União de duas linguagens regulares

Na teoria das linguagens formais, e em particular na teoria dos autômatos finitos não determinísticos, é conhecido que a união de duas linguagens regulares é uma linguagem regular. Este artigo fornece uma prova desta afirmação.

Teorema

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Para quaisquer linguagens regulares   e  , a linguagem   é regular.

Prova

Uma vez que   e   são regulares, existem AFNs   que reconhecem   e  .

Seja

 
 

Vamos construir

 

onde

 
 

Em seguida, vamos usar   para denotar  

Seja   uma string de  . Sem perda de generalidade, assumimos  .

Seja   onde  

Uma vez que   aceita  , existem   tais que

 

Desde que  

 
 
 
 


Nós podemos, portanto, substituir   por   e rescrever o caminho acima como:


 


Além disso,

 

e

 


O caminho acima pode ser reescrito como:


 


Portanto,   aceita   e a prova está concluída.


Nota: A ideia extraída desta prova matemática para construção de uma máquina para reconhecer   é criar um estado inicial e conectá-lo aos estados iniciais de   e   usando transições vazias ( ).

Referências

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  • Michael Sipser, Introduction to the Theory of Computation ISBN 0-534-94728-X. (Teorema 1.22, seção 1.2, pg. 59.)