積スター公式と和スター公式
コンウェイ半環(Conway半環)で次が成立する。
- (ab)* = 1 + a(ba)*b
- (a + b)* = (b + a)* = (a*b)*a*
これをトレース付き双デカルト圏に持ってくると、
- (f;g)* = 1 + f;(g;f)*;g
- (f∨g)* = (g∨f)* = (f*;g)*;f*
これらを示す。まずは積スター公式:fが黒丸、gが黒四角とする。
スターの定義としては 1∨f+を採用する。f* = 1∨f+ の計算でむずかしい部分は既に終わっている。∇、Δに沿ってコピースライディング(重複化)して、その後右下のgをループに沿ってスライディングする。ワイヤーの長さをタイトニングとシフトで調整しておしまい。
次は和スター公式:
- f* = Tr[(1+f)∇;Δ] を箱(xとする)に入れておく。
- (f*;g)*;f* = (x;g)*;x からスタート。
- 左のxをループに沿ってスライディング。
- コピースライディングの逆でxを1つにまとめる。
- 箱xを開く。
- 加法∇と対角Δの結合律。
- 左下のΔをループに沿ってスライディング。
- (g∨f)* = (f∨g)*の出来上がり。
図の描き方によってはもっと簡単になる、それは後述する。