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Parcial de computabilidad - Verano 2015

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Buenas, dejo el parcial que tomaron el sábado.

Ejercicio 1.

Decidir si el siguiente conjunto es i) p.r, ii) c.e. y co-c.e. iii) sólo c.e., iv) sólo co-c.e. o v) ni c.e. ni co-c.e.

\(A = \{ \langle x,y \rangle\) tal que \(P\) no tiene ni etiquetas ni pseudoinstrucciones y \(\Phi_x (y) = long(P) \}\) con \(x = \sharp P\)

Ejercicio 2.

Decidir si el siguiente conjunto es i) p.r, ii) c.e. y co-c.e. iii) sólo c.e., iv) sólo co-c.e. o v) ni c.e. ni co-c.e.

\(A = \{ \langle x,{\langle y,z \rangle} \rangle\) tal que \(\Phi_x (y) \uparrow \vee\ \Phi_x (y) = z \}\)

Ejercicio 3.

Decidir si cada una de las siguientes afirmaciones es verdadera o falsa (justificar o dar demostración):

i) Si \(A\) es un conjunto no computable, entonces \(\exists B \subset A\) no computable.
ii) Si \(A\) es un conjunto no computable, entonces \(\exists B \supset A\) no computable.

Ejercicio 4.

Decidir si el siguiente conjunto es i) p.r, ii) c.e. y co-c.e. iii) sólo c.e., iv) sólo co-c.e. o v) ni c.e. ni co-c.e.

\(B = \{ x \in \mathbb{N}\) tal que \(\forall n \in \mathbb{N}\), \(( \exists k_1 \neq k_2 \in \mathbb{N}\) tal que \(\Phi_x (k_1) = \Phi_x (k_2) = n) \}\)

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Idea para el 2)

El conjunto es co-c.e. y no c.e.

Veamos que no es computable.
Supongo que si lo es; entonces en particular podría computar \(A_0\) (el subconjunto de \(A\) con \(y = z = 0\)).
Veamos que \(A_0\) es un conjunto de índices no trivial.

Sean \(x_0\) e \(y_0\) tales que \(x_0 \in A_0\) y \(\Phi_{x_0} = \Phi_{y_0}.\)

\(\Phi_{y_0} (0) =\) (hipótesis) \(= \Phi_{x_0} (0).\)

Por lo tanto \(\Phi_{y_0} (0) = \uparrow\) o \(\Phi_{y_0} (0)\) = 0 ya que \(x_0 \in A_0\)

Luego, \(A_0\) es un conjunto de índices. Es inmediato ver que no es trivial (el programa constantemente cero está, y el constantemente 1 no)
Por lo tanto, por el teorema de Rice, \(A_0\) no es computable. Abs!
Por lo tanto \(A\) no computable (ni p.r.)

Para ver que es co-c.e. podemos armar un predicado con STP y SNAP que "decide" la pertenencia al complemento de \(A\)

Pista para el 3)

¿Qué pasa si a un conjunto no computable le agregás un elemento? ¿Y si le quitás uno?

Pista para el 4)

El conjunto son los números que interpretados como programas computan funciones sobreyectivas pero no inyectivas, como \(y = \lfloor x/2 \rfloor\)