Operaciones de patologia en el lenguage
El concepto de concatenación se puede extender a los
lenguajes. Se define la concatenación de lenguajes como sigue:
El lenguaje que resulta de la concatenación de A y B está
formado por la concatenación de todas las cadenas de A con todas las
cadenas de B.
Ejemplo: Si
La concatenación de lenguajes se puede realizar aún si los lenguajes no están construidos sobre el mismo alfabeto, en tal caso la concatenación nos lleva a que, si A y B, son lenguajes sobre ∑1 y ∑2, entonces el lenguaje resultante será un lenguaje sobre ∑1U∑2.
La cadena vacía se comporta como la identidad en cuanto a la
concatenación de lenguajes se trata, ya que si tenemos
La definición de potencia, también puede extenderse a los
lenguajes de la misma manera
Por lo tanto, si sobre un algún alfabeto, se tiene que Hay que destacar que de la anterior definición se tiene que
Sean A y B lenguajes sobre el alfabeto ∑, la unión se
denota como A U B y quiere decir que el lenguaje resultante esta formado
por todas la palabras que se encuentren en al menos uno de los dos lenguajes,
más generalmente:
La intersección de los lenguajes A y B es un
lenguaje formado por todas las cadenas que se encuentran tanto en A como
en B, esto es:
Con un ejemplo se prodrá ilustrar mejor las dos definiciones
Ahora hay que definir el concepto de sublenguaje, recordando la teoría de conjuntos sabemos que un conjunto W es un subconjunto de U, si U contiene a todos los elementos de W y se denota como , y se lee, W es un subconjunto de U. Esta definición se puede mudar perfectamente a la teoría de lenguajes, diciendo que si A y B son lenguajes, entonces B es un sublenguaje de A, si A contiene todas las cadenas de B y se denota , y se lee B es un sublenguaje de A.
Sea L cualquier lenguaje
sobre ∑, entonces , ya que ∑* contiene
todas las cadenas que son posibles de generar con el alfabeto ∑.
La igualdad
de lenguajes cumple con las mismas características que la igualdad entre
conjuntos, sean A y B lenguajes, son iguales, sólo si, contienen
exactamente las mismas cadenas. También hereda sus propiedades de la teoría de
conjunto.
Cuales son nomas para poder hablar
· Sean
A y B, lenguajes sobre ∑, A = B, solo si y . Sirve para demostrar la igualdad entre
lenguajes y se utiliza para demostrar que la concatenación es distributiva con
respecto a la unión de lenguajes.
Demostración. Supongamos que A = B,
entonces tenemos que probar que y, para ello digamos que x ϵ A . Como B contiene las mismas
cadenas que A, diremos que x ϵ B, de lo que se deduce que . De la misma forma, si x ϵ B, entonces x ϵ A ya que los dos contienen las
mismas cadenas, de lo anterior tenemos que , lo cual no lleva a que y. Esto significa que las cadenas que
están en B, están también en A y viceversa, por lo que A = B, con lo
que se demuestra la igualdad.
Dados los lenguajes
A,B y C, sobre un alfabeto ∑, se Demostración. Para demostrar la primera parte del
teorema, probaremos primero que. Supongamos que , y que x = w*y, donde w ϵ A y
yϵ B U C. Sí y ϵ B,
tenemos que x = w* y ϵ A* B y
por lo tanto x ϵ A * B U A * C. Si y ϵ C,
tenemos que x ϵ A* C y
de nuevo x ϵ A* B U A*C. Sin importar a que lenguaje pertenesca y, se deduce que
de modo que x ϵ A * B o x ϵ A * C. Si x ϵ A * B y x = u*v donde
u ϵ A y
u ϵ B, tenemos que u ϵ B U C, y ya que u ϵ A, tenemos que x ϵ A * ( B U C). Por otro lado si x ϵ A * C y si x = w * y, tenemos que w ϵ A y y ϵ C, por lo tanto y ϵ B U C y ya que w ϵ A, tenemos que x ϵ A * (B U C). De lo anterior se deduce que . Se obtiene que , lo que demuestra la igualdad.De forma muy similar se demuestra la segunda parte así que no aparecerá la
demostración en este documento. A diferencia de la unión, la concatenación no es distributiva con respecto a la
intersección de lenguajes, para esto, hay que proponer que, si A =
{a, ϵ}, B = {ϵ } y C = { a },
entonces A * B = {a,ϵ} y , por lo que . Pero tenemos que , entonces , por lo tanto: Ahora veremos dos conceptos más, el
primero es el de cerradura de Kleene o cerradura
estrella, élla esta definida como la unión de 0 o más potencias de un
lenguaje A sobre un alfabeto ∑, más
precisamente, la cerradura de Kleene es realizar 0 o más
concatenaciones del lenguaje A con él mismo, y se denota , lo que resulta en un lenguaje que
contiene todas las cadenas que son posibles de formar sobre ∑. También
tenemos a la cerradura positiva, que es la unión de una o más
potencias de A en ∑, resultando en un lenguaje que contiene,
todas las cadenas excepto la cadena vacía ϵ, y se denota .


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