Positive Hülle

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MauroG Positive Hülle

Hallo zusammen,

ich hoffe es ist jemand da und kann mir bei folgenden Aufgaben helfen:

Sei [latex]L \subseteq \Sigma^{\star} [/latex] eine beliebige Sprache. Es sei ferner [latex]$ L^{+}:=\{x_1x_2...x_k|k \ge 1,x_i \in L\} $[/latex].

Aufgabe 1:
Für welche Sprache [latex]$ L $[/latex] ist [latex]$ L^{+} $[/latex] leer? Begründen Sie Ihre Antwort.

Aufgabe 2:
Für welche Sprache [latex]$ L $[/latex] ist [latex]$ L^{+} $[/latex] endlich? Geben Sie jeweils [latex]$ L $[/latex] und [latex]$ L^{+} $[/latex] an und begründen Sie Ihre Antwort.

Mein bisheriger Lösungsansatz:
Aufgabe 1:
Für [latex]L:=\{\varepsilon\}[/latex] ist [latex]L^+[/latex] leer, da das [latex]\varepsilon[/latex] nicht zu [latex]L^+[/latex] dazugehört ist [latex]L^+[/latex] leer und endlich.

Aufgabe 2:
Für folgende Sprachen ist [latex]L^+[/latex] endlich:
[latex]L:=\emptyset[/latex] und [latex]L:=\{\varepsilon\}[/latex]
Da bei diesen Sprachen keine Wörter gebildet werden können, sieht [latex]L^+[/latex] so aus: [latex]L^+:=\emptyset[/latex]
Im Falle [latex]L:=\{\varepsilon\}[/latex] gilt [latex]L^+:=\emptyset[/latex], da gilt [latex]k \ge 1[/latex] wobei [latex] w \in \Sigma^*[/latex] gilt und [latex]k=|w|[/latex].
Im Falle [latex]L:=\emptyset[/latex] ist auch [latex]L^+:=\emptyset[/latex], da man mit einer leeren Sprache keine Wörter bilden kann.

Ist das soweit richtig bzw. ist auch die Erklärung plausibel?

Vielen Dank im voraus und viele Grüße
 
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Karlito

Hallo MauroG,

du begehst einen großen Fehler: Das leere Wort ist ein Wort! D.h. für [latex]L = \{\epsilon\}[/latex] exisitert ein Wort [latex]x = \epsilon[/latex] und somit besteht die Sprache [latex]L^+[/latex] aus allen möglichen Konkatenationen von [latex]\epsilon[/latex] mit sich selbst. Also [latex]L^+ = \{\epsilon\}[/latex]

Die Verwirrung stammt vielleicht aus einer Definition von [latex]\Sigma^+[/latex], da [latex]\Sigma^+ := \Sigma^* \setminus \{ \epsilon \}[/latex]. Diese Definition kann man jedoch nur so schreiben, weil [latex]\Sigma^+ := \bigcup^{\infty}_{i=1}\Sigma^i = \left( \bigcup^{\infty}_{i=0}\Sigma^i \right) \setminus \Sigma^0 [/latex] und [latex]\Sigma^0[/latex] ist die einzige möglichkeit wie das leere Wort entstehen kann.

Bei [latex]L^1[/latex] kann jedoch das leere Wort bereits enthalten sein und kann [latex]L^+[/latex] nicht als [latex]L^+ := L^* \setminus {\epsilon}[/latex] dargestellt werden.

Gruß,

Karlito
 
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