Оновлено (завдяки Ювалу Філімусу).
З огляду на дві мови і Y з А * , нехай
X - 1 YXYA∗
я стверджую, щоXYоднозначний тоді і тільки тоді, коли моваX-1X∩YY-1∩A+порожня.
X−1YYX−1={u∈A∗∣there exists x∈X such that xu∈Y}={u∈A∗∣there exists x∈X such that ux∈Y}
XYX−1X∩YY−1∩A+
Доказ . Припустимо, що неоднозначний. Тоді існує слово ¯u , який має два розкладання над X Y , скажімо , у = х 1 у 2 = х 2 у 1 , де х 1 , х 2 ∈ Х і у 1 , у 2 ∈ Y . Не втрачаючи загальності, можна вважати, що x 1 є префіксом x 2 , тобто x 2 = xXYuXYu=x1y2=x2y1x1,x2∈Xy1,y2∈Yx1x2 для деякого z ∈ A + . Звідси випливає, що u = x 1 y 2 = x 1 z y 1 , звідки y 2 = z y 1 . Таким чином z ∈ X - 1 X ∩ Y Y - 1 .x2=x1zz∈A+u=x1y2=x1zy1y2=zy1z∈X−1X∩YY−1
Припустимо тепер, що містить якесь непорожнє слово z . Тоді існують x 1 , x 2 ∈ X і y 1 , y 2 ∈ Y такі, що x 2 = x 1 z і y 2 = z y 1 . Звідси випливає, що x 2 y 1 = x 1 z y 1 =X−1X∩YY−1zx1,x2∈Xy1,y2∈Yx2=x1zy2=zy1 а значить, добуток X Y неоднозначний.x2y1=x1zy1=x1y2XY
Якщо і Y регулярні, то обидва X - 1 X і Y Y - 1 є регулярними, і, таким чином, X - 1 X ∩ Y Y - 1 також є регулярними (див. Відповідь Юваля на автомат, що приймає цю мову).XYX−1XYY−1X−1X∩YY−1