Кіріспе

Лексикографиялық ретпен өзінің барлық айналымдарынан қатаң кіші болатын жол. Математикада, комбинаторика және компьютерлік ғылым салаларында Линдон сөзі – бұл лексикографиялық ретпен өзінің барлық айналымдарынан қатаң кіші болатын бос емес жол. Линдон сөздері математик Роджер Линдонның құрметіне аталған, ол оларды 1954 жылы зерттеп, стандартты лексикографиялық тізбектер деп атады. Анатолий Ширшов 1953 жылы Линдон сөздерін енгізіп, оларды реттелген сөздер деп атады. Линдон сөздері – Холл сөздерінің ерекше жағдайы; Линдон сөздерінің көптеген қасиеттері Холл сөздерімен ортақ.

Анықтамалар

Бірнеше теңдес анықтамалар бар. Ұзындығы *n* болатын Арий Линдон сөзі – *k* өлшемді әліпбидегі *n* таңбадан тұратын тізбек, және ол барлық айналымдарының көп жиынында лексикографиялық реттегі бірегей ең кішкентай элемент болып табылады. Ең кішкентай айналым болуы Линдон сөзінің кез келген тривиальды емес айналымынан өзгеше екенін білдіреді, сондықтан ол апериодты. Сондай-ақ, сөз Линдон сөзі болады, егер ол бос емес болса және лексикографиялық тұрғыдан кез келген дұрыс қосымшасынан қатаң түрде кішірек болса, яғни, барлық бос емес сөздер *w* үшін, егер *s* = *uw* және *w* бос емес болса, онда *u* < *w*. Тағы бір сипаттамасы: Линдон сөзі бос емес және егер ол екі бос емес ішкі тізбекке бөлінсе, сол жақ ішкі тізбек әрқашан оң жақ ішкі тізбектен лексикографиялық тұрғыдан кіші болады. Яғни, егер *s* Линдон сөзі болса және *s* = *uv* кез келген екі ішкі тізбекке жіктеліп, *u* және *v* бос емес болса, онда *u* < *v*. Бұл анықтама ұзындығы *n* болатын тізбек *s* Линдон сөзі болады, егер және тек қана егер Линдон сөздері *u* және *v* болса және *s* = *uv* орындалса.

Стандартты факторлау

Чен–Фокс–Линдон теоремасы бойынша, кез келген тізбек Линдон сөздерінің тізбегін біріктіру арқылы бірден-бір ғана тәсілмен құрастырылуы мүмкін, мұнда тізбектегі сөздер лексикографиялық түрде кемімейді. Бұл тізбектегі соңғы Линдон сөзі – берілген тізбенің лексикографиялық жағынан ең кіші қосымшасы болып табылады. Линдон сөздерінің кемімейтін тізбегіне жіктеу (Линдон жіктелуі деп аталады) сызықтық уақытта жүзеге асырылуы мүмкін және цифрлық геометрия алгоритмдерінде қолданылады. Мұндай жіктелулерді (бірмәнді) ақырғы екілік ағаштар түрінде жазуға болады, онда жапырақтар әліпбимен белгіленген, ал әр оңға қарай тармақ тізбектегі соңғы Линдон сөзімен анықталады. Мұндай ағаштар кейде стандартты жақшалар деп аталады және оларды еркін топтың элементтерінің жіктелуі немесе еркін Ли алгебрасының негізгі элементтері ретінде қарастыруға болады. Бұл ағаштар Холл ағаштарының ерекше жағдайы (Линдон сөздері Холл сөздерінің ерекше жағдайы болғандықтан) және сол сияқты, Холл сөздері стандартты тәртіпті қамтамасыз етеді, ол топтар үшін коммутатор жинау процесі деп аталады және Ли алгебрасы үшін негіз болып табылады. Шындығында, олар Понкаре–Биркгофф–Витт теоремасында пайда болатын коммутаторлардың нақты құрылымын ұсынады, бұл әмбебап ораушы алгебраларды құру үшін қажет. Кез келген Линдон сөзін пермутация ретінде қарастыруға болады, яғни стандартты пермутация ретінде.

Қосымша қасиеттері мен қолданулары

Линдон сөздері берілген дәрежедегі гомогенді бөліктің негізін құру арқылы еркін Ли алгебраларын сипаттауға қолданылады; осы сөздерді енгізуге Линдонның бастапқы себебі осы болды. Линдон сөздерін Холл жиындарының ерекше жағдайы деп қарастыруға болады. Қазір Линдон сөздері осы шайқалыс алгебрасының алгебралық тәуелсіз элементтері екені және оны жасайтыны белгілі; осылайша, шайқалыс алгебрасы k-ге байланысты полиномдық сақинаға изоморфты, ал Линдон сөздеріне сәйкес келетін айнымалылар осы сақинаның белгісіздері болып табылады.