Научная статья на тему 'О квазиуниверсальных словарных функциях'

О квазиуниверсальных словарных функциях Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
50
14
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КВАЗИУНИВЕРСАЛЬНАЯ ФУНКЦИЯ / СЛОВАРНЫЕ ФУНКЦИИ / QUASI-UNIVERSAL FUNCTION / DICTIONARY FUNCTION

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Осипов К.В.

Предлагается метод построения квазиуниверсальных функций “простого вида” в классах словарных функций. На основе этого метода строится явный базис по суперпозиции в классе функций, вычислимых за полиномиальное время.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

On quasi-universal dictionary functions

We propose the method of constructing simple quasi-universal functions in classes of dictionary functions. The explicit superposition basis in the class of functions computable in polynomial time is based on this method.

Текст научной работы на тему «О квазиуниверсальных словарных функциях»

УДК 519.716

К. В. Осипов1

О КВАЗИУНИВЕРСАЛЬНЫХ СЛОВАРНЫХ ФУНКЦИЯХ

Предлагается метод построения квазиуниверсальных функций "простого вида" в классах словарных функций. На основе этого метода строится явный базис по суперпозиции в классе функций, вычислимых за полиномиальное время.

Ключевые слова: квазиуниверсальная функция, словарные функции.

В 1953 г. А. Гжегорчик опубликовал работу [1], в которой построена широко известная ныне классификация {£п} множества примитивно-рекурсивных функций. Среди нескольких вопросов, сформулированных в [1] касательно классификации {£"}, был вопрос о существовании конечных базисов по суперпозиции в классах £п. При п ^ 3 положительный ответ на этот вопрос получен Д. Рёддингом [2]. В 1969 г. С. С. Марченков [3] предложил метод построения конечных базисов в классах £п, п ^ 2, который основан на так называемых квазиуниверсальных функциях (само понятие квазиуниверсальной функции появилось позже).

Суть метода состоит в следующем. В классе £ всюду определенных функций (не обязательно вычислимых), замкнутом относительно суперпозиции, определяется квазиуниверсальная функция Q(n, х, t), которая обладает следующим основным свойством. Если / — произвольная одноместная функция из £, то найдутся такие число п и одноместная функция д из £, что при всех t ^ д(х) будет выполняться равенство /(ж) = Q(n,x,t). В качестве функций д берутся функции из специально выбранного подмножества класса £, которое состоит из "простых" функций и очевидным образом имеет конечный базис по суперпозиции. Это позволяет в итоге строить конечный базис по суперпозиции в классе £, включающий, в частности, функцию Q.

Как выяснилось, метод квазиуниверсальных функций является наиболее общим по широте охвата различных классов рекурсивных функций. Вместе с тем самой сложной функцией в базисах, построенных по этому методу, оказывается как раз квазиуниверсальная функция. Возникла задача о построении "самых простых" квазиуниверсальных функций. Значительный шаг в этом направлении в 2006 г. сделал С. А. Волков [4]. Ему удалось с использованием хорошо известных арифметических функций однократным (и весьма компактным) применением ограниченной рекурсии определить в классе £2 квазиуниверсальную функцию, которая пока представляется наиболее простой из всех известных функций подобного типа.

Квазиуниверсальная функция из работы [4] — это числовая функция, которая строится на основе анализа вычислений, выполняемых на машинах Минского. Прием, найденный в [4], работает только в данных рамках. Однако вопрос о существовании конечных базисов по суперпозиции возникает и для различных классов словарных функций. Прямое перенесение конструкций из работы [4] здесь невозможно, поскольку сразу теряется вся специфика в определении и вычислении словарных функций. Поэтому задача построения "простых" квазиуниверсальных функций в классах словарных функций представляет самостоятельный интерес.

Целью настоящей работы является демонстрация возможности построения "простых" квазиуниверсальных функций для некоторых классов словарных функций, имеющих малый порядок роста.

В работе будет использоваться обобщенное понятие квазиуниверсальной функции. Если £ — некоторый класс функций, замкнутый относительно суперпозиции, и Ф — множество функций из £, то функцию Q(yi, ■ ■ ■ ,ут) из класса £ будем называть квазиуниверсальной в классе £ относительно множества функций Ф, если для любой функции f(x) из £ найдутся такие функции 9o(x),9i(x), ■ ■ ■ 1 9т(х) ИЗ Ф, что

f(x) = go(Q(gi(x),.. .,дт(х))).

Видно, что обобщенное понятие квазиуниверсальной функции отличается от классического: отсутствует в явном виде переменная п, с помощью которой нумеруются функции из £.

1 Факультет ВМК МГУ, асп., e-mail: d503Qacmer.me

При рассмотрении словарных функций мы по ряду причин ограничились словарными функциями в алфавите {1,2}. В качестве исходного вычислительного устройства можно взять, например, одноленточную машину Тьюринга, работающую в алфавите {1,2, о} (здесь о играет роль пустого символа). Таким образом, при вычислении (одноместной) функции на машине Тьюринга данного типа в начальный момент вычисления на ленте машины записывается исходное слово в алфавите {1, 2), вся остальная часть ленты заполнена символами о. В заключительный момент вычисления на ленте машины таким же способом представлен результат вычисления.

При построении квазиуниверсальной функции нам будет удобно воспользоваться другим вариантом машины Тьюринга — так называемым двуленточным магазинным автоматом (сокращенно 2-М А), 2-М А имеет две ленты (магазина) с одной головкой на каждой ленте и ленточный алфавит {>, 1, 2, о), где символ > указывает на левый край обеих лент (дно магазина). Этот символ не может быть стерт или записан в других клетках лент. В любой момент вычисления обе ленты 2-МА конечны, а 2-МА обозревает самые правые клетки лент (верхние символы магазинов). В зависимости от обозреваемых символов и состояния 2-МА может сдвигать головки вправо или влево на одну клетку (мы считаем, что в любой момент вычисления обе головки сдвигаются — это не влияет на общность получаемых результатов). При движении головки на одной из лент влево крайняя правая клетка ленты с записанным на нем символом исчезает. Если же головка движется вправо, то символ в предыдущей клетке ленты не меняется, а к ленте пристраивается справа новая клетка, в которую головка 2-МА записывает новый символ в соответствии с выполняемой командой.

Состояниями 2-МА служат числа из множества {0,1,..., г). Состояние 0 является начальным, состояние г — заключительным. Команды 2-МА имеют вид

где а,\,а,2 € {>,1,2, о), 61,62 € {1,2, о), д, д' € {0,1,..., г), д ф г и (¿1, (¿2 € {1,2}. Кроме того, при Щ = > ДОЛЖНО быть (¿г = 1, При = 2 ДОЛЖНО быть Ьг = Щ.

Смысл команды (1) следующий. Если в некоторый момент времени 2-МА находится в состоянии д, а его головки на лентах обозревают символы а1 и а2, то в следующий момент времени 2-МА перейдет в состояние д', при ^ = 1 к г-ш ленте будет пристроена справа клетка с символом а при ^ = 2 последняя клетка г-ш ленты с символом щ исчезнет.

Программа 2-МА состоит из набора команд вида (1), в котором имеется не более одной команды (1) с данной левой частью. Функционирование 2-МА заключается в последовательном выполнении команд (1), составляющих программу. При вычислении на 2-МА (одноместной) словарной функции /, заданной в алфавите {1,2}, в начальный момент времени на первой ленте автомата записывается слово а в алфавите {1,2} (оно может быть пустым, и тогда первая головка будет обозревать символ >), головка на второй ленте устанавливается на граничный символ > и автомат приводится в начальное состояние 0. Если значение /(а) определено, то через конечное число тактов автомат достигает заключительного состояния г, при этом на первой ленте автомата будет записано слово /(а). Если же значение /(а) не определено, то автомат работает бесконечно долго.

Стандартные рассуждения показывают, что вычисления на машинах Тьюринга, определенных выше, и вычисления на 2-МА могут быть легко взаимно промоделированы. При этом время вычисления на одном устройстве будет ограничено сверху квадратичной функцией от величины тах(|ж|,Т(|ж|)), где Т(\х\) — время вычисления на другом устройстве. В частности, если обозначить через ЕР класс всех (всюду определенных) функций в алфавите {1,2}, которые вычислимы на машинах Тьюринга за полиномиальное время, а через МР — аналогичный класс функций, вычислимых на 2-МА, то будет справедливо следующее

Утверждение 1. Классы ЕР и МР совпадают.

Под списком слов и)1, г«2, • • •, и)3 из {1, 2, о}* будем понимать слово >и)\ > Ш2 > • • • >

Для построения квазиуниверсальной словарной функции нам потребуется определить коды машин 2-МА. Зафиксируем некоторое равномерное (с одинаковыми длинами всех кодовых слов) кодирование и состояний 2-МА словами алфавита {1,2}. Рассмотрим далее произвольную команду (1). Будем отдельно кодировать левую и правую части команды (1), причем в каждом случае двумя кодами — основным и вспомогательным.

Пусть сначала команда (1) не содержит в левой части символ >. Тогда основной и вспомогательный коды левой части имеют соответственно вид

а1й2д ^ Мгд'еМг

(1)

к,1 = >2а\ > 2а2 > 2^(д), к[ = >1а\ > 1 а,2 > 1^(д)

(2)

основной и вспомогательный коды правой части имеют вид

кг = >а 1 > «2 > к'г = > о о > о о >2г/(д'), (3)

где щ = 1Ьг, если с^ = 1, и щ = 2щ, если с^ = 2.

Пусть команда (1) содержит в левой части символ >. Будем, например, считать, что а\ = >, о-2 Ф > (остальные случаи рассматриваются аналогично). Тогда основной и вспомогательный коды левой части имеют вид

К1 = > о о>2а2>2и(д), к', = >2 о >1аг > 1г^(д), (4)

а основной и вспомогательный коды правой части имеют вид

кг = >а 1 > «2 > к'г = >22 > о о >2и(д'), (5)

где «1 = 1Ь\, а «2 = 1Ьг, если ¿2 = 1, и «2 = 2аг, если ¿2 = 2.

Кодом конфигурации 2-М А будем называть слово >Нпв1 > Нпег > где Нпв1, Нпег — слова, записанные на первой и второй лентах машины 2-МА, исключая самый левый символ > ленты, и{д) — код состояния машины 2-МА.

Перейдем к определению основных словарных функций, используемых в дальнейших построениях, которые очевидным образом принадлежат классу ЕР.

1. Функции-константы Л, >, 1, 2, о, где Л — пустое слово (эти функции можно считать зависящими от одной переменной).

2. ж * у — конкатенация слов х\, жг, т.е. слово, полученное из слова х\ приписыванием справа слова х,2-

3 яиЫж х ) — если У — такое (единственное) слово, что у * Х2 = х 1, 2 в остальных случаях.

4. БтазЦж, у) = 11Ж1-М; где |ж| — длина слова ж, 1п — слово, состоящее из п символов 1, |Л| = О и 1° = Л.

5. Ьеас1(ж) — функция, которая выдает первый символ слова ж, если |ж| ^ 1, и Ьеас1(Л) = Л.

6. tail(ж) — функция, которая выдает слово, состоящее из |ж| — 1 последних символов слова ж, если |ж| ^ 1, и tail(Л) = Л.

7. ас1с1(ж,у) — функция типа {1,2,о}* х {1,2,о}* —> {1,2,о}*, которая определяется следующими соотношениями:

'ж * tail(y), если Ьеас1(у) = 1, яиЦж, tail(y)), если Ьеас1(у) = 2, ас1с1(ж, у) = \ ж, если Ьеас1(у) = о и ж Ф Л,

tail(y), если Ьеас1(у) = о и ж = Л,

2, если у = Л.

8. тар(ж, у) — функция типа {>, 1, 2, о}* х {>, 1, 2, о}* —> {>, 1, 2, о}*, которая по словам ж, у вида >а,1 > ...> а^ и >&1 > ... > соответственно, где щ, Ъ^ € {1, 2, о}* при 1 € {1, • • •, ] € {1,..., 1} выдает слово

>ааа(аь ) > ... > &й.й(ат-т(к^, Ьтт^г)).

Если же пара слов ж, у не имеет указанного вида, то значением функции тар является слово Л.

9. Ы(ж, у) — функция, которая выдает циклический сдвиг слова ж на |у| символов вправо. Пусть Ы(ж, у) = х при |ж| ^ 1, а если |ж| ^ 2 и а = апап-\ ... а^о, то

— ап+||/|ап-1+||/| • • • а1+МаМ' где суммирование в индексах проводится по модулю п + 1.

Лемма 1. Если слово /3 является кодом конфигурации машины 2-МА, то команда (1) применима тогда и только тогда, когда тар(тар(/3, к?), = Р- В случае применимости команды кодом непосредственно следующей конфигурации является слово тар(тар(/3, к'г), кг). Доказательство. Рассмотрим возможные конфигурации машины 2-МА. Пусть сначала головки машины не находятся на крайних левых клетках лент. И пусть Нпв1 = «101, Нпег = «гаг, где «г € {1,2, о}*, аг € {1,2, о}, и машина 2-МА находится в состоянии д. Кодом данной конфигурации будет слово >«101 >«202 >1у(д). Для того чтобы команда была

применима к конфигурации, ее левая часть должна иметь вид а^д. Тогда слова (2) являются основным и вспомогательным кодами левой части применимой команды.

Имеем

тар(/3, щ) = тар(>«1а1 > а^аг > г/(д), >2«1 > 2аг > 2г/(д)) =

= >ас1с1(а1а1, > ас1с1(а2а2, 2аг) > аё<1(г/(д), 2г/(д)) = = >8иЬ(«1а1, «1) > БиЦа^аг, аг) > зиЬ(^(д), ^(д)) = >«1 > «2 > Л.

Следовательно,

тар(тар(/3, «г), к^) = тар(>«1 > «2 > Л, >1а\ > 1 а,2 > 1^(9)) =

= >аё(1(а1,1«1) > аё(1(а2,1аг) > ас1с1(Л, 1^(д)) = >«101 > «гаг > Лг/(д) = /3.

Итак, в случае, когда обе головки не обозревают символ >, для применимой команды верно равенство тар(тар(/3, «г), к^) = /3.

Покажем, что для неприменимой команды в этой же конфигурации данное равенство не выполняется. Будем считать, что /11/129' — левая часть неприменимой команды. Тогда ф а\, либо /¿2 Ф 0,2-, либо д' ф д. Функция тар(тар(/3, «г), к[) припишет к первому (второму, третьему) слову списка тар(/3,кг) символ (символ /12, слово и{д')). Поэтому первые (вторые, третьи) слова списков тар(тар(/3, «г), к[) и /3 будут различными.

Теперь рассмотрим код непосредственно следующей конфигурации. Пусть правой частью применяемой команды является пятерка 6162?'¿¿1^2- Слова (3) являются основным и вспомогательным кодами правой части команды. Не ограничивая общности рассуждения, будем считать, что = 1, (¿2 = 2 (остальные случаи рассматриваются аналогично). Из определения команды следует, что = о,2- Обратим внимание на то, что кодом непосредственно следующей конфигурации является слово >«10161 > «2 > г^(д')- Имеем согласно определению функции тар

тар(/3, к'г) = тар(>«1а1 > «гаг > и(д), >«о>о<> >2г/(д')) = >«101 > «гаг > Л, тар(тар(а, к'г), кг) = тар(>«1а1 > «гаг > Л, >1Ь\ > 2Ь2 > 1^(д')) = >«10161 > «2 > г^(д')-

Рассмотрим случай, когда только головка первой ленты обозревает символ > (другие конфигурации рассматриваются аналогично). Пусть Нпв1 = Л, Нпег = 72С2, где 72 € {1,2, о}*, сг € {1,2, о) и код конфигурации есть слово (3 = >>7202 >1>(д). Левая часть применимой команды имеет вид >сгд. Слова (4) являются основным и вспомогательным кодами левой части команды. Получаем, что

тар(/3, щ) = тар(> > 72С2 > г^(д), > о о > 2с2 > 2г/(д)) = > о >7г>, тар(тар(/3, «г), к[) = тар(> о >7г>, >2 о >1сг > 1г^(д)) = > > 72С2 > и(д) = /3.

Значит, для применимой команды справедливо равенство тар(тар(/3, щ),^) = /3.

Покажем, что для неприменимой команды это равенство не выполняется. Пусть левой частью неприменимой команды является тройка /г^/г^д'- Если ф > (/12 ф сг, д' ф д), то тар(р,к[), где р = тар(/3, к?); "припишет" к первому (второму) слову списка р символ (/12); и первые (вторые) слова списков тар(р, к[) и /3 будут различными. Если д' ф д, то тар(р, к[) "припишет" к третьему слову списка р слово д', не равное д, поэтому тар(р, к[) ф /3. Значит, для неприменимой команды верно тар(тар(/3, «г), к[) ф ¡3.

Осталось показать, что кодом непосредственно следующей конфигурации является слово тар(тар(/3, к'г), кг). Пусть пятерка Ъ^д'й^а является правой частью применимой команды. По определению (¿1 = 1. Рассмотрим два случая.

1. Пусть (¿2 = 1. Слова (5) являются основным и вспомогательным кодами правой части команды, а кодом непосредственно следующей конфигурации является слово >61 > «гагЬг > ^(д'). Имеем

тар(/3, к'г) = тар(> > «2^2 > ^(д), >22 > о о >2г/(д')) = > > ага2>, тар(тар(а, к'г), кг) = тар(> > «2а2>, >1^1 > 1 Ьг > ^(д)) = > «гагЬг > ^(д').

2. Пусть (¿2 = 2. Тогда Ьг = «2 и >Ь1>«2>^(д') — код непосредственно следующей конфигурации. Имеем

тар(/3, к'г) = тар(> > «2^2 > ^(д), >22 > о о >2г/(д')) = > > «2а2>,

тар(тар(а, к'г), кг) = тар(> > а2а2>, >1Ь\ > 2Ь2 > = >Ь\ > «2 > г^(д');

и мы получаем код непосредственно следующей конфигурации. Лемма 1 доказана.

Положим тар 2(ж, у, г) = тар(тар(ж, у), г). Пусть машина 2-М А содержит п команд, а слова

К1,1' • • • ! • • • ! К1,П1 КГ,1-> /.1" • • • ! КГ,П> '>'/.!'• • • • ;

суть вспомогательные и основные коды левых и правых частей всех п команд. Пусть далее для любого г, 1 ^ г ^ п, функция /¿(ж) определяется соотношениями

, , , [таРг{х, «г,г' «г,г), если тар2(х,кц,к'и) =х, /г (ж) = <

I х в противном случае.

Из леммы 1 вытекает

Следствие 1. Если а является кодом незаключительной конфигурации машины 2-М А, то ЛС/гС- • • /п(«) • • •)) — К°Д непосредственно следующей конфигурации. Если а — код заключительной конфигурации, то /1</2(- • • /п(а) • • •)) = «•

Определим функцию (¿(х, уг, уг>, гц, уу, I) следующими соотношениями (г = 1,2): Я(х,Уг,Уг',У1,У1'Л) = х,

Я(х,Уг,Уг>,У1,У1',1), если п(гг „ „ „ „ тар2(д(ж,уг,уг,,уьур,г),К(уьг),11(ур,г)) ^

Уг''УиШ''~ < ф <?(*, уг, Уг>,У1,У1>, О,

тар2((3(ж, уг, уг',у1,у1/,г), Щуг>,г)Щуг, ¿)), иначе.

Легко видеть, что функция (¿(х,уг,уг>,у^у1>,1) принадлежит классу ЕР.

Обозначим через гт(т, п) остаток от деления т на п (т,п — натуральные числа). Пусть

/ Гу, если гт(ж, у) = О,

гт (ж, у) = <

1гт(ж, у), иначе.

Лемма2. Пусть для слов рг, рг>, р1, ру, I о и натурального числа то выполняются равенства: г0 = 1то-(1«м1+3) и

Р1' = к1,1 > 11 > А,2 > 11 • • • Н,п > И, VI = «г, 1 > 11 > «г,2 > и • • • щ,п > 11, IV = ! > 11 > к'г 2 > 11 • • • к'г п > 11, Рг = Кг,1 > 11 > «г,2 > 11 • • • Кг,п > И-

ж — список слов из {1,2, о}* длины 3, то

{ж, если то = О,

/гт'(то,п) + 1(- ' ' /гСЛС/гг(• • • ЛСЫ®)) •••)))•••)> МНОЧе. '-*--

тао

Доказательство. Проведем индукцию по то. Базис индукции: то = 0. Тогда д(х ,Рг,Рг',Р1,Р1'^о) = Я(х ,рг,рг>,р1,р1>,А) = х. Индуктивный переход. Предположим, что т < то и

Я{х,рг,рг,,р1, Ру, 1"*-(1««.1|+3)) = /гт,(ГО)П) + 1(. . . /2(/1(/„(. • • /2(Ш) . . .))) . . .) .

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4-у-'

ТО

Докажем, что

Я{х,рг,рг>,р1,р1>, 1(т+1М|к«,1|+3)) = /гтЧт+1)П) + 1(/гтЧГО)П)+1(. . . /2(/1(/„(. • • /2(/1(®)) • • •))) • • •))

4-V-'

ТО-)- 1

Заметим, что тар2(ж, К(р1>, Iй), Ы(рг, Iй)) ф ж для любого числа и из множества {■т • (|кгд| + 3) + 1,... ,(т + 1) • (|кгд| + 3) — 1). Это следует из рассмотрения двух возможных случаев.

1. Первым символом слова Щру, Iй) не является > и тар2(ж, Щру, Iй), Щри Iй)) = Л, однако по условию х — непустое слово.

2. Первым символом слова Ы(рг'; Iй) является символ >. Тогда первым, вторым или третьим элементом списков К(р1>, Iй) и Щрг; Iй) будет слово 11. Значит первым, вторым или третим элементом списка тар2(ж, 1 и),Щрь Iй)) будет конкатенация первого, второго или третьего элемента списка х со словом 11.

Таким образом,

Я{х,рг,рг,,рир1,, 1("*+1М1«м1+з)) =

= 1(ТО+1)'(|К1'1|+3)-1)) =

= /rm'(m+l,n)(Q(œ,Pr,Pr',PJ,PJ', 1™'(1к< ДI+3) ) ).

Далее пользуемся предположением индукции. Лемма 2 доказана.

В нижеследующей теореме и следствии из нее все словарные функции (включая квазиуниверсальную функцию Q) рассматриваются в алфавите {1,2, о, >}. Формально такое расширение исходного алфавита {1,2} не согласуется с приведенным выше определением квазиуниверсальной функции. Однако мы поступили таким образом, руководствуясь следующими соображениями.

Введение дополнительных символов о, > позволяет в наиболее прозрачной форме выразить основные идеи, заложенные в построениях, и значительно упростить техническую сторону изложения. Переход от алфавита {1, 2, о, >} к алфавиту {1,2} можно выполнить стандартной процедурой, закодировав, например, символы 1,2, о, > соответственно словами 11, 22, 12, 21. К сожалению, при этом существенно усложняется как вид ключевых функций add и тар, так и доказательства лемм 1 и 2, связанных с данными функциями. Кроме того, возникает необходимость в использовании кодирующей и декодирующих функций. По этим причинам формальное следование исходным определениям мы решили принести в жертву более наглядному и простому построению квазиуниверсальной функции. Однако, разумеется, все основные результаты, связанные с квазиуниверсальной функцией, будут также справедливы после выполнения указанного "перекодирования" алфавита {1,2, о, >}.

Теорема. Функция Q(x,yr,yr>,yi,yi>,t) является квазиуниверсальной в классе полиномиально вычислимых функций в алфавите {1,2} относительно системы функций

{1, 2, о, >, х * у, tail(a;), smash(a;, у), тар(ж, у)}. (6)

Доказательство. Заметим, что все слова вида р(п), где р(п) — полином с натуральными коэффициентами, представимы суперпозициями функций из множества (6). Пусть /(ж) G FP. Тогда существуют машина 2-МА М. и полином t(x) с натуральными коэффициентами, такие, что машина 2-МА М. вычисляет функцию /(ж) за время Тм(х), не превосходящее t(x). Будем также предполагать, что t(x) ^ 1.

Если х' — код начальной конфигурации машины Л4, то в силу следствия 1

/«(-../2(/1 (/«(-../2(/l(®'))...)))•••) 4-V-'

n-t(x)

будет кодом заключительной конфигурации машины A4. Определим функции ж'(ж), рг(ж), рг>(ж), Pi(x), pi'(x) следующим образом: ж'(ж) = >ж>>г/(0) и

Pi' (х) = 1 > 11 > А,2 > 11 • • • «г,п > 11> рАх) = «г, 1 > 11 > «г,2 > И • • • «г,п > П, Рг> (ж) = к'г t > 11 > к'г 2 > 11 . . . к'г п > 11, Рг(х) = «г,1 > И > Кг,2 > 11 • • • Kr,n > И-

Заметим, что pr(x), pr'(x), pi(x), pv{x) суть слова в алфавите {1,2, о, >}. Из леммы 2 получаем, что

Q{x'{X),MX),PAX),Pi{X),MX), 1"-*(*М1«М1+3)) =

= /«(... /2(/l(/n(. • • f2(fl(x'(x))) . . .))) . . .) = >f(x) > Mr).

--V-'

n-t(x)

Следовательно,

Теорема доказана.

Следствие 2. Система функций

{1, 2, о, >, х * у, tail(a;), smash(a;, у), тар(ж, у), Q(x, yi, Va-, î)}

является базисом по суперпозиции в классе полиномиально вычислимых функций в алфавите {1,2}.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Grzegorezyk A. Some classes of recursive functions // Rozprawy Mathematyczne. 1953. 4. P. 1-46.

2. Rödding D. Über die Eliminierbarkeit von Definitionsschemata in der Theorie der rekursiven Funktionen / / Zeitschr. math. Logik. Grundlag. Math. 1964. 10. N 18. S. 315-330.

3. Марченков С. С. Устранение схем рекурсий в классе Е2 Гжегорчика // Математические заметки. 1969. 5. № 5. С. 561-568.

4. Волков С. А. Пример простой квазиуниверсальной функции в классе £2 иерархии Гжегорчика // Дискретная математика. 2006. 18. № 4. С. 31-44.

Поступила в редакцию 15.04.15

ON QUASI-UNIVERSAL DICTIONARY FUNCTIONS Osipov K. V.

We propose the method of constructing simple quasi-universal functions in classes of dictionary functions. The explicit superposition basis in the class of functions computable in polynomial time is based on this method.

Keywords: quasi-universal function, dictionary function.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.