用良序归纳法证明McCarthy91函数正确性
时间: 2024-05-20 08:11:29 浏览: 111
基于良序集方法的程序终止性证明
首先,让我们回顾一下McCarthy91函数的定义:对于任何整数n,如果n>100,那么McCarthy91(n)=n-10;否则,McCarthy91(n)=McCarthy91(McCarthy91(n+11))。
我们使用良序归纳法来证明该函数的正确性。
首先,我们需要证明基础情形。当n≤100时,函数McCarthy91的定义是McCarthy91(n)=McCarthy91(McCarthy91(n+11))。由于n+11>100,根据定义,McCarthy91(n+11)=n+1。因此,我们可以将McCarthy91(n)重写为McCarthy91(McCarthy91(n+11))=McCarthy91(n+1)。我们可以继续重复这个过程,直到n+11的值大于100为止。由于n是有限的,这个过程最终会停止。因此,基础情形成立。
接下来,我们需要证明归纳情形。假设对于任何k<n,McCarthy91函数都是正确的。我们需要证明当n≤100时,McCarthy91(n)的定义也是正确的。
当n>100时,根据定义,McCarthy91(n)=n-10。因此,我们只需要证明当n≤100时,McCarthy91函数的定义是正确的。
当n≤100时,根据定义,McCarthy91(n)=McCarthy91(McCarthy91(n+11))。由于n+11>100,我们可以使用归纳假设,即McCarthy91函数在n+11和n+1处的值是正确的。因此,我们可以将McCarthy91(n+11)重写为(n+1)-10=n-9。因此,我们可以将McCarthy91(n)重写为McCarthy91(McCarthy91(n+11))=McCarthy91(n-9)。如果n-9>100,那么McCarthy91(n-9)=n-19;否则,McCarthy91(n-9)=McCarthy91(McCarthy91(n-9+11))。我们可以继续重复这个过程,直到我们得到一个大于100的值为止。由于n是有限的,这个过程最终会停止。因此,当n≤100时,McCarthy91函数的定义也是正确的。
由于基础情形和归纳情形都成立,因此我们可以通过良序归纳法证明McCarthy91函数的正确性。
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