Кіріспе
Математикалық логикадағы жеңілдету техникасы. Квантификаторды жою – математикалық логикада, модельдер теориясында және теориялық информатикада қолданылатын жеңілдету ұғымы. Шартты түрде, "бар x, осылай..." түріндегі сандық тұжырымды "x қашан осылай болады?" деген сұрақ ретінде қарастыруға болады, ал сандық белгілері жоқ тұжырымды осы сұраққа берілген жауап ретінде қарастыруға болады. Формулаларды жіктеудің бір тәсілі – сандық өлшемнің деңгейі. Квантификатор алмасуының тереңдігі аз формулалар қарапайым деп есептеледі, ал ең қарапайымы – квантификаторсыз формулалар. Теория квантификаторды жоюға ие, егер кез келген формула үшін, оған эквивалентті (осы теория бойынша) квантификаторсыз басқа формула болса.
Quantifier elimination is a concept of simplification used in mathematical logic, model theory, and theoretical computer science. Informally, a quantified statement " such that " can be viewed as a question "When is there an such that ? ", and the statement without quantifiers can be viewed as the answer to that question. One way of classifying formulas is by the amount of quantification. Formulas with less depth of quantifier alternation are thought of as being simpler, with the quantifier free formulas as the simplest. A theory has quantifier elimination if for every formula , there exists another formula without quantifiers that is equivalent to it (modulo this theory).
Алгоритмдер мен шешілу мүмкіндігі
Егер теорияда сандық элементтерді жою болса, онда нақты сұрақ туындайды: әрбір жағдай үшін оны анықтаудың әдісі бар ма? Егер мұндай әдіс болса, біз оны сандық элементтерді жою алгоритмі деп атаймыз. Мұндай алгоритм болған жағдайда, теорияның шешімділігі сандық белгісіз өрнектердің дұрыстығын анықтауға дейін тоғысып келеді. Сандық белгісіз өрнектерде айнымалылар болмайды, сондықтан олардың берілген теориядағы дұрыстығын көбінесе есептеуге болады, бұл сандық элементтерді жою алгоритмдерін өрнектердің дұрыстығын анықтау үшін пайдалануға мүмкіндік береді.
Қарым-қатынас ұғымдары
Түрлі модельдік теориялық идеялар сандық жоюмен байланысты, және әр түрлі эквивалентті шарттар бар. Квантификаторды жоюға ие кез келген бірінші реттік теория модельдік толық. Керісінше, жалпыға ортақ салдарлары теориясы бірігу қасиетіне ие модельдік толық теория квантификаторды жоюға ие. Теорияның жалпыға ортақ салдарлары теориясының модельдері – осы теорияның модельдерінің субструктураларының өзі. Сызықтық реттер теориясы сандық жоюға ие емес. Дегенмен, оның жалпыға ортақ салдарлары теориясы бірігу қасиетіне ие.
Шешімделу қабілетімен байланыс
Ерте модель теориясында сандық өлшеуіштерді жою әртүрлі теориялардың шешімділік және толықтық сияқты қасиеттеріне ие екенін көрсету үшін қолданылды. Көбінесе қолданылатын тәсіл – теорияның сандық өлшеуіштерді жоюға болатынын алдымен көрсету, содан кейін сандық өлшеуішсіз формулаларды ғана қарастыра отырып, шешімділігін немесе толықтығын дәлелдеу болды. Осы тәсілді қолданып Пресбургер арифметикасының шешімді екенін көрсетуге болады. Теориялар шешімді бола алады, бірақ сандық өлшеуіштерді жоюға мүмкіндік бермейді. Нақтырақ айтқанда, қосымша табиғи сандар теориясы сандық өлшеуіштерді жоюға мүмкіндік бермеді, бірақ оның кеңейтілген түрі шешімді болып табылды. Егер теория шешімді болса және оның дұрыс формулаларының тілі санаулы болса, онда теорияны сандық өлшеуіштерді жою үшін санаулы көптеген қатынастармен кеңейтуге болады (мысалы, теорияның әрбір формуласы үшін, осы формуланың еркін айнымалыларын байланыстыратын қатынас символын енгізуге болады). Мысал: алгебралық жабық өрістер және дифференциалды жабық өрістер үшін Нульстеллензац.