wL∗L w ˚ L L∗= ˚ L ∗ ˚ L L∗L˚wL˚L∗=L˚∗L˚L∗
Soit un sous - ensemble de et un mot dans . peut être exprimé comme une concaténation de mots dans iffpeut être exprimé comme une somme d'éléments de où est l'ensemble des longueurs des mots . Ainsi, le problème se réduit à exprimer un entier sous la forme d'une somme d'entiers dans un ensemble particulier (avec des répétitions autorisées): canêtre exprimé comme avec et ?L w L w L | w | S ⊂ N S M | w | k 1 s 1 + … + k m s m ∀ i , s i ∈ S k 1 ∈ NMLwLwL|w|S⊂NSM|w|k1s1+…+kmsm∀i,si∈Sk1∈N
C'est un problème bien connu en arithmétique, et la réponse est que si les coefficients peuvent être négatifs ( ),est exprimable ssi il est un multiple du plus grand commun diviseur des éléments de : . Avec une exigence de coefficients non négatifs, cela reste valable pour suffisamment.(ki)ki∈Z|w|SgcdS|w|
Considérons la séquence infinie définie par . Il s'agit d'une séquence décroissante d'entiers (commençant par , donc elle est constante après un certain indice ; et Selon le théorème chinois restant, chaque élément de peut être exprimé comme avec et . Si and vous pouvez alors sélectionner tous les coefficients non négatifs.(gi)i≥minSgi=gcd(S∩[0,i])gminS=minSjgj=gcdSSk1s1+…+kmsm∀i,ki∈Zx ∈ S x ≥ s 1 ⋅ … ⋅ s m{s1,…,sm}=S∪[0,j]x∈Sx≥s1⋅…⋅sm
Assez arithmétique. Soit . Chaque mot dans peut être exprimé comme une concaténation de mots dans dont la longueur est au plus , c'est-à-dire . Puisque nous avons également , nous avons , qui est régulier puisque est fini donc régulier.LLgjL⊆ ˚ L ∗ ˚ L ⊆LL∗= ˚ L ∗ ˚ LL˚={w∈L∣|w|≤gj}LLgjL⊆L˚∗L˚⊆LL∗=L˚∗L˚
Vous pouvez également utiliser la caractérisation des langues normales dans des alphabets à une seule lettre .