斜斑鼓額食蚜蠅

[拼音]:digui kemeijuji

[外文]:recursively enumerable set

又稱部分遞迴集。在能行性理論中,基本概念是遞迴函式,它可刻畫為:任給x,只要它在x處有定義必可在有限步驟內求出其值。因此遞迴全函式(即處處有定義的)必可在有限步驟內求出它的任一值,至於遞迴部分函式(未必處處有定義的)則只要求有定義處可求出其值,但不要求能夠在有限步驟內判定它的定義域的元素,即對任給的x判定x是否屬於函式的定義域。

設有一集合 A與一函式α(x),如果α(x)=0當且僅當x∈A,則α(x)叫做A的特徵部分函式,如果還有α(x)=1,當且僅當x唘A,則α(x)叫做A的特徵全函式,簡稱特徵函式。如果一集合 A的特徵部分函式(也是特徵函式)是遞迴全函式,則A叫做遞迴集;如果一集A的特徵部分函式是遞迴部分函式,則A叫做部分遞迴集;部分遞迴集又可定義為某個遞迴部分函式的定義域。顯然,A為遞迴集當且僅當:任給x,x屬於A與否,恆可在有限步內判定;A為部分遞迴集當且僅當:任給x,如果x∈A,則必可在有限步內判定,但如果x唘A,可能永遠不知道這件事(除非從別的途徑)。因此有下列結果:

(1)如果A為遞迴集,則A為部分遞迴集;

(2)A為遞迴集當且僅當A的補集亦為遞迴集;

(3)A為遞迴集當且僅當A與它的補集都是部分遞迴集。

最後一點可看出:如果x∈A,因A為部分遞迴集必可在有限步內看出;如果x唘A,因A的補集為部分遞迴集亦可在有限步內看出,從而A必為遞迴集。

遞迴可列舉集是指它是某個一般遞迴函式(即遞迴全函式)ƒ(x)的值域。因為遞迴全函式ƒ(x)的每一個值都可在有限步內算出,可以逐步地計算ƒ(0),ƒ(1),ƒ(2),…,從而得出遞迴可列舉集的所有元素。這便是遞迴可列舉集名稱的來源。ƒ(x)叫做該集的列舉函式,可能有兩值ƒ(α)與ƒ(b)是相等的,即容許重複列舉。如果ƒ(x)是不減函式或(嚴格)遞增函式,便叫做不減列舉或(嚴格)遞增列舉。

顯然,如果x在一個遞迴可列舉集A內,必可在有限步內判定(只須依次計算ƒ(0),ƒ(1),…,便可);但如果x不在A內,而A又不是嚴格遞增列舉,則很可能人們永遠也不知道這事。根據上述部分遞迴集的特性,可知遞迴可列舉集都是部分遞迴集。反之,如果A為部分遞迴集,命其特徵部分函式為α(x),當A為空集時,它當然不是任何遞迴全函式的值域,當A非空集時,則在第一階段對α(0),α(1)各計算1步,第二階段對α(0),α(1),α(2)各計算2步,…,第n階段對α(0),α(1),α(2),…,α(n)各計算n步,…,並把首先出現的α(x)=0的根取為ƒ(0),以後在每一階段之末均把在該階段時所已知的α(x)=0的根取為ƒ在新主目處的值,ƒ必為遞迴全函式,而且A的元素恰巧便是ƒ(0),ƒ(1),…的值。可見非空的部分遞迴集必是遞迴可列舉集。一般還把空集也算作遞迴可列舉集,這樣兩種集便一致起來了。

可以證明,A為遞迴可列舉集當且僅當它是某個原始遞迴函式的值域,又當且僅當它是某個初等函式的值域。另一方面,A為遞迴可列舉當且僅當它是某個遞迴部分函式的值域,只須仿照上法,在第n階段計算ƒ(0),ƒ(1),…,ƒ(n)各n步,便可把遞迴部分函式的值全部都枚舉出來了。

已有辦法把全體遞迴部分函式全部列舉起來,因此也可以把它們的定義域或值域全部列舉起來。設把第 x個遞迴部分函式的定義域(值域)記為Wx,則Wx便是全體部分遞迴集(遞迴可列舉集)的列舉(注意其中是有重複的)。如命K={x:x∈Wx}(即如果x恰巧在第x個部分遞迴集之內,便把x作為K 的元素),則K是一個遞迴可列舉集但不是遞迴集,從而K 的補集既不是遞迴集又不是遞迴可列舉集。這是人們作出的第一個不是遞迴可列舉集的例子,它也是一個很重要的集,對它已有充分的研究。

此外,如果ƒ 為遞迴部分函式,A為遞迴可列舉,則ƒ-1(A)也是遞迴可列舉集。

著名的希爾伯特第10問題是:有沒有一個能行方法,可決定任給的一個不定方程

是否有整數解?這裡P、Q是兩個具有整係數的多項式。這個問題到1970年已經被否定地解決了,即如果把“能行方法”理解為“用計算遞迴全函式的方法”,那末可以證明:這個能行方法是沒有的。因為任何一個部分遞迴集(遞迴可列舉集)A,都有兩個帶整係數的多項式P、Q,使得

特別是當A即集合K時,也可找出相應的兩個多項式P、Q。既然K不是遞迴的,x屬於K與否是不能遞迴地判定的,那末對於“什麼樣的x能夠使

有解”的問題,也就不能遞迴地判定了。

上面關於集合的討論可以推廣到n元關係去。就n元關係R(x1,x2,…,xn)而言,如果R(x1,x2,…,xn)成立當且僅當

,則ƒ(x1,x2,…,xn)叫做R(x1,x2,…,xn) 的特徵部分函式,如果還要求:R(x1,x2,…,xn)不成立當且僅當

,則ƒ 叫做R的特徵全函式,簡稱特徵函式。如果關係R(x1,x2,…,xn)的特徵部分函式(也是特徵函式)是一個遞迴全函式,則R叫做遞迴關係;如果R(x1,x2,…,xn)的特徵部分函式是遞迴部分函式,則R叫做部分遞迴關係。有了這些定義以後,以上的討論完全可以推廣到遞迴關係與部分遞迴關係方面來。當然,由於函式的值是一個數而不是n元向量,所以“遞迴可列舉關係”不能定義為某個遞迴全函式的值域而只能定義為部分遞迴關係。

但是對遞迴關係而論,有下列的結果,這是討論遞迴時所沒有的。

(1)R(x1,x2,…,xn)為部分遞迴關係當且僅當有一個n+1元遞迴關係或部分遞迴關係 W 使得

(2)R(x1,x2,…,xn)為部分遞迴關係當且僅當有一個n+m 元遞迴或部分遞迴關係W 使得

(3)A為部分遞迴集當且僅當有一個二元遞迴或部分遞迴關係W 使得