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2015 | OriginalPaper | Buchkapitel

Mutual Dimension and Random Sequences

verfasst von : Adam Case, Jack H. Lutz

Erschienen in: Mathematical Foundations of Computer Science 2015

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Abstract

If S and T are infinite sequences over a finite alphabet, then the lower and upper mutual dimensions mdim(S : T) and Mdim(S : T) are the upper and lower densities of the algorithmic information that is shared by S and T. In this paper we investigate the relationships between mutual dimension and coupled randomness, which is the algorithmic randomness of two sequences \(R_1\) and \(R_2\) with respect to probability measures that may be dependent on one another. For a restricted but interesting class of coupled probability measures we prove an explicit formula for the mutual dimensions \(mdim(R_1:R_2)\) and \(Mdim(R_1:R_2)\), and we show that the condition \(Mdim(R_1:R_2) = 0\) is necessary but not sufficient for \(R_1\) and \(R_2\) to be independently random.
We also identify conditions under which Billingsley generalizations of the mutual dimensions mdim(S : T) and Mdim(S : T) can be meaningfully defined; we show that under these conditions these generalized mutual dimensions have the “correct" relationships with the Billingsley generalizations of dim(S), Dim(S), dim(T), and Dim(T) that were developed and applied by Lutz and Mayordomo; and we prove a divergence formula for the values of these generalized mutual dimensions.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Billingsley, P.: Hausdorff dimension in probability theory. Ill. J. Math. 4, 187–209 (1960)MathSciNetMATH Billingsley, P.: Hausdorff dimension in probability theory. Ill. J. Math. 4, 187–209 (1960)MathSciNetMATH
2.
Zurück zum Zitat Billingsley, P.: Ergodic Theory and Information. R. E. Krieger Pub., Co., Huntington (1978)MATH Billingsley, P.: Ergodic Theory and Information. R. E. Krieger Pub., Co., Huntington (1978)MATH
3.
Zurück zum Zitat Cajar, H.: Billingsley Dimension in Probability Spaces. Lecture Notes in Mathematics, vol. 892. Springer, Heidelberg (1981)MATH Cajar, H.: Billingsley Dimension in Probability Spaces. Lecture Notes in Mathematics, vol. 892. Springer, Heidelberg (1981)MATH
4.
Zurück zum Zitat Case, A., Lutz, J.H.: Mutual dimension. ACM Trans. Comput. Theory 7(12) July 2015 Case, A., Lutz, J.H.: Mutual dimension. ACM Trans. Comput. Theory 7(12) July 2015
5.
Zurück zum Zitat Cover, T.R., Thomas, J.A.: Elements of Information Theory, 2nd edn. John Wiley & Sons Inc., New York (2006)MATH Cover, T.R., Thomas, J.A.: Elements of Information Theory, 2nd edn. John Wiley & Sons Inc., New York (2006)MATH
6.
Zurück zum Zitat Downey, R.G., Hirschfeldt, D.R.: Algorithmic Randomness and Complexity. 2010 edn. Springer, Heidelberg (2010) Downey, R.G., Hirschfeldt, D.R.: Algorithmic Randomness and Complexity. 2010 edn. Springer, Heidelberg (2010)
7.
Zurück zum Zitat Eggleston, H.G.: The fractional dimension of a set defined by decimal properties. Q. J. Math. 20, 31–36 (1965)MathSciNetMATH Eggleston, H.G.: The fractional dimension of a set defined by decimal properties. Q. J. Math. 20, 31–36 (1965)MathSciNetMATH
8.
Zurück zum Zitat Xiaoyang, G., Lutz, J.H., Elvira Mayordomo, R., Moser, P.: Dimension spectra of random subfractals of self-similar fractals. Ann. Pure Appl. Logic 165, 1707–1726 (2014)MathSciNetCrossRefMATH Xiaoyang, G., Lutz, J.H., Elvira Mayordomo, R., Moser, P.: Dimension spectra of random subfractals of self-similar fractals. Ann. Pure Appl. Logic 165, 1707–1726 (2014)MathSciNetCrossRefMATH
9.
Zurück zum Zitat Han, T.S., Kobayashi, K.: Mathematics of Information and Coding. Translations of Mathematical Monographs (Book 203). American Mathematical Society (2007) Han, T.S., Kobayashi, K.: Mathematics of Information and Coding. Translations of Mathematical Monographs (Book 203). American Mathematical Society (2007)
11.
Zurück zum Zitat Kolmogorov, A.N.: Three approaches to the quantitative definition of information. Probl. Inf. Transm. 1(1), 1–7 (1965)MathSciNetMATH Kolmogorov, A.N.: Three approaches to the quantitative definition of information. Probl. Inf. Transm. 1(1), 1–7 (1965)MathSciNetMATH
12.
Zurück zum Zitat Levin, D.A., Peres, Y., Wilmer, E.L.: Markov Chains and Mixing Times. American Mathematical Society (2009) Levin, D.A., Peres, Y., Wilmer, E.L.: Markov Chains and Mixing Times. American Mathematical Society (2009)
13.
Zurück zum Zitat Li, M., Vitányi, P.: An Introduction to Kolmogorov Complexity and Its Applications. 3rd edn. Springer, Heidelberg (2008) Li, M., Vitányi, P.: An Introduction to Kolmogorov Complexity and Its Applications. 3rd edn. Springer, Heidelberg (2008)
17.
19.
20.
Zurück zum Zitat O’Donnell, R.: Analysis of Boolean Functions. Cambridge University Press, New York (2014)CrossRefMATH O’Donnell, R.: Analysis of Boolean Functions. Cambridge University Press, New York (2014)CrossRefMATH
21.
22.
Zurück zum Zitat Schnorr, C.-P.: Zuflligkeit und Wahrscheinlichkeit: Eine algorithmische Begrndung der Wahrscheinlichkeitstheorie. 1971 edn. Springer (1971) Schnorr, C.-P.: Zuflligkeit und Wahrscheinlichkeit: Eine algorithmische Begrndung der Wahrscheinlichkeitstheorie. 1971 edn. Springer (1971)
23.
Zurück zum Zitat Schnorr, C.-P.: A survey of the theory of random sequences. In: Butts, R.E., Hintikka, J. (eds.) Basic Problems in Methodology and Linguistics, pp. 193–211. Springer, Netherlands (1977)CrossRef Schnorr, C.-P.: A survey of the theory of random sequences. In: Butts, R.E., Hintikka, J. (eds.) Basic Problems in Methodology and Linguistics, pp. 193–211. Springer, Netherlands (1977)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat van Lambalgen, M.: Random Sequences. Ph.D. thesis, University of Amsterdam (1987) van Lambalgen, M.: Random Sequences. Ph.D. thesis, University of Amsterdam (1987)
25.
26.
Metadaten
Titel
Mutual Dimension and Random Sequences
verfasst von
Adam Case
Jack H. Lutz
Copyright-Jahr
2015
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-48054-0_17