用良序归纳法证明McCarthy91函数和Ackermann函数的正确性
时间: 2024-05-31 16:10:38 浏览: 177
首先,我们来回顾一下McCarthy91函数和Ackermann函数的定义:
McCarthy91函数:一个接受正整数n作为输入的递归函数,其返回值为:
- 如果n <= 100,则返回n+11。
- 如果n > 100,则返回n-10,然后再将其传递给McCarthy91函数计算结果,即返回McCarthy91(n-10)。
Ackermann函数:一个接受两个非负整数m和n作为输入的递归函数,其返回值为:
- 如果m = 0,则返回n+1。
- 如果m > 0且n = 0,则返回Ackermann(m-1, 1)。
- 如果m > 0且n > 0,则返回Ackermann(m-1, Ackermann(m, n-1))。
现在,我们来用良序归纳法证明这两个函数的正确性。
首先,我们证明McCarthy91函数的正确性:
基础步骤:当n <= 100时,McCarthy91函数的返回值为n+11,这是显然正确的。
归纳步骤:假设对于所有n < k,McCarthy91函数的返回值都是正确的。现在考虑n = k的情况。
如果k <= 100,则McCarthy91函数的返回值为k+11,这是正确的。
如果k > 100,则McCarthy91函数的返回值为McCarthy91(k-10),根据归纳假设,McCarthy91(k-10)的返回值是正确的。因此,McCarthy91函数对于所有正整数n的返回值都是正确的。
接下来,我们证明Ackermann函数的正确性:
基础步骤:当m = 0时,Ackermann函数的返回值为n+1,这是显然正确的。
归纳步骤:假设对于所有m' < m,Ackermann函数对于任何n的返回值都是正确的。现在考虑m' = m,n' < n的情况。
如果n' = 0,则根据Ackermann函数的定义,Ackermann(m', n')的返回值为Ackermann(m'-1, 1),根据归纳假设,Ackermann(m'-1, 1)的返回值是正确的。
如果n' > 0,则根据Ackermann函数的定义,Ackermann(m', n')的返回值为Ackermann(m'-1, Ackermann(m', n'-1)),根据归纳假设,Ackermann(m', n'-1)的返回值是正确的,因此Ackermann(m', n')的返回值也是正确的。
综上所述,我们通过良序归纳法证明了McCarthy91函数和Ackermann函数的正确性。
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