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F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - Druckversion
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F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - Felix - 25.07.2004 14:39 Ich hab mal eine Frage zu der Beziehung zwischen Auf- und Abzählbarkeit. Im Skript steht ja, dass zwischen der Menge der aufzählbaren Mengen (soweit sehe ich das ein) (sehe ich auch ein, nur wo wird das bewiesen?) Sollte etwa die Menge Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - UncleOwen - 25.07.2004 14:49
Zitat:
Sollte etwa die Menge
Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - Felix - 25.07.2004 14:53 Danke, das macht Sinn ![]() Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - Fred - 25.07.2004 15:06 Was ist überhaupt der Unterschied zwischen aufzählbar und abzählbar? Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - Felix - 25.07.2004 15:10
Zitat:
Was ist überhaupt der Unterschied zwischen aufzählbar und abzählbar?
Abzählbar sind alle Mengen M, für die eine bijektive Funktion f: N -> M existiert, also eine Abbildung, die jedem Element aus N genau ein Element aus M zuordnet (somit kann man von jedem Element von M sagen, das "wievielte" es ist).
Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - Fred - 25.07.2004 15:19
Zitat:
Abzählbar sind alle Mengen M, für die eine bijektive Funktion f: N -> M existiert [...]
endliche Mengen M sind auch abzählbar, allerdings gibt es für diese natürlich keine Bijektion von N nach M
Da beisst sich doch irgendwas...?
Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - Azure - 25.07.2004 16:21 Nein, da beisst sich nichts. Eine Menge wird als abzaehlbar definiert, wenn sie endlich ist oder eine bijektive Abbildung wie oben exisitiert. Definiert man so. Sinn ist, dass man die Menge dann ja wirklich "abzaehlen" kann. Entweder so, dass man irgendwann schon fertig ist, oder man kann das Zaehlen, wie bei den natuerlichen Zahlen, unendlich lange machen, aber eben so, dass man alle Elemente "erwischt". Etwas flapsig formuliert ![]() Cheers, Frank Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - georg - 25.07.2004 23:45 Oft wird Abzählbarkeit auch als Existenz einer Surjektion f:N->M definiert. Bei unendlichem M lässt sich dann aus der Surjektion eine Bijektion konstruieren (und endliche Mengen haben offenbar eine Surjektion). Dies ist z.B. nützlich , um Abzählbarkeit zu zeigen: Surjektion reicht! Die Existenz der Bijektion geht dann so: man zerlege N in Klassen solcher Elemente, die jeweils von f das gleiche Bild bekommen (Äq.-Relation R). Die Abbildung g:N/R -> M (jeder Klasse wird das Bild der Elemente zugeordnet) ist dann offenbar injektiv. Dann findet man leicht eine Bijektion h:N -> N/R (man setze h(i+1) auf die Menge, die das kleinste Minimum unter allen von h(0),...,h(i) noch nicht getroffenen Mengen hat). Im Schöning (für F2,F3) sind dann die Mengen aufzählbar, bei denen eine (totale und) berechenbare Surjektion f existiert. Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - Azure - 26.07.2004 01:08
Zitat:
Im Schöning (für F2,F3) sind dann die Mengen aufzählbar, bei denen eine (totale und) berechenbare Surjektion f existiert.
Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - MoKrates - 26.07.2004 02:02 AFAIK braucht die Funktion nicht bijektiv sein, sondern Surjektivitaet sollte reichen. Dann kricht man auch die endlichen Mengen mit N verknuepft. :) (Das ist auch im klassischen Serpentinenbeispiel der Menge der Brueche der Fall. 1/1 und 2/2 stellen hier verschiedene Elemente dar, und werden von verschiedenen n gebildet. Trotzdem wird dies benutzt, um die Abzaehlbarkeit zu beweisen.) MoKrates Edit: Whoups... Hat Azure ja schon gesagt. Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - asdf - 29.07.2004 20:42 Ich habe Verständnisprobleme mit dem Begriff der ``Aufzählbarkeit''. (Der Begriff ``Abzaehlbarkeit'' wird ja im M1-Skript gut beschrieben) Kann mir dafuer mal jemand ein Beispiel geben? Ist z.B. die Menge M := {a} aufzaehlbar? (ich denke schon) Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - Azure - 29.07.2004 22:19 Nach unserem F3-Skript ist eine Menge M (die eine Teilmenge von \Sigma^* ist) aufzählbar gdw. sie leer ist (dies ist ein einfacher Sonderfall) oder aber folgendes gilt: Es gibt eine totale Funktion g : N -> \Sigma^* (N sind die natürlichen Zahlen). Total heisst, dass für jede natürliche Zahl n g(n) auch wirklich definiert ist. Für g soll nun gelten, dass g(N) = M ist, dass also für jedes Element m aus M mindestens eine natürliche Zahl n exisitert mit g(n) = m. Zudem soll die Funktion g Turing-berechenbar sein! Das wiederrum heisst, dass eine DTM exisitert, die von der Startkonfiguration q_0 n (wobei q_0 der Startzustand ist und n eine natürliche Zahl, bzw. eigentlich eine Kodierung z.B. durch n+1 0en, man kann nämlich nicht jede natürliche Zahl in ein einzelnes Kästchen schreiben, da dann das Bandalphabet alle natürlichen Zahlen umfassen also unendlich gross sein müsste) aus in die Endkonfiguration q_e m übergeht, wobei q_e ein Endzustand ist und m eine Zeichenkette aus \Sigma^*. Sie (die DTM) tut dies gdw. g(n) = m gilt. --- Verständlich? Sonst bitte weiterfragen ![]() Soviel zur Definition von Auszählbarkeit im Skript. Es wird gleich nach Definition 2.16 in Theorem 2.17 aber gezeigt, dass dies äquivalent dazu ist, dass eine DTM exisitert mit L(A) = M. (So ist die Definition bspw. im Hopcroft/Ullman/Motwani und einigen anderen Büchern.) D.h. eine Menge M ist aufzählbar gdw. eine TM exisitert, die gerade diese Menge akzeptiert. [Bemerkung: Es ist nicht nötig, dass die TM auf allen Eingaben hält! Tut sie dies (hält sie also insb. auch auf den Worten, die sie nicht akzeptiert) hat man sogar eine entscheidbare Menge. Dies ist aber so auch nicht im Skript definiert, aber äquivalent. (Man nehme die Definition aus dem Skript und halte nach der Ausgabe von 0 bzw. 1, bzw. nachdem man gehalten hat schreibe man noch 0 oder 1 auf das Band.)] Der Witz ist dann, dass es auch Mengen gibt, die nicht mehr aufzählbar sind (z.B. die "Diagonalsprache" L_d im Skript). Was wegen der Turing'schen/Chur'schen These interesant ist. Diese Mengen sind dann nämlich auch von uns nicht berechenbar. Hilft dir das schon? Cheers, Frank P.S. Mit obigem kannst du dir schnell überlegen, dass jede endliche Menge aufzählbar sein muss. Du kannst eine TM bauen, die jedes Wort dieser Menge akzeptiert, indem du die Wörter einfach in die Zustände codierst. (Die endliche Menge ist sogar regulär, konstruier einfach einen NFA, der einen Start- und einen Endzustand hat, von dem Startzustand gehen dann Kanten zum Endzustand die jeweils mit einem der Wörter deiner Menge beschriftet sind.) Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - Slater - 29.07.2004 22:57 und was ist noch mal der Unterschied zur Abzählbarkeit? (wieso wird das nirgendwo im F3-Skript definiert?) ich hab mir das folgendermaßen plausibel gemacht: abzählbar ist eine Menge wenn es eine dieser ominösen surjektiven Funktionen von N in die Menge gibt (oder Menge endlich) aufzählbar ist sie, wenn diese Funktion auch noch turingberechenbar ist, kann man das so sagen? gibt es überhaupt Funktionen die nicht turingberechnenbar sind? (Beispiel) L_D im Skript soll ja nicht aufzählbar sein, kann man irgendwie plausibel begründen warum sie trotzdem abzählbar ist? (im Skript so nebenbei erwähnt) edit ach das mit der Teilmenge von G^* steht ja weiter unten, hmm, naja, muss ich wohl so glauben ;) Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - UncleOwen - 30.07.2004 00:50
Zitat:
und was ist noch mal der Unterschied zur Abzählbarkeit?
(wieso wird das nirgendwo im F3-Skript definiert?) ich hab mir das folgendermaßen plausibel gemacht: abzählbar ist eine Menge wenn es eine dieser ominösen surjektiven Funktionen von N in die Menge gibt (oder Menge endlich) aufzählbar ist sie, wenn diese Funktion auch noch turingberechenbar ist, kann man das so sagen?
Ja, genau so hab ichs mir auch gemerkt. Und auch einmal für mich selber begründet, warum die Definitionen äquivalent sind, aber um diese Uhrzeit komm ich nicht mehr drauf
Zitat:
gibt es überhaupt Funktionen die nicht turingberechnenbar sind?
Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - Azure - 30.07.2004 01:25
Zitat:
Beispiele für nicht Turing-berechenbare Funktionen gibts in F3 glaub ich noch nicht. (Mal abgesehen von {charakteristische Funktion von L_d} und Konsorten, also die Charakteristischen Funktionen der nicht-aufzählbaren Mengen.)
Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - UncleOwen - 30.07.2004 01:33
Zitat:
Ich soll dir von der VdF (der Vereinigung der Funktionen) ausrichten, dass ein Grossteil ihrer Mitglieder empört darüber ist, dass du den charakteristischen Funktionen den Status so eine richtige Funktion zu sein aberkennst
![]() Ernsthaft: Das sind doch Funktionen und damit auch Beispiele für nicht Turing-berechenbare Funktionen!
Zitat:
Insb. ist L_d ja auch abzählbar,
Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - Azure - 30.07.2004 01:42
Zitat:
Pff. Darf ich Dich an Deinen beleidigten Blick in der letzten PS-Stunde erinnern, als ich _genau_ das Argument gebracht hab?
Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - theorinix - 30.07.2004 13:35
Zitat:
und was ist noch mal der Unterschied zur Abzählbarkeit?
(wieso wird das nirgendwo im F3-Skript definiert?)
Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - Slater - 30.07.2004 20:34
Zitat:
Zitat:
und was ist noch mal der Unterschied zur Abzählbarkeit?
(wieso wird das nirgendwo im F3-Skript definiert?)
nun ja ;)
Zitat:
Und wenn du ein Beispiel der Art f(x,y) = x*y oder so etwas suchst (also Verknüpfungen mit bekannten Operatoren), dann sind diese doch intuitiv berechenbar und damit auch von einer TM berechenbar.
da ist was dran ;),
Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - asdf - 30.07.2004 22:19
Zitat:
Nach unserem F3-Skript ist eine Menge M (die eine Teilmenge von \Sigma^* ist) aufzählbar [...]
--- Verständlich? Sonst bitte weiterfragen ![]()
Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - Azure - 30.07.2004 22:57 Ich gestehe zunächst ein, dass ich hier jetzt ein wenig in Erklärungsnot komme. Um von einer Menge M sagen zu können ob sie aufzählbar ist (oder dies überhaupt irgendwie prüfen zu können), müssten wir ja erstmal ein Eingabealphabet \Sigma spezifizieren derart, dass M \subseteq \Sigma^* ist. Sigma = Q oder soetwas geht jetzt nicht, da Sigma endlich sein muss. Setzt du aber bspw. Sigma = { 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,/,- }, dann kannst du eine TM bauen, die jede Zahl der Art x/y (mit x und y aus den Zahlen 0-9 aufgebaut und x evtl. mit einem führenden Minus) akzeptiert. (Sonderfälle wie y soll nicht 0 sein etc. kann man auch berücksichtigen. Also kurz: x ganze Zahl, y natürliche.) Die TM prüft bspw. zunächst, dass da nur ein / auftaucht, dann prüft sie den syntaktisch richtigen Aufbau von x, dann von y. (Als Sonderfall kann man auch noch einbauen, dass auch kein / und eine dann gültige ganze Zahl akzeptiert wird.) Wenn man nun die Menge M, deren Elemente die oben geschriebenen Zeichenketten x/y sind, mit Q identifiziert, dann müsste man sagen können, dass Q aufzählbar ist (M ist es). Hoff' es hilft ![]() Cheers, Frank Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - Slater - 31.07.2004 10:53 google zeigt noch mal eine Seite dazu, wobei ich die Argumentation bei den reellen Zahlen nicht ganz verstehe ;) http://nelli.uni-erlangen.de/Nelli/k3/v4_9_abzaehlbar_und_aufzaehlbar.xml Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - UncleOwen - 31.07.2004 11:11
Zitat:
wobei ich die Argumentation bei den reellen Zahlen nicht ganz verstehe ;)
http://nelli.uni-erlangen.de/Nelli/k3/v4_9_abzaehlbar_und_aufzaehlbar.xml
Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - Slater - 31.07.2004 12:03 ach son Diagonalbeweis soll das sein, na das muss man lesen können ;) Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - Azure - 31.07.2004 14:29 Also die Folgerung (ganz am Ende der Seite), dass es in der Informatik keine reelen Zahlen gäbe finde ich dann aber doch etwas gewagt... U.a. im F3-Skript wird ja z.B. eine arithmetische RAM erwähnt, deren Speicherinhalte aus einem beliebigen Körper (auch R) stammen können. Cheers, Frank Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - Fred - 31.07.2004 14:48
Zitat:
Also die Folgerung (ganz am Ende der Seite), dass es in der Informatik keine reelen Zahlen gäbe finde ich dann aber doch etwas gewagt...
Nun ja, letztendlich kannst Du ja nur Zahlen verarbeiten, die Du in irgendeiner (endlichen!) Form speichern kannst.
Zitat:
U.a. im F3-Skript wird ja z.B. eine arithmetische RAM erwähnt, deren Speicherinhalte aus einem beliebigen Körper (auch R) stammen können.
Hm, es wäre ja denkbar, z.B. die Wurzel aus 2 tatsächlich als ein Symbol für die Wurzel und die Zahl 2 zu speichern und dann damit zu rechnen.
Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - UncleOwen - 31.07.2004 16:26
Zitat:
Nun ja, letztendlich kannst Du ja nur Zahlen verarbeiten, die Du in irgendeiner (endlichen!) Form speichern kannst.
Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - Azure - 31.07.2004 22:08
Zitat:
Nun ja, letztendlich kannst Du ja nur Zahlen verarbeiten, die Du in irgendeiner (endlichen!) Form speichern kannst.
Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - Fred - 31.07.2004 22:39
Zitat:
Zitat:
Nun ja, letztendlich kannst Du ja nur Zahlen verarbeiten, die Du in irgendeiner (endlichen!) Form speichern kannst.
Und? Heisst das wir als angehende Informatiker interessieren uns nur für Dinge, die man endlich speichern kann?
Nö, aber man sollte sich z.B. im Klaren darüber sein, dass der Datentyp "real" nichts mit der menge der reellen Zahlen zu tun hat (sieht man ja schon daran, dass man den Dezimalbruch 0.1 nicht in einer Real-Variable speichern kann, obwohl 0.1 jetzt ja noch nicht mal ne tolle reelle Zahl ist sondern nur aus Q).
Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - georg - 02.08.2004 21:22
Zitat:
Zitat:
Und wenn du ein Beispiel der Art f(x,y) = x*y oder so etwas suchst (also Verkn�pfungen mit bekannten Operatoren), dann sind diese doch intuitiv berechenbar und damit auch von einer TM berechenbar.
da ist was dran ;),
Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - Slater - 02.08.2004 21:50 ach ja, das sind nur alles Funktionen nach dem Schema 'nenne das Ergebnis und sage, dass die Funktion dies berechnen soll (ohne Hinweis auf Vorgehensweise und Problem der Nichtberechenbarkeit dabei)' da reicht mir auf L_D oder H oder was es da im Skript schon gibt ;) trotzdem danke für die Mühe falls speziell an mich gerichtet ;) Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - georg - 02.08.2004 21:56
Zitat:
das sind nur alles Funktionen nach dem Schema
'nenne das Ergebnis und sage, dass die Funktion dies berechnen soll (ohne Hinweis auf Vorgehensweise und Problem der Nichtberechenbarkeit dabei)'
Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - Slater - 02.08.2004 22:37 ich mein wirklich sowas wie sowas wie 'zähle alle Blätter am Baum von links unten nach rechts oben aber jedes dritte doppelt und nur wenn die Sonne scheint, blah blah' 'berechne die Flugbahn zum Mars unter Einbeziehung rotierender expandierender Magnetfelder' keine Ahnung obs da was anschauliches gibt was trotzdem nicht berechenbar ist ;) wohl eher nicht Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - georg - 02.08.2004 22:45
Zitat:
'zähle alle Blätter am Baum von links unten nach rechts oben
aber jedes dritte doppelt und nur wenn die Sonne scheint, blah blah'
Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - georg - 02.08.2004 23:07
Zitat:
man sollte sich z.B. im Klaren darüber sein, dass der Datentyp "real" nichts mit der menge der reellen Zahlen zu tun hat (sieht man ja schon daran, dass man den Dezimalbruch 0.1 nicht in einer Real-Variable speichern kann, obwohl 0.1 jetzt ja noch nicht mal ne tolle reelle Zahl ist sondern nur aus Q).
Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - Anonymer User - 07.08.2004 00:47 hi, es heisst ja eine Menge M ist entscheidbar gdw. ihre charakterisctische Funktion berechenbar ist, heisst das, dass man für jedes Element von M sagen muss ob dieses von der TM akzeptiert wird oder nicht??? Kann mir da jemand weiterhelfen?? Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - TriPhoenix - 07.08.2004 01:04
Zitat:
hi, es heisst ja eine Menge M ist entscheidbar gdw.
ihre charakterisctische Funktion berechenbar ist, heisst das, dass man für jedes Element von M sagen muss ob dieses von der TM akzeptiert wird oder nicht??? Kann mir da jemand weiterhelfen??
Re: F3: Beziehung Aufzählbarkeit und Abzählbarkeit - Felix - 07.08.2004 14:14
Zitat:
Die charakteristische Funktion Berechen bar heißt, dass wenn du eine Menge M hast, dann der TM ein Wort w gibst, diese dir eine 1 als Ergebnis geben muss, wenn w element M, eine 0 wenn w nicht element M.
Wobei das auf eine Obermenge bezogen ist, also wenn
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