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P2: 高进制无优势命题

依赖关系

命题陈述

命题2 (高进制无优势): 对于自指完备系统,k>2的进制不增加本质表达能力。

形式化表述:

k>2:ExpressivePower(k)ExpressivePower(2)\forall k > 2: \text{ExpressivePower}(k) \equiv \text{ExpressivePower}(2)

证明

步骤1:高进制的二进制分解

任何k进制数都可以用二进制表示:

Base-kBase-2:log2k bits per k-digit\text{Base-k} \to \text{Base-2}: \lceil \log_2 k \rceil \text{ bits per k-digit}

步骤2:自指完备性的约束

自指完备系统的约束限制了有效表达:

  • no-11约束等价于k进制中的结构约束
  • 最优编码长度由约束决定,与进制无关

步骤3:表达能力等价性

在约束条件下,所有进制具有相同的表达能力:

ValidExpressionsk=ValidExpressions2\text{ValidExpressions}_k = \text{ValidExpressions}_2

应用

应用1:编码理论

证明二进制编码的充分性。

应用2:系统设计

简化系统设计的复杂性。


形式化特征

  • 类型:命题 (Proposition)
  • 编号:P2
  • 状态:完整证明
  • 验证:符合严格推导标准