On the Decidability of Monadic Theories of Arithmetic Predicates
Notice bibliographique
Résumé
We investigate the decidability of the monadic second-order (MSO) theory of the structure $\langle \mathbb{N};<,P_1, \ldots,P_d \rangle$, for various unary predicates $P_1,\ldots,P_d \subseteq \mathbb{N}$. We focus in particular on 'arithmetic' predicates arising in the study of linear recurrence sequences, such as fixed-base powers $k^{\mathbf{N}} = \{k^n : n \in \mathbb{N}\}$, $k$-th powers $\mathbf{N}^k = \{n^k : n \in \mathbb{N}\}$, and the set of terms of the Fibonacci sequence $\mathsf{Fib} = \{0,1,2,3,5,8,13,\ldots\}$ (and similarly for other linear recurrence sequences having a single, non-repeated, dominant characteristic root). We obtain several new unconditional and conditional decidability results, a select sample of which are the following: $\bullet$ The MSO theory of $\langle \mathbb{N};<, 2^{\mathbf{N}}, \mathsf{Fib} \rangle$ is decidable; $\bullet$ The MSO theory of $\langle \mathbb{N};<, 2^{\mathbf{N}}, 3^{\mathbf{N}}, 6^{\mathbf{N}} \rangle$ is decidable; $\bullet$ The MSO theory of $\langle \mathbb{N};<, 2^{\mathbf{N}}, 3^{\mathbf{N}}, 5^{\mathbf{N}} \rangle$ is decidable assuming Schanuel's conjecture; $\bullet$ The MSO theory of $\langle \mathbb{N};<, 4^{\mathbf{N}}, \mathbf{N}^2 \rangle$ is decidable; $\bullet$ The MSO theory of $\langle \mathbb{N};<, 2^{\mathbf{N}}, \mathbf{N}^2 \rangle$ is Turing-equivalent to the MSO theory of $\langle \mathbb{N};<,S \rangle$, where $S$ is the predicate corresponding to the binary expansion of $\sqrt{2}$. (As the binary expansion of $\sqrt{2}$ is widely believed to be normal, the corresponding MSO theory is in turn expected to be decidable.) These results are obtained by exploiting and combining techniques from dynamical systems, number theory, and automata theory.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».