Рассмотрим какой-нибудь алфавит

и функцию

,
определенную на конечном подмножестве

.
Продолжим

на

, полагая

,
где

-- самый длинный префикс слова

, принадлежащий

.
Положим

.
Т. е.

-- это множество бесконечно переписываемых слов:

Существует ли алгоритм, который для данных

и

выясняет принадлежность

?
P.S. Ответ я знаю, но я его получил муторным кустарным способом.
Не сводится ли эта задача к чему-нибудь хорошо известному?