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Enregistrement W4396914146 · doi:10.48550/arxiv.2405.07953

On the Decidability of Monadic Theories of Arithmetic Predicates

2024· preprint· en· W4396914146 sur OpenAlexfundno aff
Valérie Berthé, Toghrul Karimov, Joris Nieuwveld, Joël Ouaknine, Mihir Vahanwala, James Worrell

Notice bibliographique

RevuearXiv (Cornell University) · 2024
Typepreprint
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueAdvanced Algebra and Logic
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesAgence Nationale de la RechercheEngineering and Physical Sciences Research CouncilDeutsche ForschungsgemeinschaftKeble College, University of OxfordMcGill University
Mots-clésDecidabilityMonadic predicate calculusArithmeticMathematicsOrder (exchange)Second-order arithmeticDiscrete mathematicsComputer scienceAlgebra over a fieldHigher-order logicProgramming languagePure mathematicsDescription logicEconomicsPeano axioms

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

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.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,007
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,015
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Théorique ou conceptuel · Signal consensuel: Théorique ou conceptuel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,007
Score d'incertitude au seuil0,053

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0070,015
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,004
Bibliométrie0,0020,002
Études des sciences et des technologies0,0030,006
Communication savante0,0060,011
Science ouverte0,0030,003
Intégrité de la recherche0,0010,006
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0050,001

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.

Tête enseignante Opus0,043
Tête enseignante GPT0,180
Écart entre enseignants0,138 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeThéorique ou conceptuel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations1
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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