Seien Gi = ⟨Φi,Σi,Ri,Si⟩, i= 1,2 kontextfreie Grammatiken. Was passiert unter Vereinigung, Verkettung, Sternbildung, Durchschnitt, Komplement und Differenz der erzeugten Sprachen?
Vereinigung:
Verkettung:
Sternbildung:
Durchschnitt: CFGs sind nicht abgeschlossen gegen Durchschnitt. Gegenbeispiel: L1 = {aibiaj} und L2 = {aibjaj}. Der Schnitt der beiden Mengen ist {aibiai}– dies ist nicht kontextfrei.
Komplement: Aus Abgeschlossenheit gegen Komplement würde Abgeschlossenheit gegen Durchschnitt folgen, deshalb sind CFGs auch nicht gegen Komplementbildung abgeschlossen.
Aus gegebenem Anlass die Schlussweise: Angenommen, L wäre kontextfrei. Dann würde aus der Kontextfreiheit von L1 ∪L2 die Kontextfreiheit von L1 ∪L2 und durch erneute Komplementbildung die von L1 ∩L2 folgen. Damit könnten wir aus der Abgeschlossenheit gegen Vereinigung die gegen Schnitt folgern – gegen Schnitt ist die Menge der kontextfreien Sprachen aber nicht abgeschlossen, Widerspruch.
Differenz: Komplement ließe sich auf Differenz zurückführen, deshalb: Wieder nicht abgeschlossen.