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Index set (computability)

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1436: 1080: 1169: 1540: 1347: 1258: 958: 869: 780: 183: 325: 363: 285: 1381: 403: 231: 126: 1592: 505: 68: 1721: 1647: 1567: 1463: 1374: 1285: 896: 625: 596: 548: 1748: 1674: 1196: 1107: 985: 807: 716: 992: 95: 1694: 1620: 689: 669: 645: 568: 483: 463: 443: 423: 251: 203: 1114: 1470: 1804: 1292: 1203: 903: 814: 1857: 1838: 724: 131: 1876: 365:. Intuitively, these are the sets of natural numbers that we describe only with reference to the functions they index. 290: 330: 1791:, Theory and Applications of Computability, Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, pp. 51–78, 1431:{\displaystyle \mathrm {Ext} =\{e\,:\,\varphi _{e}{\text{ is extendible to a total computable function}}\}} 520: 256: 98: 20: 384: 212: 107: 1572: 28: 488: 46: 1699: 1625: 1545: 1441: 1352: 1263: 874: 648: 603: 574: 526: 1075:{\displaystyle \mathrm {Tot} =\{e\,:\,\varphi _{e}{\text{ is total}}\}=\{e:W_{e}=\mathbb {N} \}} 1853: 1834: 1800: 1726: 1652: 1174: 1085: 963: 785: 694: 511:
Rice's theorem says "any nontrivial property of partial computable functions is undecidable".
374: 1792: 31:; specifically, they give all indices of functions in a certain class, according to a fixed 73: 1595: 373:
Most index sets are non-computable, aside from two trivial exceptions. This is stated in
32: 1679: 1605: 674: 654: 630: 553: 468: 448: 428: 408: 236: 188: 1870: 1164:{\displaystyle \mathrm {Con} =\{e\,:\,\varphi _{e}{\text{ is total and constant}}\}} 1784: 1535:{\displaystyle \mathrm {Cpl} =\{e\,:\,W_{e}\equiv _{\mathrm {T} }\mathrm {HP} \}} 519:
Index sets provide many examples of sets which are complete at some level of the
1796: 1342:{\displaystyle \mathrm {Rec} =\{e\,:\,W_{e}{\text{ is computable}}\}} 70:
be a computable enumeration of all partial computable functions, and
1253:{\displaystyle \mathrm {Cof} =\{e\,:\,W_{e}{\text{ is cofinite}}\}} 953:{\displaystyle \mathrm {Inf} =\{e\,:\,W_{e}{\text{ is infinite}}\}} 864:{\displaystyle \mathrm {Fin} =\{e\,:\,W_{e}{\text{ is finite}}\}} 405:
be a class of partial computable functions with its index set
718:-completeness is defined similarly. Here are some examples: 390: 218: 167: 113: 775:{\displaystyle \mathrm {Emp} =\{e\,:\,W_{e}=\varnothing \}} 178:{\displaystyle A=\{x\,:\,\varphi _{x}\in {\mathcal {A}}\}} 1850:
Theory of Recursive Functions and Effective Computability
1602:
Empirically, if the "most obvious" definition of a set
1729: 1702: 1682: 1655: 1628: 1608: 1575: 1548: 1473: 1444: 1384: 1355: 1295: 1266: 1206: 1177: 1117: 1088: 995: 966: 906: 877: 817: 788: 727: 697: 677: 657: 633: 606: 577: 556: 529: 491: 471: 451: 431: 411: 387: 333: 293: 259: 239: 215: 191: 134: 110: 76: 49: 1742: 1715: 1688: 1668: 1641: 1614: 1586: 1561: 1534: 1457: 1430: 1422: is extendible to a total computable function 1368: 1341: 1279: 1252: 1190: 1163: 1101: 1074: 979: 952: 890: 863: 801: 774: 710: 683: 663: 639: 619: 590: 562: 542: 499: 477: 457: 437: 417: 397: 357: 319: 279: 245: 225: 197: 177: 120: 89: 62: 128:be a class of partial computable functions. If 320:{\displaystyle \varphi _{x}\simeq \varphi _{y}} 327:(i.e. they index the same function), we have 8: 1529: 1488: 1425: 1399: 1336: 1310: 1247: 1221: 1158: 1132: 1069: 1042: 1036: 1010: 947: 921: 858: 832: 769: 742: 358:{\displaystyle x\in A\leftrightarrow y\in A} 172: 141: 515:Completeness in the arithmetical hierarchy 1734: 1728: 1707: 1701: 1681: 1660: 1654: 1633: 1627: 1607: 1576: 1574: 1553: 1547: 1521: 1514: 1513: 1503: 1498: 1494: 1474: 1472: 1449: 1443: 1420: 1414: 1409: 1405: 1385: 1383: 1360: 1354: 1331: 1325: 1320: 1316: 1296: 1294: 1271: 1265: 1242: 1236: 1231: 1227: 1207: 1205: 1182: 1176: 1153: 1147: 1142: 1138: 1118: 1116: 1093: 1087: 1065: 1064: 1055: 1031: 1025: 1020: 1016: 996: 994: 971: 965: 942: 936: 931: 927: 907: 905: 882: 876: 853: 847: 842: 838: 818: 816: 793: 787: 757: 752: 748: 728: 726: 702: 696: 676: 656: 632: 611: 605: 582: 576: 555: 534: 528: 493: 492: 490: 470: 450: 430: 410: 389: 388: 386: 332: 311: 298: 292: 273: 272: 258: 238: 217: 216: 214: 190: 166: 165: 156: 151: 147: 133: 112: 111: 109: 81: 75: 54: 48: 1759: 766: 16:Classes of partial recursive functions 7: 1831:Classical Recursion Theory, Volume 1 1769:Classical Recursion Theory, Volume 1 280:{\displaystyle x,y\in \mathbb {N} } 97:be a computable enumeration of all 1731: 1704: 1657: 1630: 1580: 1577: 1550: 1525: 1522: 1515: 1481: 1478: 1475: 1446: 1392: 1389: 1386: 1357: 1303: 1300: 1297: 1268: 1214: 1211: 1208: 1179: 1125: 1122: 1119: 1090: 1003: 1000: 997: 968: 914: 911: 908: 879: 825: 822: 819: 790: 735: 732: 729: 699: 608: 579: 531: 14: 35:of partial computable functions. 398:{\displaystyle {\mathcal {C}}} 343: 226:{\displaystyle {\mathcal {A}}} 121:{\displaystyle {\mathcal {A}}} 1: 1587:{\displaystyle \mathrm {HP} } 445:is computable if and only if 369:Index sets and Rice's theorem 253:is an index set if for every 1848:Rogers Jr., Hartley (1987). 1676:], we can usually show that 500:{\displaystyle \mathbb {N} } 63:{\displaystyle \varphi _{e}} 1797:10.1007/978-3-642-31933-4_3 1716:{\displaystyle \Sigma _{n}} 1642:{\displaystyle \Sigma _{n}} 1562:{\displaystyle \Sigma _{4}} 1458:{\displaystyle \Sigma _{3}} 1369:{\displaystyle \Sigma _{3}} 1280:{\displaystyle \Sigma _{3}} 1155: is total and constant 891:{\displaystyle \Sigma _{2}} 620:{\displaystyle \Sigma _{n}} 591:{\displaystyle \Sigma _{n}} 543:{\displaystyle \Sigma _{n}} 1893: 1852:. MIT Press. p. 482. 1833:. Elsevier. p. 668. 1829:Odifreddi, P. G. (1992). 1783:Soare, Robert I. (2016), 1743:{\displaystyle \Pi _{n}} 1669:{\displaystyle \Pi _{n}} 1191:{\displaystyle \Pi _{2}} 1102:{\displaystyle \Pi _{2}} 980:{\displaystyle \Pi _{2}} 802:{\displaystyle \Pi _{1}} 711:{\displaystyle \Pi _{n}} 368: 1744: 1717: 1690: 1670: 1643: 1616: 1588: 1563: 1536: 1459: 1432: 1370: 1343: 1281: 1254: 1192: 1165: 1103: 1076: 981: 954: 892: 865: 803: 776: 712: 685: 665: 641: 621: 592: 564: 544: 521:arithmetical hierarchy 509: 501: 479: 459: 439: 419: 399: 359: 321: 281: 247: 227: 199: 179: 122: 91: 64: 1785:"Turing Reducibility" 1745: 1718: 1691: 1671: 1644: 1617: 1589: 1564: 1537: 1460: 1433: 1371: 1344: 1282: 1255: 1193: 1166: 1104: 1077: 982: 955: 893: 866: 804: 777: 713: 686: 666: 642: 622: 593: 565: 545: 502: 480: 460: 440: 420: 400: 379: 360: 322: 282: 248: 228: 200: 180: 123: 92: 90:{\displaystyle W_{e}} 65: 1877:Computability theory 1789:Turing Computability 1727: 1700: 1680: 1653: 1626: 1606: 1573: 1546: 1471: 1442: 1382: 1353: 1293: 1264: 1204: 1175: 1115: 1086: 993: 964: 904: 875: 815: 786: 725: 695: 675: 655: 631: 604: 575: 554: 527: 489: 469: 449: 429: 409: 385: 331: 291: 257: 237: 213: 189: 132: 108: 74: 47: 29:computable functions 27:describe classes of 21:computability theory 1333: is computable 1740: 1713: 1686: 1666: 1639: 1612: 1584: 1559: 1532: 1455: 1428: 1366: 1339: 1277: 1250: 1188: 1161: 1099: 1072: 977: 950: 888: 861: 799: 772: 708: 681: 661: 637: 617: 588: 560: 540: 497: 475: 455: 435: 415: 395: 355: 317: 277: 243: 223: 195: 175: 118: 87: 60: 1806:978-3-642-31932-7 1767:Odifreddi, P. G. 1723:-complete [resp. 1689:{\displaystyle A} 1615:{\displaystyle A} 1569:-complete, where 1423: 1334: 1245: 1244: is cofinite 1156: 1034: 945: 944: is infinite 856: 684:{\displaystyle A} 664:{\displaystyle B} 640:{\displaystyle B} 563:{\displaystyle A} 523:. 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Index

computability theory
computable functions
Gödel numbering
c.e. sets
Rice's theorem
arithmetical hierarchy
m-reduction
halting problem
"Turing Reducibility"
doi
10.1007/978-3-642-31933-4_3
ISBN
978-3-642-31932-7
ISBN
0-444-89483-7
ISBN
0-262-68052-1
Category
Computability theory

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