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Una propiedad de las palabras de Lyndon.

Una palabra es una palabra de Lyndon si es estrictamente más pequeña que cualquiera de sus factores propios derechos. Sea $A$ sea un alfabeto y $L$ sea el conjunto de todas las palabras de Lyndon sobre $A$ . Para una palabra $w \in L-A$ , la pareja $(l, m)$ , $l, m \in L$ , de tal manera que $w=lm$ y $m$ es de longitud máxima se llama la factorización estándar de $w$ y se denota por $\sigma(w) = (l,m)$ .

En el libro Combinatoria de palabras , en la página 67, hay una proposición que queda como un impuesto:

Dejemos que $w \in L - A$ y $\sigma(w) = (l, m)$ sea su factorización estándar. Entonces, para cualquier $n \in L$ tal que $w < n$ , la pareja $(w,n)$ es la factorización estándar de $wn \in L$ si y sólo si $n \le m$ .

La condición necesaria se demuestra como sigue. Supongamos que $n>m$ . Entonces $mn \in L$ . La longitud de $mn$ es mayor que la longitud de $n$ . Por lo tanto, $(w,n)$ no es la factorización estándar de $wn$ .

¿Cómo demostrar la condición suficiente? Muchas gracias.

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Memes Puntos 26

Este es el Lemma 1.6 en K. T. Chen, R. H. Fox & R. C. Lyndon. Cálculo diferencial libre, IV. Los grupos cocientes de la serie central inferior (1958). Anales de Matemáticas 68 (1), 86. A continuación reescribo su prueba con notación y terminología siguiendo las convenciones del libro que mencionas. (Citas para la posteridad: D. Perrin, Factorizaciones de monoides libres (capítulo 5 de Combinatoria de palabras (1983). Cambridge Univ. Press, editado por M. Lothaire)). (Sin embargo, la terminología del documento de Chen-Fox-Lyndon es ciertamente más bonita y sencilla, al menos en mi opinión).

Supongamos que $e$ es un factor propio de la derecha de $wn$ que es más largo que $n$ . Demostraremos que $e\notin L$ . O bien (1) $e=fn$ donde $f$ es un factor propio de la derecha de $m$ o (2) $e=mn$ o (3) $e=gmn$ donde $g$ es un factor propio de la derecha de $l$ . (Ahora deberías intentar probarlo antes de ver la solución).

(1) Si $e=fn$ tenemos $m<f$ como $m\in L$ . Así, $n\le m<f<fn$ y así $e\notin L$ .

(2) Si $e=mn$ tenemos $n\le m<mn$ Así que $e\notin L$ .

(3) Si $e=gmn$ suponemos por contradicción que $e\in L$ y que $g$ es el factor correcto más corto de $l$ para lo cual $gmn\in L$ . De los casos (1) y (2) vemos que $n$ debe ser el máximo factor propio derecho de $gmn$ que es Lyndon. Como tal, por la Proposición 5.1.3, vemos que $gm\in L$ . Pero esto contradice la suposición de que $m$ es el máximo factor propio de la derecha en $lm$ satisfaciendo $m\in L$ .

De ello se desprende que $n$ es el máximo factor propio derecho de $wn$ eso es, $\sigma(wn)=(w,n)$ .

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