключевые слова
системы полиномиальных уравнений,
некоммутативные переменные,
формальный степенной ряд,
коммутативный образ,
матрица Якоби,
systems of polynomial equations,
non-commutative variables,
formal power series,
commutative image,
JacobianАвторы
Колбасина Ирина Валерьевна | Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнёва | ассистент кафедры прикладной математики | kabaskina@yandex.ru |
Сафонов Константин Владимирович | Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнёва | доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой | safonovkv@rambler.ru |
Всего: 2
Ссылки
Egorushkin O. I., Kolbasina I. V., and Safonov K. V. On solvability of systems of symbolic polynomial equations // Журн. СФУ. Сер. Матем. и физ. 2016. Т. 9. Вып. 2. С. 166-172.
Егорушкин О. И., Колбасина И. В., Сафонов К. В. Аналог теоремы о неявном отображении для формальных грамматик // Прикладная дискретная математика. Приложение. 2017. №10. С. 149-151.
Глушков В. М., Цейтлин Г. Е., Ющенко Е. Л. Алгебра. Языки. Программирование. Киев: Наукова думка, 1973.
Salomaa A. and Soitolla M. Automata-Theoretic Aspects of Formal Power Series. N.Y.: Springer Verlag, 1978.
Семёнов А. Л. Алгоритмические проблемы для степенных рядов и контекстно-свободных грамматик // Докл. АН СССР. 1973. №212. С. 50-52.