Μετάβαση στο περιεχόμενο

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα — Ιούνιος 2026

Μεταγραφή από τις φωτογραφίες 1000002308.jpg (σελίδα 1 από 10) και 1000002306.jpg (σελίδα 2 από 10), και τα στιγμιότυπα Screenshot_2026-06-22_195122.png, Screenshot_2026-06-22_195253.png και Screenshot_2026-06-22_195210.png, με τη σειρά των ερωτήσεων.

1000002308.jpg

Διάρκεια εξέτασης: 2 ώρες Βαθμολόγηση: οι μονάδες για κάθε ερώτηση/υποερώτηση υπάρχουν δίπλα τους - προσμετρώνται μόνον οι [ορθές απαντήσεις (δεν υπάρχει "αρνητική βαθμολογία")] [Κατανομή απαντήσεων: Μη ευκρινείς απαντήσεις δεν θα ληφθούν υπόψιν.]

ΕΡΩΤΗΣΗ 1 [1 ΜΟΝΑΔΑ] [Δώστε κανονικές εκφράσεις με το ζητούμενο πλήθος συμβόλων για τις παρακάτω γλώσσες.]

Γλώσσα Κανονική έκφραση
\(L_1 = \{w \in \{0,1\}^* \mid w \text{ δεν περιέχει δύο συνεχόμενα 1}\}\) – 12 σύμβολα
\(L_2 = \{w \in \{a,b\}^* \mid w \text{ περιέχει ακριβώς μία εμφάνιση της aaa}\}\) – 29 σύμβολα
\(L_3 = \{w \in \{0,1\}^* \mid w \text{ δεν περιέχει την 110}\}\) – 9 σύμβολα
\(L_4 =\) Όλες οι λέξεις της \(a^*b^*\) με μήκος πολλαπλάσιο του 3 (π.χ., η γλώσσα περιέχει τη λέξη aaaabb αλλά δεν περιέχει τις λέξεις ababab, aaabb) – 23 σύμβολα

ΕΡΩΤΗΣΗ 2 [2 ΜΟΝΑΔΕΣ] Σχεδιάστε DFA με 6 καταστάσεις για τη γλώσσα L που περιλαμβάνει τις λέξεις του \(\{a,b\}^*\) που περιέχουν την υπολέξη bba ή την υπολέξη aaa, π.χ., \(bbaab \in L, babab \notin L\).

Σελίδα 1 από 10

1000002306.jpg

[1] Σχεδιάστε DFA με 4 καταστάσεις για τη γλώσσα \(L = \{w \in \{0,1\}^* : w \text{ ξεκινάει με 0 και έχει περιττό μήκος ή ξεκινάει με 1 και έχει άρτιο μήκος}\}\).

ΕΡΩΤΗΣΗ 3 [2 ΜΟΝΑΔΕΣ] Ποιο είναι το ελάχιστο πλήθος καταστάσεων σε DFA που αναγνωρίζει τη γλώσσα:

Γλώσσα Ελάχιστο πλήθος καταστάσεων
[2/5] \(\{a^n b^{2n} \mid [δυσανάγνωστο: n,m] \ge 0\}\)
[2/5] \(\{w \in \{a,b\}^* \mid \eta\ w\ \text{περιέχει τις ab και ba ίσο πλήθος φορών}\}\)
[2/5] \(\{w \in \{0,1\}^* \mid \eta\ w\ \text{περιέχει τουλάχιστον ένα 1 και άρτιος αριθμός 0 ακολουθεί το τελευταίο 1}\}\)
[2/5] \(\{a^{nk} \mid k>0, \text{n θετική ακέραια σταθερά}\}\)
[2/5] δυαδικές λέξεις στις οποίες τα δύο τελευταία σύμβολα είναι ίδια

ΕΡΩΤΗΣΗ 4 [1 ΜΟΝΑΔΑ] [1/2] Δίνονται: \(A = \{1^k y \mid k \ge 1, y \in \{0,1\}^* \text{ και η y περιέχει τουλάχιστον } k \text{ "1"}\}\) \(B = \{1^k y \mid k \ge 1, y \in \{0,1\}^* \text{ και η y περιέχει το πολύ } (B)\ k \text{ "1"}\}\) Τι ισχύει; - [ ] Μόνο η Α είναι κανονική - [ ] Μόνο η Β είναι κανονική - [ ] Και η Α και η Β είναι κανονικές γλώσσες - [ ] Ούτε η Α ούτε η Β είναι κανονική γλώσσα

[1/2] Δίνεται η γλώσσα \(T = \{x w x^R \mid x, w \in \{0 \cup 1\}^* - \{\varepsilon\}\}\). Είναι η Τ κανονική; (\(x^R\): η αντίστροφη λέξη της x) Αν ναι, δώστε κανονική έκφραση: _______________ Αν όχι, δώστε λέξη για την εφαρμογή του Pumping Lemma (καλούμε p τη σταθερά) \(w =\) _______________ και πλήθος επαναλήψεων \(i =\) _______________ του μεσαίου τμήματος που οδηγεί στην παραγωγή λέξης που δεν ανήκει στη δοσμένη γλώσσα.

ΕΡΩΤΗΣΗ 5 [1 ΜΟΝΑΔΑ] [1] Μετατρέψτε το NFA του σχήματος σε ισοδύναμο DFA χρησιμοποιώντας την κατασκευαστική μέθοδο που βασίζεται στη δημιουργία υποσυνόλων (subset construction).

[Σχήμα: NFA με 3 καταστάσεις A, B, C. Αρχική κατάσταση A με self-loop 0, 1. Μετάβαση από A σε B με 1. Μετάβαση από B σε C με 1. Μετάβαση από C σε B με 0. Τελική κατάσταση C.]

Σελίδα 2 από 10

Screenshot_2026-06-22_195122.png

CEID_24Y301, ΧΡ. ΚΑΚΛΑΜΑΝΗΣ, Ε. ΠΑΠΑΪΩΑΝΝΟΥ

ΕΡΩΤΗΣΗ 9 [1 ΜΟΝΑΔΑ] [1] Δώστε διάγραμμα καταστάσεων με 7 καταστάσεις για μη ντετερμινιστικό αυτόματο στοίβας (nPDA) για τη γλώσσα που είναι ορισμένη στο αλφάβητο {a,b} και περιέχει λέξεις της μορφής \(a^{2n} b^{3n}, n \ge 0\).

ΕΡΩΤΗΣΗ 10 [1 ΜΟΝΑΔΑ] [1] Δώστε διάγραμμα καταστάσεων με 6 καταστάσεις για μηχανή Turing που να κάνει τα εξής με είσοδο #w, όπου \(w \in \{0,1\}^*\). Έστω \(n = |w|\). Αν n άρτιος, τότε η Μ μετατρέπει την είσοδο #w σε \(\#0^n\). Αν n περιττός, τότε η Μ μετατρέπει την είσοδο #w σε \(\#1^n\). Υποθέστε ότι η κενή λέξη \(\varepsilon\) είναι λέξη με άρτιο μήκος.

ΕΡΩΤΗΣΗ 11 [2 ΜΟΝΑΔΕΣ] Συμπληρώστε.

Σημείωση: η φωτογραφία περιέχει χειρόγραφες απαντήσεις φοιτητή.

Πρόταση Σωστό (Σ) / Λάθος (Λ)
[1/5] [δυσανάγνωστο... \(1^3, a \le 2^k\)]. Η L δεν είναι κανονική γλώσσα.
[1/5] Αν L είναι κάποια γλώσσα, τότε το σύνολο \(L^*\) είναι άπειρο.
[1/5] Έστω γλώσσα L είναι μοναδιαία (unary) γλώσσα (π.χ. L γνήσιο υποσύνολο του \(1^*\)). Η L μπορεί να μην είναι κανονική. Αλλά η \(L^*\) είναι πάντα κανονική.
[1/5] Αν υπάρχει NFA N με n καταστάσεις και σταθερό αριθμό συμβόλων εισόδου, τότε υπάρχει ισοδύναμη κανονική έκφραση R για το N - που προκύπτει μέσω της κατασκευαστικής μεθόδου με χρήση GNFA - με μήκος \(O(n)\).
[1/5] Για κάθε γλώσσα L, \(\{www \in L\}\) ισούται με LLL.
[1/5] Έστω \(N_1, N_2\) δύο NFA με \(n_1\) και \(n_2\) καταστάσεις, αντίστοιχα. Τότε υπάρχει DFA με το πολύ \(n_1 \times n_2\) καταστάσεις που αναγνωρίζει τη γλώσσα \(L(N_1) \cap L(N_2)\).
[1/5] Έστω P ένα πρόγραμμα σε C++ και

η αναπαράστασή του. Έστω \(L = \{<P> : P \text{ πρόγραμμα C++ που γίνεται compile χωρίς λάθη (errors)}\}\). Υποθέστε ότι ο C++ compiler χρησιμοποιεί κάποια CFG για parsing. Η L είναι μη διαγνώσιμη (undecidable).

[1/5] Η γλώσσα που παράγεται από κάθε γραμματική χωρίς συμφραζόμενα (CFG) που όλοι οι κανόνες της είναι της μορφής \(A \to wB\) ή \(A \to \varepsilon\), όπου A,B είναι μεταβλητές και w είναι μια μη κενή λέξη, είναι κανονική.
[1/5] Το συμπλήρωμα μιας γλώσσας χωρίς συμφραζόμενα (CFL) είναι διαγνώσιμη (decidable) γλώσσα.
[1/5] Το σύνολο των decidable γλωσσών είναι μη αριθμήσιμο (uncountable).

Screenshot_2026-06-22_195253.png

CEID_24Y301, ΧΡ. ΚΑΚΛΑΜΑΝΗΣ, Ε. ΠΑΠΑΪΩΑΝΝΟΥ

ΕΡΩΤΗΣΗ 12 [3 ΜΟΝΑΔΕΣ] Σχεδιάστε τα gadgets που χρησιμοποιούνται για την απόδειξη NP-πληρότητας για τα προβλήματα CLIQUE, VERTEX COVER και IS όταν γίνεται αναγωγή από το πρόβλημα 3SAT για το στιγμιότυπο \((x_1 \lor \bar{x}_2 \lor x_3) \quad (\bar{x}_1 \lor \bar{x}_2 \lor x_3) \quad (\bar{x}_1 \lor \bar{x}_2 \lor \bar{x}_3)\) και για \((x_1, x_2, x_3)=(1, 0, 1)\) υποδείξτε στο σχήμα σας την αντίστοιχη δομή.

Πρόβλημα Περιγραφή
[1] CLIQUE \(\{<G, k> \mid G \text{ μη κατευθυνόμενο γράφημα με k-κλίκα (clique)}\}\)
[1] VERTEX-COVER \(\{<G, k> \mid G \text{ μη κατευθυνόμενο γράφημα με κάλυψη κορυφών μεγέθους k (k-node vertex cover)}\}\)
[1] INDEPENDENT SET ${ \mid G \text{ μη κατευθυνόμενο γράφημα με υποσύνολο κορυφών C με }

ΕΡΩΤΗΣΗ 13 [2 ΜΟΝΑΔΕΣ] Επιλέξτε τη σωστή απάντηση σημειώνοντας Χ στο κουτάκι αριστερά της:

[1/4] Ποια από τα παρακάτω προβλήματα είναι μη διαγνώσιμα (undecidable); I. Δεδομένων NFA \(N_1\) και \(N_2\), είναι \(L(N_1) \cap L(N_2) = \varnothing\); II. Δεδομένων CFG \(G = (V,\Sigma,R,S)\) και λέξης \(x \in \Sigma^*\), ισχύει \(x \in L(G)\); III. Δεδομένων CFG \(G_1\) και \(G_2\), ισχύει \(L(G_1) = L(G_2)\); IV. Δεδομένης μηχανής Turing M, ισχύει \(L(M) = \varnothing\); - [ ] I και IV - [ ] II και III - [ ] III και IV - [ ] II και IV

[1/4] Για \(\Sigma=\{a,b\}\), ποιο από τα παρακάτω σύνολα είναι μη μετρήσιμο (not countable); - [ ] Το σύνολο όλων των λέξεων του \(\Sigma\) - [ ] Το σύνολο όλων των κανονικών γλωσσών που ορίζονται στο \(\Sigma\) - [ ] Το σύνολο όλων των γλωσσών που ορίζονται στο \(\Sigma\) - [ ] Το σύνολο όλων των γλωσσών που ορίζονται στο \(\Sigma\) και γίνονται δεκτές (accepted) κάποια μηχανή Turing

Screenshot_2026-06-22_195210.png

CEID_24Y301, ΧΡ. ΚΑΚΛΑΜΑΝΗΣ, Ε. ΠΑΠΑΪΩΑΝΝΟΥ

[1/4] Έστω 3 προβλήματα απόφασης \(P_1, P_2\) και \(P_3\). Το \(P_1\) είναι διαγνώσιμο (decidable) και το \(P_2\) είναι μη διαγνώσιμο (undecidable). Ποια από τις παρακάτω προτάσεις είναι αληθής; - [ ] Το \(P_3\) είναι decidable αν υπάρχει αναγωγή από το \(P_1\) στο \(P_3\) - [ ] Το \(P_3\) είναι undecidable αν υπάρχει αναγωγή από το \(P_3\) στο \(P_2\) - [ ] Το \(P_3\) είναι undecidable αν υπάρχει αναγωγή από το \(P_2\) στο \(P_3\) - [ ] Το \(P_3\) είναι decidable αν υπάρχει αναγωγή από το \(P_3\) στο συμπλήρωμα του \(P_2\)

[1/4] \(L_1\) διαγνώσιμη (decidable/recursive) γλώσσα, \(L_2\) και \(L_3\) γλώσσες που είναι αναγνωρίσιμες (recognizable/recursively enumerable) αλλά όχι διαγνώσιμες (not recursive). Ποια από τις προτάσεις δεν είναι απαραίτητα αληθής; - [ ] \(L_2 - L_1\) είναι αναγνωρίσιμη (recursively enumerable) - [ ] \(L_1 - L_3\) είναι αναγνωρίσιμη (recursively enumerable) - [ ] \(L_2 \cap L_1\) είναι αναγνωρίσιμη (recursively enumerable) - [ ] \(L_2 \cup L_1\) είναι αναγνωρίσιμη (recursively enumerable)

[1/4] Συμβολίζουμε με \(A \le_m B\) το ότι υπάρχει απεικονιστική αναγωγή (mapping reduction) από τη γλώσσα A στη γλώσσα B. Ποια από τις προτάσεις είναι ψευδής; - [ ] Αν \(A \le_m B\) και B είναι διαγνώσιμη (recursive) τότε A διαγνώσιμη (recursive) - [ ] Αν \(A \le_m B\) και A είναι διαγνώσιμη (undecidable) τότε B μη διαγνώσιμη (undecidable) [sic: «είναι διαγνώσιμη (undecidable)» όπως τυπώνεται] - [ ] Αν \(A \le_m B\) και B είναι αναγνωρίσιμη (recursively enumerable) τότε A αναγνωρίσιμη (recursively enumerable) - [ ] Αν \(A \le_m B\) και B είναι μη αναγνωρίσιμη (not recursively enumerable) τότε A μη αναγνωρίσιμη (not recursively enumerable)

[1/4] Για \(s \in \{0 \cup 1\}^*\) συμβολίζουμε με d(s) τη δεκαδική τιμή του s (π.χ. d(101) = 5). Έστω \(L = \{s \in \{0 \cup 1\}^* \mid d(s) \bmod 5 = 2 \text{ και } d(s) \bmod 7 \ne 4\}\). Ποια από τις προτάσεις είναι αληθής; - [ ] Η L είναι αναδρομικά αριθμήσιμη (recursively enumerable) αλλά όχι αναδρομική (recursive) - [ ] Η L είναι αναδρομική (recursive) αλλά όχι γλώσσα χωρίς συμφραζόμενα - [ ] Η L είναι γλώσσα χωρίς συμφραζόμενα αλλά όχι κανονική - [ ] Η L είναι κανονική

[1/4] Έστω X αναδρομική (recursive) γλώσσα και Y αναδρομικά αριθμήσιμη (recursively enumerable) αλλά όχι αναδρομική (recursive) γλώσσα. W και Z είναι γλώσσες τέτοιες ώστε να υπάρχει αναγωγή από την Y' στη W και από τη Z στη X'. Ποια από τις προτάσεις είναι αληθής; (X', Y': συμπληρωματικές γλώσσες των X και Y, αντίστοιχα) - [ ] W μπορεί να είναι αναδρομικά αριθμήσιμη (recursively enumerable) και Z είναι αναδρομική (recursive) - [ ] W μπορεί να είναι αναδρομική (recursive) και Z είναι αναδρομικά αριθμήσιμη (recursively enumerable) - [ ] W όχι αναδρομικά αριθμήσιμη (recursively enumerable) και Z αναδρομική (recursive) - [ ] W όχι αναδρομικά αριθμήσιμη (recursively enumerable) και Z όχι αναδρομική (recursive)

[1/4] Δεν είναι γνωστό αν P = NP. Έστω γλώσσα L που ορίζεται ως εξής: \(L = \{0 \cup 1\}^* \text{ αν } P = NP, \text{ και } \{\} \text{ διαφορετικά}\). Ποια από τις προτάσεις είναι αληθής; - [ ] L είναι αναδρομική (recursive) - [ ] L είναι αναδρομικά αριθμήσιμη (recursively enumerable) αλλά όχι αναδρομική (recursive) - [ ] L δεν είναι αναδρομικά αριθμήσιμη (recursively enumerable) - [ ] Το αν η L είναι αναδρομική (recursive) ή όχι θα μπορεί να απαντηθεί αφού διαπιστωθεί αν P = NP

Λύσεις (⚪ AI, μη επαληθευμένο)

Κατάσταση: ⚪ AI, μη επαληθευμένο Πηγή: λύσεις AI (antigravity-gemini, gemini-3.7-flash, sonnet), ανεξάρτητη επανάληψη και αντιπαραβολή· καμία δεν έχει ελεγχθεί από άνθρωπο

Προσοχή

Λύση από AI — ελέγξτε την· δεν έχει επαληθευτεί από άνθρωπο. Η ένδειξη «δύο λύσεις συμφωνούν» δεν σημαίνει ότι η απάντηση είναι σωστή.

AI λύσεις — 2026-06

Οι λύσεις γράφτηκαν από μοντέλα AI και δεν έχουν ελεγχθεί από άνθρωπο. Η αρίθμηση ακολουθεί το αρχείο θεμάτων.

Ερώτηση 1

Αξιοπιστία: δύο ανεξάρτητες λύσεις συμφωνούν · εμπιστοσύνη λύτη: υψηλή

  • \(L_1\) (χωρίς δύο διαδοχικά 1), 12 σύμβολα: \((0\cup10)^*(\varepsilon\cup1)\)
  • \(L_2\) (ακριβώς μία εμφάνιση της \(aaa\)), 29 σύμβολα: \((\varepsilon\cup b\cup ab\cup aab)^*\,aaa\,(\varepsilon\cup b\cup ba\cup baa)^*\). Αιτιολόγηση: πριν την \(aaa\) η λέξη δεν τελειώνει σε \(a\) και δεν έχει \(aaa\) (τμήματα \(b,ab,aab\))· μετά, δεν αρχίζει με \(a\) και δεν έχει \(aaa\). (Χωρίς τα δύο περιττά «ε∪» η έκφραση έχει 25 σύμβολα και είναι ισοδύναμη.)
  • \(L_3\) (χωρίς 110), 9 σύμβολα: \((0\cup10)^*1^*\). Μετά από το πρώτο \(11\) όλα τα επόμενα σύμβολα είναι 1.
  • \(L_4\) (λέξεις της \(a^*b^*\) με μήκος πολλαπλάσιο του 3), 23 σύμβολα: \((aaa)^*(\varepsilon\cup abb\cup aab)(bbb)^*\). Τα υπόλοιπα των πλήθους \(a\) και \(b\) mod 3 είναι \((0,0),(1,2),(2,1)\).

Ερώτηση 2

Αξιοπιστία: δύο ανεξάρτητες λύσεις συμφωνούν · εμπιστοσύνη λύτη: υψηλή

DFA με 6 καταστάσεις: \(S\) (αρχική, τίποτα), \(A_1\) (τελευταίο γράμμα \(a\) μετά από όχι-\(a\)), \(A_2\) (τελευταία \(aa\)), \(B_1\) (τελευταίο \(b\) μετά από όχι-\(b\)), \(B_2\) (τελευταία \(bb\)), \(F\) (τελική, βρέθηκε \(aaa\) ή \(bba\), παγιδευτική).

\(a\) \(b\)
\(S\) \(A_1\) \(B_1\)
\(A_1\) \(A_2\) \(B_1\)
\(A_2\) \(F\) \(B_1\)
\(B_1\) \(A_1\) \(B_2\)
\(B_2\) \(F\) \(B_2\)
\(F\) \(F\) \(F\)

Επαληθεύτηκε ότι είναι το ελάχιστο DFA (6 κλάσεις).

Μη αριθμημένο μπλοκ: DFA με 4 καταστάσεις για «ξεκινά με 0 και περιττό μήκος, ή ξεκινά με 1 και άρτιο μήκος»

Αξιοπιστία: μία λύση AI, δεν έχει αντιπαραβληθεί με δεύτερη

Το ελάχιστο DFA έχει 3 καταστάσεις: \(s\) (αρχική, μη τελική), \(A\) (τελική), \(B\) (μη τελική), με \(s\xrightarrow0A\), \(s\xrightarrow1B\), \(A\xrightarrow{0,1}B\), \(B\xrightarrow{0,1}A\). (Μετά από 0 με περιττό μήκος, ή μετά από 1 με άρτιο μήκος, είμαστε στην κατάσταση «αποδεκτό μήκος».) Για να έχει ακριβώς 4 καταστάσεις, διπλασιάζουμε μια ισοδύναμη κατάσταση: \(s\xrightarrow1B'\), \(B'\xrightarrow{0,1}A\), και \(A\xrightarrow{0,1}B\), \(B\xrightarrow{0,1}A\). Το αυτόματο είναι έγκυρο αλλά όχι ελάχιστο.

Ερώτηση 3

Αξιοπιστία: λύθηκε με βάση τις φωτογραφίες του θέματος· μία λύση AI

Στην εικόνα 1000002306.jpg (σελίδα 2 από 10) διακρίνονται ευκρινώς και οι 5 γραμμές του πίνακα της Ερώτησης 3: Στην 1η γραμμή, η γλώσσα αναγράφεται καθαρά ως: $\(\{a^n b^{2m} \mid n, m \ge 0\}\)$ (δηλαδή οι εκθέτες των \(a\) και \(b\) είναι ανεξάρτητοι ακέραιοι \(n \ge 0\) και \(m \ge 0\), και όχι \(2n\)).

Αναλυτικός υπολογισμός ελάχιστου πλήθους καταστάσεων DFA για κάθε γλώσσα:

  1. Γλώσσα \(\{a^n b^{2m} \mid n, m \ge 0\}\):
  2. Περιγράφεται από την κανονική έκφραση \(a^*(bb)^*\).
  3. Οι λέξεις αποτελούνται από αυθαίρετο πλήθος \(a\) ακολουθούμενο από άρτιο πλήθος \(b\).
  4. Καταστάσεις ελάχιστου DFA (4 καταστάσεις):
    • \(q_0\) (αρχική, αποδοχής): έχει διαβάσει μόνο \(a\) (0 ή περισσότερα, \(0\) σύμβολα \(b\)). Με \(a \to q_0\), με \(b \to q_1\).
    • \(q_1\) (απόρριψης): έχει διαβάσει περιττό πλήθος \(b\). Με \(b \to q_2\), με \(a \to q_{\text{trap}}\) (δεν επιτρέπεται \(a\) μετά από \(b\)).
    • \(q_2\) (αποδοχής): έχει διαβάσει άρτιο πλήθος \(b \ge 2\). Με \(b \to q_1\), με \(a \to q_{\text{trap}}\).
    • \(q_{\text{trap}}\) (παγίδα / νεκρή κατάσταση, απόρριψης): με \(a, b \to q_{\text{trap}}\).
  5. Αποτέλεσμα: 4 καταστάσεις (ή 3 αν θεωρηθεί μη πλήρες DFA χωρίς ρητή κατάσταση παγίδας).

  6. Γλώσσα \(\{w \in \{a,b\}^* \mid \eta\ w\ \text{περιέχει τις ab και ba ίσο πλήθος φορών}\}\):

  7. Κάθε εμφάνιση της \(ab\) αλλάζει το τρέχον σύμβολο από \(a\) σε \(b\), ενώ κάθε εμφάνιση της \(ba\) αλλάζει το σύμβολο από \(b\) σε \(a\).
  8. Επομένως, το πλήθος των \(ab\) ισούται με το πλήθος των \(ba\) αν και μόνο αν η λέξη είναι η κενή λέξη \(\varepsilon\), ή το πρώτο και το τελευταίο σύμβολο της λέξης ταυτίζονται: $\(L = \{\varepsilon\} \cup a(a+b)^*a \cup b(a+b)^*b \cup \{a, b\}\)$
  9. Καταστάσεις ελάχιστου DFA (5 καταστάσεις):
    • \(q_0\) (αρχική, αποδοχής): κενή λέξη \(\varepsilon\). Με \(a \to q_a\), με \(b \to q_b\).
    • \(q_a\) (αποδοχής): ξεκίνησε με \(a\) και τελευταίο σύμβολο \(a\). Με \(a \to q_a\), με \(b \to q_{ab}\).
    • \(q_{ab}\) (απόρριψης): ξεκίνησε με \(a\) και τελευταίο σύμβολο \(b\). Με \(b \to q_{ab}\), με \(a \to q_a\).
    • \(q_b\) (αποδοχής): ξεκίνησε με \(b\) και τελευταίο σύμβολο \(b\). Με \(b \to q_b\), με \(a \to q_{ba}\).
    • \(q_{ba}\) (απόρριψης): ξεκίνησε με \(b\) και τελευταίο σύμβολο \(a\). Με \(a \to q_{ba}\), με \(b \to q_b\).
  10. Αποτέλεσμα: 5 καταστάσεις.

  11. Γλώσσα \(\{w \in \{0,1\}^* \mid \eta\ w\ \text{περιέχει τουλάχιστον ένα 1 και άρτιος αριθμός 0 ακολουθεί το τελευταίο 1}\}\):

  12. Καταστάσεις ελάχιστου DFA (3 καταστάσεις):
    • \(q_0\) (αρχική, απόρριψης): δεν έχει εμφανιστεί ακόμα '1'. Με \(0 \to q_0\), με \(1 \to q_1\).
    • \(q_1\) (αποδοχής): το τελευταίο σύμβολο ήταν '1', άρα ακολουθείται από 0 μηδενικά (άρτιος αριθμός). Με \(1 \to q_1\), με \(0 \to q_2\).
    • \(q_2\) (απόρριψης): μετά το τελευταίο '1' ακολουθεί περιττός αριθμός μηδενικών. Με \(0 \to q_1\) (γίνονται άρτια), με \(1 \to q_1\) (νέο τελευταίο '1').
  13. Αποτέλεσμα: 3 καταστάσεις.

  14. Γλώσσα \(\{a^{nk} \mid k > 0, n \text{ θετική ακέραια σταθερά}\}\):

  15. Η γλώσσα είναι \((a^n)^+ = \{a^n, a^{2n}, a^{3n}, \dots\}\) στο μοναδιαίο αλφάβητο \(\{a\}\). Δεν περιέχει την κενή λέξη \(\varepsilon\) (\(k > 0\)).
  16. Το αυτόματο μετρά το μήκος modulo \(n\), αλλά πρέπει να διακρίνει το μήκος \(0\) (απόρριψη) από τα θετικά πολλαπλάσια του \(n\) (αποδοχή).
  17. Καταστάσεις ελάχιστου DFA (\(n+1\) καταστάσεις):
    • \(q_0\) (αρχική, απόρριψης)
    • \(q_1, q_2, \dots, q_{n-1}\) (απόρριψης)
    • \(q_n\) (αποδοχής, αντιπροσωπεύει μήκος \(\equiv 0 \pmod n\) με \(k \ge 1\)) με μετάβαση με \(a \to q_1\).
  18. Αποτέλεσμα: \(n + 1\) καταστάσεις (ή \(n\) καταστάσεις αν θεωρηθεί \(k \ge 0\)).

  19. Γλώσσα δυαδικών λέξεων στις οποίες τα δύο τελευταία σύμβολα είναι ίδια:

  20. Κανονική έκφραση: \((0 + 1)^*(00 + 11)\).
  21. Καταστάσεις ελάχιστου DFA (5 καταστάσεις):
    • \(q_\varepsilon\) (αρχική, απόρριψης, μήκος \(< 1\))
    • \(q_0\) (απόρριψης, τελευταίο σύμβολο 0, προηγούμενο διάφορο ή κενό)
    • \(q_1\) (απόρριψης, τελευταίο σύμβολο 1, προηγούμενο διάφορο ή κενό)
    • \(q_{00}\) (αποδοχής, τα 2 τελευταία είναι 00)
    • \(q_{11}\) (αποδοχής, τα 2 τελευταία είναι 11)
  22. Αποτέλεσμα: 5 καταστάσεις.

Ερώτηση 4

Αξιοπιστία: δύο ανεξάρτητες λύσεις συμφωνούν · εμπιστοσύνη λύτη: υψηλή

Α: \(w\in A\iff w\) αρχίζει με 1 και περιέχει ≥2 «1» συνολικά (αρκεί \(k=1\)). Κανονική. Β: με \(L\) τα αρχικά 1 και \(T\) το συνολικό πλήθος: \(w\in B\iff L\ge1\wedge 2L\ge T\). Οι \(1^m0\) έχουν ανά δύο διαφορετικά «μέλλοντα» (\(1^m01^m\in B\), \(1^{m'}01^m\notin B\) για \(m'<m\)), άρα άπειρες κλάσεις: όχι κανονική.

Απάντηση: «Μόνο η Α είναι κανονική».

Δεύτερο ερώτημα: η \(T\) είναι κανονική, \(T=0(0\cup1)^+0\cup1(0\cup1)^+1\) (κάθε λέξη της \(T\) αρχίζει και τελειώνει με το ίδιο σύμβολο και έχει μήκος \(\ge3\), και αντίστροφα με \(x\) μονοψήφιο).

Ερώτηση 5

Αξιοπιστία: δύο ανεξάρτητες λύσεις συμφωνούν · εμπιστοσύνη λύτη: υψηλή

Το NFA δεν έχει ε-μεταβάσεις. Κατασκευή υποσυνόλων:

0 1
\(\{A\}\) (αρχική) \(\{A\}\) \(\{A,B\}\)
\(\{A,B\}\) \(\{A\}\) \(\{A,B,C\}\)
\(\{A,B,C\}\) (τελική) \(\{A,B\}\) \(\{A,B,C\}\)

Το DFA έχει 3 καταστάσεις και τελική την \(\{A,B,C\}\) (περιέχει την \(C\)).

Ερώτηση 9

Αξιοπιστία: δύο ανεξάρτητες λύσεις συμφωνούν · εμπιστοσύνη λύτη: υψηλή

nPDA για \(a^{2n}b^{3n}\) (στοίβα με πυθμένα \(\$\), σύμβολο \(X\)): - \(s_0\to s_1\): \(\varepsilon,\varepsilon\to\$\) - \(s_1\) βρόχος: \(a,\varepsilon\to X\) (ένα \(X\) για κάθε \(a\), δηλαδή \(2n\) \(X\)) - \(s_1\to s_2\): \(\varepsilon,\varepsilon\to\varepsilon\) - \(s_2\to s_3\): \(b,X\to\varepsilon\)· \(s_3\to s_4\): \(b,X\to\varepsilon\)· \(s_4\to s_2\): \(b,\varepsilon\to\varepsilon\) (τρία \(b\) αφαιρούν δύο \(X\)) - \(s_2\to s_5\): \(\varepsilon,\$\to\varepsilon\), και \(s_5\to s_6\): \(\varepsilon,\varepsilon\to\varepsilon\) (\(s_6\) τελική)

Συνολικά 7 καταστάσεις \(s_0,\dots,s_6\). Λειτουργεί γιατί τα \(2n\) \(X\) καταναλώνονται από \(n\) ομάδες των τριών \(b\). Επαληθεύτηκε με πρόγραμμα (με την \(s_5\) ως τελική· η \(s_6\) είναι απλώς μετάθεση της αποδοχής).

Ερώτηση 10

Αξιοπιστία: δύο ανεξάρτητες λύσεις συμφωνούν

Καταστάσεις: \(E\) (έχουμε διαβάσει άρτιο πλήθος συμβόλων του \(w\)), \(O\) (περιττό), \(L_0\) (επιστροφή, γράφουμε 0), \(L_1\) (επιστροφή, γράφουμε 1), \(q_{acc}\), \(q_{rej}\) (6 συνολικά, η \(q_{rej}\) δεν χρησιμοποιείται).

  • \(E\): \(\#\to\#,R\) (παραμένει στην \(E\))· \(0/1\to x,R\) και πηγαίνει στην \(O\)· \(⌴\to⌴,L\) και πηγαίνει στην \(L_0\).
  • \(O\): \(0/1\to x,R\) και πηγαίνει στην \(E\)· \(⌴\to⌴,L\) και πηγαίνει στην \(L_1\).
  • \(L_0\): \(x\to0,L\)· \(\#\to\#\) και πηγαίνει στην \(q_{acc}\).
  • \(L_1\): \(x\to1,L\)· \(\#\to\#\) και πηγαίνει στην \(q_{acc}\).

Επαληθεύτηκε με προσομοίωση για όλα τα \(w\) μήκους ≤8 (συμπεριλαμβανομένου του ε).

Ερώτηση 11

Αξιοπιστία: δεν λύθηκε

  1. Δεν λύθηκε: η πρόταση είναι δυσανάγνωστη.
  2. Λ. Αν \(L=\varnothing\) ή \(L=\{\varepsilon\}\) τότε \(L^*=\{\varepsilon\}\).
  3. Σ. Μια υπο-μονοειδής του \(\mathbb N\) είναι πεπερασμένα παραγόμενη και τελικά περιοδική, άρα η \(L^*\) είναι κανονική.
  4. Λ. Η μέθοδος GNFA μπορεί να δώσει εκθετικό μήκος· υπάρχουν NFA με \(n\) καταστάσεις που απαιτούν κανονική έκφραση μήκους \(2^{\Omega(n)}\) (σταθερό αλφάβητο).
  5. Λ (μέτρια): αν η πρόταση εννοεί \(\{www: w\in L\}\) (τρίπλασια επανάληψη της ίδιας λέξης), τότε δεν ισούται με \(LLL\) (π.χ. \(L=\{a,b\}\): το \(aab\in LLL\) αλλά δεν είναι της μορφής \(www\)).
  6. Λ. Η τομή δύο NFA με \(n_1,n_2\) καταστάσεις έχει NFA με \(n_1n_2\) καταστάσεις, αλλά το DFA μπορεί να χρειαστεί \(2^{n_1n_2}\).
  7. Λ (μέτρια): η πρόταση υπαινίσσεται ότι ο parser είναι CFG· ο έλεγχος σύνταξης είναι διαγνώσιμος. (Στην πράξη, οι templates της C++ είναι Turing-πλήρεις, αλλά η εκφώνηση δίνει την υπόθεση της CFG.)
  8. Σ. Γραμματική με κανόνες \(A\to wB\mid\varepsilon\) είναι δεξιά-γραμμική, άρα κανονική.
  9. Σ. Οι CFL είναι διαγνώσιμες (π.χ. με CYK), και το συμπλήρωμα διαγνώσιμης γλώσσας είναι διαγνώσιμο.
  10. Λ. Οι διαγνώσιμες γλώσσες αντιστοιχούν σε ΤΜ, και οι ΤΜ είναι αριθμήσιμες.

Ερώτηση 12

Αξιοπιστία: δύο ανεξάρτητες λύσεις συμφωνούν

Στιγμιότυπο: \(C_1=(x_1\vee\bar x_2\vee x_3)\), \(C_2=(\bar x_1\vee\bar x_2\vee x_3)\), \(C_3=(\bar x_1\vee\bar x_2\vee\bar x_3)\), ανάθεση \((1,0,1)\). Κάθε εμφάνιση λεξιγράμματος γίνεται κορυφή, 9 στο σύνολο: \(C_1\): \(x_1,\bar x_2,x_3\)· \(C_2\): \(\bar x_1,\bar x_2,x_3\)· \(C_3\): \(\bar x_1,\bar x_2,\bar x_3\). Με την ανάθεση, αληθή λεξιγράμματα: \(C_1\): και τα τρία· \(C_2\): \(\bar x_2,x_3\)· \(C_3\): \(\bar x_2\).

CLIQUE (k = 3 = πλήθος φράσεων): ακμές ανάμεσα σε κορυφές διαφορετικών φράσεων που δεν είναι συμπληρωματικές (\(x_i\) με \(\bar x_i\)). Κλίκα-πιστοποιητικό για \((1,0,1)\): επιλέγουμε από κάθε φράση ένα αληθές λεξίγραμμα, π.χ. \(x_1\) (από \(C_1\)), \(\bar x_2\) (από \(C_2\)), \(\bar x_2\) (από \(C_3\)). Είναι τριγωνική κλίκα, αφού τα \(x_1\)–\(\bar x_2\) και \(\bar x_2\)–\(\bar x_2\) δεν είναι συμπληρωματικά.

INDEPENDENT SET (k = 3): ίδιες κορυφές, με ακμές: (α) τρίγωνο μέσα σε κάθε φράση (9 ακμές), (β) ακμές ανάμεσα σε συμπληρωματικά λεξιγράμματα σε διαφορετικές φράσεις: \(x_1^{(C_1)}\)–\(\bar x_1^{(C_2)}\), \(x_1^{(C_1)}\)–\(\bar x_1^{(C_3)}\), \(x_3^{(C_1)}\)–\(\bar x_3^{(C_3)}\), \(x_3^{(C_2)}\)–\(\bar x_3^{(C_3)}\). Ανεξάρτητο σύνολο για \((1,0,1)\): οι ίδιες τρεις κορυφές (\(x_1\in C_1\), \(\bar x_2\in C_2\), \(\bar x_2\in C_3\)), μία από κάθε τρίγωνο και καμία ακμή «συγκρούσεων» μεταξύ τους.

VERTEX COVER (k' = 2·3 = 6 = 9 − 3): ίδιο γράφημα με το IS. Το συμπλήρωμα του ανεξάρτητου συνόλου, δηλαδή οι άλλες 6 κορυφές (\(\bar x_2,x_3\in C_1\)· \(\bar x_1,x_3\in C_2\)· \(\bar x_1,\bar x_3\in C_3\)), είναι κάλυψη κορυφών μεγέθους 6.

Ερώτηση 13

Αξιοπιστία: δύο ανεξάρτητες λύσεις συμφωνούν

  1. «III και IV» (η ισοδυναμία CFG και η κενότητα ΤΜ είναι μη διαγνώσιμα· τα I και II είναι διαγνώσιμα).
  2. «Το σύνολο όλων των γλωσσών που ορίζονται στο Σ» (υπεραριθμήσιμο).
  3. «Το \(P_3\) είναι undecidable αν υπάρχει αναγωγή από το \(P_2\) στο \(P_3\)».
  4. «\(L_1-L_3\) είναι αναγνωρίσιμη» δεν είναι αναγκαστικά αληθής (\(L_1=\Sigma^*\) δίνει \(\overline{L_3}\), μη αναγνωρίσιμο).
  5. Ψευδείς είναι η 2η και η 4η επιλογή· η 2η όμως (όπως τυπώνεται, «Α διαγνώσιμη ⇒ Β μη διαγνώσιμη») φαίνεται τυπογραφικό λάθος για μια αληθή πρόταση, οπότε η αναμενόμενη απάντηση είναι πιθανότατα η 4η («\(B\) μη αναγνωρίσιμη ⇒ \(A\) μη αναγνωρίσιμη», ψευδής: π.χ. \(A=\varnothing\)).
  6. \(d(s)\bmod5=2\) και \(d(s)\bmod7\ne4\): ένα DFA με 35 καταστάσεις (υπόλοιπο mod 35) τα διαγιγνώσκει, άρα «Η L είναι κανονική».
  7. \(Y'\) (συμπλήρωμα της \(Y\)) είναι μη αναγνωρίσιμο και \(Y'\le W\) ⇒ η \(W\) δεν είναι αναγνωρίσιμη. Η \(X'\) είναι αναδρομική και \(Z\le X'\) ⇒ η \(Z\) είναι αναδρομική. «W όχι αναδρομικά αριθμήσιμη και Z αναδρομική».
  8. Η \(L\) είναι είτε \(\{0,1\}^*\) είτε \(\varnothing\) (ανάλογα με το αληθές ή ψευδές του \(P=NP\), που είναι μια σταθερά), και οι δύο είναι αναδρομικές· υπάρχει ΤΜ που διαγιγνώσκει την \(L\) (ακόμη κι αν δεν γνωρίζουμε ποια). «L είναι αναδρομική».

✔ Επιβεβαίωσε · ✖ Βρήκα λάθος


✖ Βρήκα λάθος στη μεταγραφή