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P2 Undecidability of a weak version of MSO+U

弱版本 MSO+U 的不可判定性
LMCS vol.Volume 16, Issue 12020匹配度 2/10 · 论文属于纯逻辑与自动机理论,讨论 MSO+U 的表达力和不可判定性,与用户关注的程序静态分析、LLM/Agent 或浮点/贝叶斯程序分析没有直接联系。虽与形式化验证的理论基础略有关联,但未涉及程序分析工具、工程实现或 LLM 交叉。引用 3 inbox
Mikołaj Bojańczyk, Laure Daviaud, Bruno Guillon, Vincent Penelle, A. V. Sreejith
dblp: 2026-09-10crossref: 2026-09-10arxiv: 2026-09-10

AI 速览

一句话:证明 MSO 在 ω-词上加谓词 U1 后与 MSO+U 等表达力因而不可判定,并推出最终周期集合量化亦不可判定。

本文研究 ω-词上一元二阶逻辑 MSO 的扩展的可判定性。作者引入二阶谓词 U1(X),它断言集合 X⊆ℕ 中相邻位置之间的距离无界,并证明在该逻辑中可满足性问题不可判定。核心方法是证明 MSO 加上 U1 与已知可满足性不可判定的 MSO+U 具有相同表达力,从而把不可判定性传递给较弱扩展。作为推论,论文进一步证明,若允许 MSO 在 ω-词上对最终周期位置集合进行量化,即存在正周期 p,使得最终每个位置 x 与 x+p 要么同时属于要么同时不属于该集合,则 MSO 也可满足性不可判定。结果凸显 ω-词上 MSO 扩展在加入看似较弱的集合性质或量化机制后,其判定问题会迅速变得不可判定。

问题
研究 ω-词上 MSO 加入 U1(X)(集合相邻位置距离无界)后的可满足性是否可判定,以及允许对最终周期集合量化时 MSO 的可判定性。
方法
通过证明 MSO+U1 与不可判定的 MSO+U 表达力等价,并据此推出最终周期集合量化版本的不可判定性。
评估
评估为理论证明:给出表达力等价与不可判定性归约,未涉及实现或实验。
原文摘要(Abstract)

We prove the undecidability of MSO on $\omega$-words extended with the second-order predicate $U_1(X)$ which says that the distance between consecutive positions in a set $X \subseteq \mathbb{N}$ is unbounded. This is achieved by showing that adding $U_1$ to MSO gives a logic with the same expressive power as $MSO+U$, a logic on $\omega$-words with undecidable satisfiability. As a corollary, we prove that MSO on $\omega$-words becomes undecidable if allowing to quantify over sets of positions that are ultimately periodic, i.e., sets $X$ such that for some positive integer $p$, ultimately either both or none of positions $x$ and $x+p$ belong to $X$.

链接与引用

DOI 原文 · arXiv · PDF(开放获取) · DBLP

BibTeX
@article{BojanczykDGPS19,
  title = {Undecidability of a weak version of MSO+U},
  author = {Mikołaj Bojańczyk and Laure Daviaud and Bruno Guillon and Vincent Penelle and A. V. Sreejith},
  journal = {Logical Methods in Computer Science},
  volume = {Volume 16, Issue 1},
  year = {2020},
  doi = {10.23638/lmcs-16(1:12)2020}
}