Лемма 2.3.1. Каждый автоматный язык
распознается некоторым конечным автоматом, не содержащим переходов с метками
длины больше единицы и имеющим ровно одно начальное состояние и ровно одно
заключительное состояние.
Пример 2.3.2. Рассмотрим язык, заданный конечным
автоматом
, где Q
= {1,2},
, I = {1,2}, F = {1,2},
![]()
![\objectwidth={5mm} \objectheight={5mm} \let\objectstyle=\scriptstyle
\xymatrix {
%
& *=[o][F=]{1}
\ar @`{+/l16mm/} [] ^{}
\ar `dr_dl{[2,0]}_{ab} "3,2"
&
\\
%
&
&
\\
%
& *=[o][F=]{2}
\ar @`{+/l16mm/} [] ^{}
\ar `ul_ur{[-2,0]}_{cd} "1,2"
&
}](06.files/24cf9a5c.png)
Тот же язык распознается конечным автоматом
, где Q' = {0,1,2,3,4,5}, I' = {0}, F' = {5},
![]()
![\objectwidth={5mm} \objectheight={5mm} \let\objectstyle=\scriptstyle
\xymatrix {
%
&
& *=[o][F-]{1}
\ar "2,4" _{a}
\ar "2,5" ^{\varepsilon}
&
&
\\
*=[o][F-]{0}
\ar @`{+/l16mm/} [] ^{}
\ar "1,3" ^{\varepsilon}
\ar "3,3" _{\varepsilon}
& *=[o][F-]{4}
\ar "1,3" _{d}
&
& *=[o][F-]{3}
\ar "3,3" _{b}
& *=[o][F=]{5}
\\
%
&
& *=[o][F-]{2}
\ar "2,2" _{c}
\ar "2,5" _{\varepsilon}
&
&
}](06.files/e3ebc10b.png)
Здесь первые два перехода заменяют старый переход
и следующие два перехода заменяют старый
переход
. Чтобы обеспечить единственность начального
состояния, добавлены переходы
и
. Последние два перехода в
обеспечивают
единственность заключительного состояния.
Лемма 2.3.3. Каждый автоматный
язык распознается некоторым конечным автоматом, содержащим только переходы с
метками длины единица и имеющим ровно одно начальное состояние.
Доказательство. Согласно лемме
2.3.1 можно предположить, что исходный язык задан конечным автоматом
, не содержащим переходов с
метками длины больше единицы, причем |I| = 1.
Построим искомый конечный автомат
, положив Q' = Q, I' = I,

Теорема 2.4.1. Каждый автоматный
язык является праволинейным.
Без ограничения общности можно предположить, что исходный язык
задан конечным автоматом
, где
и I = {q0}.
Положим N = Q, S = q0
и
![]()
Теорема 2.4.3. Каждый праволинейный язык является автоматным.
Доказательство.
Без ограничения общности можно предположить, что исходный язык задан праволинейной грамматикой, не содержащей правил вида
, где
.
Положим Q = N,
I = {S},
и
.