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diff --git a/controle-20190205.tex b/controle-20190205.tex index 166bb33..3802f51 100644 --- a/controle-20190205.tex +++ b/controle-20190205.tex @@ -96,6 +96,15 @@ Les exercices sont totalement indépendants. Ils pourront être traités dans un ordre quelconque, mais on demande de faire apparaître de façon très visible dans les copies où commence chaque exercice. +Dans l'exercice \ref{exercise-on-finite-automata}, les différentes +questions dépendent les unes des autres : il est donc impératif de les +traiter dans l'ordre, et il est conseillé de vérifier soigneusement +chaque réponse avant de passer à la suite. Dans +l'exercice \ref{exercise-on-context-free-grammars}, les questions +dépendent également les unes des autres, mais l'énoncé fournit toutes +les informations nécessaires pour permettre de traiter la suite si on +ne parvient pas à résoudre une question donnée. + \medbreak L'usage de tous les documents (notes de cours manuscrites ou @@ -122,7 +131,7 @@ Cet énoncé comporte \textcolor{red}{à remplir} (page de garde incluse) % % -\exercice +\exercice\label{exercise-on-finite-automata} Dans cet exercice, on pose $\Sigma = \{a,b\}$. @@ -371,6 +380,74 @@ On pouvait aussi donner, entre autres choses : % % +\exercice\label{exercise-on-context-free-grammars} + +On considère la grammaire hors-contexte $G$ d'axiome $S$ sur +l'alphabet $\Sigma = \{a,b\}$ donnée par +\[ +\begin{aligned} +S &\rightarrow SaSbS\\ +S &\rightarrow \varepsilon\\ +\end{aligned} +\] + +(1) Montrer que cette $G$ est ambiguë : pour cela, on exhibera deux +arbres d'analyse différents du mot $abab$. + +\emph{Notation :} Si $w \in \Sigma^*$, on notera $|w|_a$ le nombre +total d'occurrences de la lettre $a$ dans le mot $w$, et de façon +analogue $|w|_b$ le nombre total d'occurrences de la lettre $b$ (on a +bien sûr $|w| = |w|_a + |w|_b$ puisque $\Sigma = \{a,b\}$). + +On se propose, dans les quelques questions suivantes, de montrer que +le langage $L := L(G)$ engendré par la grammaire $G$ est l'ensemble +$M$ des mots $w \in \Sigma^*$ vérifiant les deux propriétés +suivantes : +\begin{itemize} +\item[(A)] $|w|_b = |w|_a$, et +\item[(B)] $|u|_b \leq |u|_a$ pour tout préfixe $u$ de $w$ +\end{itemize} +(autrement dit, le nombre de $b$ de n'importe quel préfixe de $w$ est +inférieur ou égal au nombre de $a$, et pour le mot $w$ tout entier il +y a égalité). + +(2) Expliquer \emph{brièvement} pourquoi, si $w,w',w'' \in \Sigma^*$, +alors tout préfixe du mot $waw'bw''$ est d'une des trois formes +suivantes : (i) $u$ pour $u$ un préfixe de $w$, (ii) $wau'$ pour +$u'$ un préfixe de $w'$, ou (iii) $waw'bu''$ pour $u''$ un préfixe +de $w''$. (On rappelle que le mot vide et le mot tout entier comptent +pour préfixes d'un mot.) + +(3) Si $w,w',w'' \in \Sigma^*$ vérifient tous les trois la +propriété (A) ci-dessus, montrer que c'est encore le cas +de $waw'bw''$. Si $w,w',w'' \in \Sigma^*$ vérifient tous les trois la +propriété (B) ci-dessus, montrer que c'est encore le cas +de $waw'bw''$ (on utilisera pour cela la question (2)). + +(4) Déduire de la question (3) que tout mot de $L$ vérifie (A) et (B). +(Autrement dit, on vient de montrer : $L \subseteq M$.) + +(5) Soit $w$ un mot \emph{non vide} vérifiant (A) et (B) : montrer +qu'on peut écrire $w = av$ pour un certain $v \in \Sigma^*$ ; si $w'$ +est le plus long préfixe de $v$ vérifiant (B), montrer que $w = +aw'bw''$ où $w'$ et $w''$ vérifient tous les deux (A) et (B). + +(6) Déduire de la question (5) que tout mot vérifiant (A) et (B) +appartient à $L$. (Autrement dit, on vient de montrer : $M \subseteq +L$. On a donc $L = M$.) + +(7) En notant $N = \{a^i b^j : i,j\in\mathbb{N}\}$ le langage défini +par l'expression rationnelle $a{*}b{*}$, et en utilisant la +description qu'on vient de trouver pour $L$ (comme l'ensemble des mots +vérifiant (A) et (B)), déterminer $L \cap N$. Est-il rationnel ? + +(8) Le langage $L$ est-il rationnel ? + + +% +% +% + \exercice On rappelle la définition du problème de l'arrêt : c'est l'ensemble |