BuK-Kreativaufgabe11 G1
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Gödelisierung und µ-rekursive Funktionen
Aufgabe
Sei eine Gödelisierung von
, d.h.
ist injektiv, total und berechenbar.
ist entscheidbar und
ist berechenbar.
Dann können die Wörter aus vermöge
gödelgeordnet werden, so dass
, für alle
und
.
Die folgende µ-rekursive Funktion liefert die Folge der Gödelnummern in aufsteigender Form.
Für gilt:
Die zur Definition von verwendete zahlentheoretische Funktion
ist
Illustrieren Sie die folgenden Aussagen durch den Einsatz selbst entwickelter Scheme-
Prozeduren. Wählen Sie exemplarisch und die Verschlüsselung im 3er-System,
mit
als Gödelisierung h mit
mit
. Das Wort
aba erhält dann die Gödelnummer
. Nicht jede natürliche
Zahl ist Gödelnummer eines Wortes aus
: Beispielsweise ist
keine.
ist ein total berechenbares Prädikat. (Hinweis: Hierzu benötigen Sie eine Scheme-Prozedur für ein total berechenbares Prädikat, das feststellt, ob eine gegebene Zahl y Gödelnummer ist, d.h. y muss in der Form
mit
darstellbar sein.)
wächst streng monoton und ist total. (Hinweis: Verwenden Sie eine Scheme-Prozedur zur Berechnung der ersten 10 Gödelnummern.)
Mit Hilfe der Funktion kann man das
-te Wort in der gödelgeordneten Folge der Wörter aus
bestimmen.
ist total und injektiv. Die zugehörige Umkehrfunktion
liefert somit auch wieder die Gödelisierung mit
.
Lösung
Die Lösung für die Funktion lautet:
Die Umkehrung der Funktion , also
, lautet:
Um heruaszufinden ob eine Zahl eine gültige Gödelnummer zu dem gegebenen System ist, kann die Funktion verwendet werden:
Lösung für Funktion
die zahlentheoretische Funktion , ist nur eine Erweiterung von h? mit der zusätzlichen Bedingung, dass y größer gleich r sein muss:
Funktion muss nicht extra implementiert werden, da diese aus
(also hinvers) und
besteht:
In Scheme sieht die Funktion so aus: