Diskretka
.pdfФедеральноегосударствебюджетобразовательнучреждениеноевысшегопрофессиональногообразования
«МОСКОВГОСУДАКИЙТРОИТУНИВЕРСИТЕТЛЬНЫЙСТВ»ННЫЙ
ИНСТИТУТЭКОНОМИКИ,УПРАВЛЕНИНФОРМАЦИОННЫХСИВСТРОИТЕЛЬСТВЕЯЕМ
(ИЭУИС)
Факультет информационныхсистем,технолавт встроительствематизациигий (ИСТАС)
Ф.К.Клашанов
Курс лекций
подисциплине
ДИСКРЕТНАЯМАТЕМАТИКА
Учебноепособие
Москва20 11
Diskretka.doc20.02.2014 |
2 |
КлашановФ..Дискрматематика.Курстнаяле |
кций.Учебноепособие.М.МГСУ: , |
|
||
2011. – 198с . |
|
|
|
|
Вучебнпосдискретнойбиимматематикепредсматериалвпомощьавлены |
|
|
||
бакалаврам,изучающимдискретнуюматевМосковскоматикугосударственном |
|
|
||
строительномуниверситенафакульИСТАСобучающихсятете |
по направлению |
|||
подготовки230100 |
«Информатикавычислительнаятехника |
»,ап рофильподготовки |
: |
|
Автоматизсистемыобработкинформациированныеуправлениястро тельстве |
|
|
||
(АСОИУ) |
иСистемыавтоматизациипроектированиеСАПР()строительстве |
.Учебное |
|
|
пособиепредставляетсобойединыйметодвзаическимоувязатери, анныйл |
состоитиз |
|
||
следующих взаимосвязаразд:элетеориилмевн;сведенияхожествыизбулевой |
|
|
||
алгебры;элементыкомби;остеорииовыаторграфов.Учебноепособиекивзаимосвязано |
|
|
||
методическимипособпрактическимямисамостоярабо,вкоторыхдаютсяамельным |
|
|
||
математпонятияпричвучебедескиепос.нМатныеобиирассчитанмнариал |
|
|
||
односеместровоеза ятиеа1 |
08 часов,кудавходятаудисамостоятельныеторныезанятия. |
|
||
Вконцекажд |
ойтемыприведенывопросдлясамоконтроля. |
|
|
УчепособиебудетноеполприизучениикурсаноДискр« математика».тная
СОДЕРЖАНИЕ
Diskretka.doc20.02.2014 |
|
|
3 |
|
||
Лекция1 |
…………………………………………………………………………………. |
8 |
||||
ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………... |
8 |
|||||
Цельизад ачипредмета………………………………………………………. |
8 |
|||||
Преддискретнойма ематики……………………………………………. |
9 |
|||||
Основныеразделыдискретнойматематики………………………………. |
10 |
|||||
Изоморфизм…………………………………………………………………… |
11 |
|||||
Контрольныевопросы………………………………………………………………… |
15 |
|||||
Лекция2 |
…………………………………………………………………………………. |
16 |
||||
ОСНТЕОРИИМНОЖЕСТВВЫ |
|
|
…………………………………………………... |
16 |
||
Интуитивноепонятиемножества.Основпри………………….ципыые |
|
16 |
||||
Множествоиэлементымножества… |
|
|
………………………………………. |
16 |
||
Конибесконечныемножества………. |
|
|
………………………………. |
18 |
||
Заданиемн ожества. …………………………………………………………….. |
18 |
|||||
Мощностьмножества…………………………………………………………... |
18 |
|||||
Подмножество,собственнподмножество……………………………….. |
20 |
|||||
Кортеж…………………………………………………………………………… |
21 |
|||||
Символичязыксодержательныхмножествскорий……………… |
|
22 |
||||
Добавлениеудалениеэ |
|
лементов…………………………………………. |
23 |
|||
Булеан и универсумом |
………………………………………………………. |
24 |
||||
ДиаграммыВеннаКруги( Эйлера) …………………………………………… |
24 |
|||||
Ограмниченные.ожестваГрам ицыожеств……………………………. |
24 |
|||||
Точверхняя(аяижняя)граница………………………………………….. |
25 |
|||||
Принципдвойственности |
|
……………………………………………………… |
26 |
|||
Линейныепространства………………………………………………………... |
26 |
|||||
Контрольныевопросы………………………………………………………………… |
31 |
|||||
Лекция3 |
…………………………………………………………………………………. |
33 |
||||
ОПЕРАЦИИНАДМНОЖЕСТВАМИ |
|
|
……………………………………………... |
33 |
||
Симметрическаяразность |
|
……………………………………….……………. |
34 |
|||
Дополнение ………………………….…………………………………………. |
34 |
|||||
Двумопестныерации |
……….…………………………………………………. |
34 |
||||
Порядвыпоперацлненкияй |
|
|
.…………………………………………….. |
34 |
||
Теоретико-множественныетождества……………………………………… |
35 |
|||||
Законыдля |
объединенияпересечение |
…………………………..………. |
31 |
|||
Законыдлядополнений |
|
………………………………………………………. |
32 |
|||
Законыдляразностеймножеств |
|
|
…………….………………………………. |
32 |
||
Покрытиеразбиениемножеств |
|
|
…..……………………………………… |
37 |
||
Частичноупорядочмноженныества |
|
|
…………………………………………….. |
38 |
||
Контрольныевопросы………………………………………………………………… |
40 |
|||||
Лекция4 |
…………………………………………………………………………………. |
41 |
||||
ОТНОШЕНИЯ.ОТОБРАЖЕНИЯ.СООТВЕТСТВИЯ |
|
…………………………... |
41 |
|||
Бинарныеотнош ния |
…………………………………………….……………. |
41 |
||||
Свойсбинарныхтношенийва |
|
|
………………………………………………. |
42 |
||
|
Отношениеэквивал нтности |
|
……………………………………………. |
43 |
||
|
Отношение толерантности .……………………………………………….. |
45 |
||||
|
Отнпошениярядка |
|
………………………………..……………………… |
45 |
||
Тернарныеотношения |
|
………………………………………………………… |
46 |
|||
n-арныеотношения …………………………..…………………………………. |
45 |
|||||
Отображения ……………………………………………………………………. |
46 |
|||||
Соответствие…………………….. |
|
………….…………………………………. |
46 |
|||
Функция |
…..………………………………………………………..…………… |
46 |
||||
Предсфункциивтермавлениеотношенийнах………………………….. |
47 |
Diskretka.doc20.02.2014 |
4 |
|
Функции,функционалы,операторы………………………………………….. |
50 |
|
Суперпозициябинарныхотношений |
………………………………………. |
51 |
Обратнаяфункция………………………………………………………………. |
51 |
|
Классификацияотображений……………………………………………….. |
51 |
|
Операция………………………………………………………………………… |
51 |
|
Частичноупорядочмнож………………………………………..енныества |
52 |
|
Минимизациипредставлениямножества………………………………….. |
52 |
|
Контрольныевопросы………………………………………………………………… |
53 |
Лекция5 |
…………………………………………………………………………………. |
55 |
||||
ЭЛЕМЕНТЫКОМБИНАТОРИКИ |
……….….……………………………………... |
55 |
||||
Основныеправилакомбинаторики |
…………..………………………………. |
55 |
||||
|
Правилопроизведения |
……………………………………………………. |
55 |
|||
|
Правилосумм |
………………………………………………………………. |
55 |
|||
Перечислкомбинаторикательная |
|
………………………………………….. |
54 |
|||
|
Перестановки ………………………….…………………………………… |
54 |
||||
|
Размещения ……………………………….………………………………… |
56 |
||||
|
Размещениясповторениями |
…………….…………………….………. |
56 |
|||
|
Упоразмещеядоченноеие |
……………………………………………. |
57 |
|||
|
Сочетания ………………………….………………………………………. |
59 |
||||
|
Сочетаниясповторениями…….. |
………………………………………… |
59 |
|||
|
Комбинацииэлементовсповторениями |
……………………………… |
59 |
|||
БиномНьютона…………………………………………………………………. |
61 |
|||||
Разбиения. |
Комбинаторные числа СтиБелларлинга |
…………………. |
62 |
|||
|
ЧислаСтирлинга2 |
-города……………………………………………... |
63 |
|||
Метпроизводящийфункций………………………………………………... |
|
64 |
||||
Контрольныевопросы………………………………………………………………… |
66 |
|||||
Лекция6 |
…………………………………………………………………………………. |
67 |
||||
АЛГЕБРАИЧЕСКАЯСИСТЕМА |
|
……….…………………………………………... |
67 |
|||
Замыканиеподалг бры |
|
………………………………………….……….… |
67 |
|||
Морфизмы….. |
…………………….……………………………………………. |
68 |
||||
|
Гомоморфизмы |
…………..…………………………………………………. |
68 |
|||
Фундамалгебрынтальные |
|
.……………….………………………………….. |
69 |
|||
Алгебрысунарнымиоперациями……... |
…………………………………… |
69 |
||||
Алгебрысбинарнымиоперациями |
|
………………………………………… |
69 |
|||
Алгебрысоднойбинарнойоперацией |
|
…………………………..…………. |
69 |
|||
Полугруппа ………………………….……………………………………………. |
70 |
|||||
Моноид………………………….. …………….…………………………………. |
71 |
|||||
Группоид |
…..…………………………….……………………………………… |
71 |
||||
Группа……………………………………………………………………………… |
72 |
|||||
Абелевагруппа………………………………………………………………… |
72 |
|||||
Алгебрасдвумяоперациями……………………………………………….. |
|
72 |
||||
|
Кольца……………………… |
.………………………………………………… |
72 |
|||
|
Тело……………………………………………………………………………. |
73 |
||||
|
Поля…………………………………………………………… ……………… |
73 |
||||
Отношения……………………………………………………………………… |
73 |
|||||
Граф……………………………………………………………………………… |
73 |
|||||
Матрицасмежности……………………………………………………………. |
73 |
|||||
Фактор-множества ифактор -алгебра …………………………………………… |
74 |
Diskretka.doc20.02.2014 |
|
|
5 |
|
|
Целыечислапомодулю |
|
m ………………………………………………………… |
74 |
||
Конгруэнции ………………………………………………………………………. |
75 |
||||
Контрольныевопросы………………………………………………………………… |
76 |
||||
Лекция7 …………………………………………………………………………………. |
76 |
||||
ЭЛЕМЕНТЫТЕОРИИГРАФОВ |
|
……. ……………………………………………... |
76 |
||
Определение ……………………………………….……………. ………………... |
76 |
||||
Граф,ве, шинаебро……………………………. |
………………………….……. |
77 |
|||
Неориентированныйграф |
……….……………………………………………. |
78 |
|||
Инцид,смеграфшнтностьнный |
|
.…………………………………………….. |
78 |
||
Эквивалентныйориентированныйграф |
|
……………………………………… |
78 |
||
Обратноесоответствие……………………. |
……………………………………… |
79 |
|||
Изоморфизмграфов |
……………………………………..………………..………. |
79 |
|||
Путь,ориентированныймаршрут |
|
………………………………………………. |
79 |
||
Смежныедуги,смежныевершины,степеньршины |
|
………………………. |
80 |
||
Компонентнаясвязность |
|
………………...……………………………………… |
80 |
||
Графсовзвешеннымидугами…………. |
|
..……………………………………… |
81 |
||
Подграф …………...……………………………………………………………..… |
87 |
||||
Контрольныевопросы………………………………………………………………… |
87 |
||||
Лекция 8 …………………………………………………………………………………. |
88 |
||||
ДЕРЕВЬЯ ……. …………………………………………………………………..……... |
88 |
||||
Свободныедеревья |
|
…………………………….……………. ………………... |
88 |
||
Ориентированнные,упорядочебинарде евьян |
|
…….………………….. |
91 |
||
Упорядоченныедеревья |
………………………………………………………. |
91 |
|||
Предереставкомпьютеревлевние |
|
………………………………………….. |
93 |
||
Контрольныевопросы………………………………………………………………… |
97 |
||||
Лекция 9 …………………………………………………………………………………. |
98 |
||||
БУЛЕВААЛГЕБРА |
...………………………………………………………………..... |
98 |
|||
Оснлогическвныефункциеи |
|
|
………………………………………………….. |
98 |
|
Булевафункция |
……………………………………………………….……………. |
99 |
|||
Двухэбулеваалгебраементная……………………………………. |
100 |
||||
……………. |
|
|
y = f(x) ………………………………...................... |
100 |
|
Функцииоднойпеременной |
101 |
||||
Таблицы булевыхфункций………………………………………………………. |
101 |
||||
Функциидвухпеременных |
z = f(x,y) ……………………………………………… |
105 |
|||
Порядвыпоперацлненкияй |
|
…………………………………………………… |
105 |
||
Эквивалентностьформул |
…………………………………………………………. |
107 |
|||
Графическбулевойспособзаданфункциия |
|
…………………………………. |
109 |
||
Фактор-алгебраалгебрыформул |
|
………………………………………………….. |
109 |
||
Контрольныевопросы………………………………………………………………… |
|
||||
Лекция 10 …………………………………………………………………………………. |
110 |
||||
ДИЗЪЮНКТИВНЫЕКОНЪЮНКТИВНОРМАЛЬНЫЕФОРМЫ |
|
110 |
|||
Определение ………………………….…………………………………………. |
110 |
||||
АлгоритмприведенияформулыкДНФ |
|
|
….……………………………………. |
110 |
|
СовершенныеСДНФ( )иСКНФ( ) |
|
……………………………….. |
111 |
||
ПерваятеорШ маннона |
|
……………….……………………………………… |
112 |
||
Вторая |
еоремаШеннона |
………………………………………………………… |
112 |
||
Функциональнаяполнота |
|
……………………………………………………..………. |
113 |
||
АлгоритмнахожденияСДНФ |
|
………………………………………………………. |
113 |
||
МинимизабулефунквклассеыхДНФцияй |
|
|
….…………………………………. |
114 |
|
МетодКвайна |
|
…..……………………………………………………….. |
115 |
||
Контрольныев |
опросы………………………………………………………………… |
116 |
|||
Лекция 11 …………………………………………………………………………………. |
116 |
Diskretka.doc20.02.2014 |
|
|
|
6 |
|
ПОЛНЫЕСИСТБУЛЕВЫХФУНКЦИЙМЫ |
|
|
|
………………………………. |
116 |
Каноническоепредставленлогичфункцскиехй |
|
|
|
…………………………….. |
116 |
Системыбулевыхфункци |
|
й |
….…………………………………………………. |
117 |
|
Теорема( одвухсистемах ) ………..…………………………………………….. |
117 |
||||
БазисЖегалкина |
………………..……………………………………………… |
118 |
|||
Классыбулевыхфункций |
|
………………………………………………………. |
118 |
||
Теорема (Пост -Яблонского) |
…………………………..…………………………. |
119 |
|||
Теорема (Пост) ……………………………………………………………………. |
120 |
||||
АлгебраЖегалкина |
…………………………….…………………………………. |
122 |
|||
Контрольныевопросы………………………………………………………………… |
123 |
||||
Лекция 12 …………………………………………………………………………………. |
123 |
||||
ЛОГИКАВЫСКАЗЫВАНИЙ |
|
|
………………………………………………………. |
123 |
|
Определения ………………………….…………………………………………. |
123 |
||||
Формулылогикивысказываний |
|
|
………………………………………………. |
125 |
|
Порядвыпоперацлненкияй |
|
|
|
.…………………………………………….. |
126 |
Правилапреобразованияформул |
|
|
……………………………………… |
126 |
|
Осноравносильностиые |
|
|
……………..……………………………………… |
127 |
|
Правилопереходакбулевымфункциям |
|
|
|
…………………………..………. |
128 |
Нормальнформыформуллогикивысказыванийе |
|
|
………………………. |
129 |
|
Заклогикивыскны.Тавтологиизываний |
|
|
|
129 |
|
.…………………………………. |
|
|
131 |
||
Контрольныевопросы………………………………………………………………… |
|
||||
Лекция 13 …………………………………………………………………………………. |
131 |
||||
ЛОГИКА ПРЕДИКАТОВ ………………………………………………………. |
131 |
||||
Определениепредиката |
…………………………………………………………. |
131 |
|||
Языклогикипредикатов |
|
……….…………………………………………………. |
132 |
||
Логическиеоперациисвязк( )надпр дикатами |
|
|
………………………….…….. |
134 |
|
Кванторы ………………………………………………….………………………… |
138 |
||||
Квантификациямногоместныхвысказывательныхформ |
……………………… |
139 |
|||
Буалгебраевапредикатов |
|
|
…………………………………..…………..………. |
142 |
|
Формулы ……………………..…………………………………………………. |
143 |
||||
Алгоритмпреобразовформулнормформуанияльную |
|
|
……………………. |
145 |
|
Исчислениепредикатов |
|
…..……………………………………………………… |
146 |
||
Следованиеэквиваленция |
|
|
……………………………………………………… |
146 |
|
Правилавыводаисчисленияпредикатов |
|
|
|
……………………………………….. |
147 |
Отрицаниявисчислениипредикатов |
|
|
|
……………………………………………. |
150 |
Контрольныевопросы………………………………………………………………… |
151 |
Лекция№1
ВРоссииисторисложилосьтак,чпредставлениеескитооб образованиивключаетсебяорганичноеединствошкаколы системыприобретениязнаний,фундаментальнойнаукаки показателяуровняподготовкиспециалистовгуманитарной культурыкакосновыдухбогатствавногочеловека.
СадовничийВ.А.академикРАН, изпредисС.В.ЯблоВведениенскийдискретнуюия
математику.М.Высшая: школа, 2003
Diskretka.doc20.02.2014 |
7 |
|
|
|
|
|||
|
Цельизадачипредмета |
ВВЕДЕНИЕ (2часа) |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
Даннучебнпопредставляетсобиесобойди |
|
|
ныйметодвзаимоувязанныйчески |
|
|||
материал,которыйбудетполезенс удентам,изучающимдискретнуюатев атику |
|
|
|
|
|
|||
МосковгосудасткомроитуниверситествнафакульнномльномИСТАСтете |
|
|
|
|
|
|||
раснастудечитан,обучающихсяпотспециальнв220200Автоматизисти« |
|
|
|
|
рованные |
|||
системыобработкиинформацииуправления»кодпо(ОКСО230102)понаправлению |
|
|
|
|
||||
654600Информатикавычислительн« техника»кодпоОКСО( 230100),а апокжея |
|
|
|
|
|
|||
специальности220100 |
– Вычислительныемашины,комплексы,сетисистемы.Тематикой |
|
|
|
||||
данного пособияявляютсяязыки,модерешениятодылизадачтеориимножеств, |
|
|
|
|
||||
математическойлогикитеорииграфов, нтерпретированныенадискретныеобъекты. |
|
|
|
|
||||
|
Исслед,особенколичественнойваоцие,предусматриваетнкойразработку |
|
|
|
|
|||
адекватныхинформационныхс |
истем,включающсебямодел,анализсинтезхрование. |
|
|
|||||
Скоростнаяикачествентехнологияобрабаяформацииоткиобрреальныймиржающей |
|
|
|
|
|
|||
вовсехегопроявленнемыслбезкомпьюи,маяхперсональныхтиероваксуперЭВМ. |
|
|
|
|
|
|||
Дляэтогонеобходимопострои |
|
тьмодереаобъектовльипроцессовныхихпреобразования |
|
|
||||
ввидедискретныхконструкций,посколькуименноцифрЭВМовыелучилинаиболее |
|
|
|
|
|
|||
сильноеразвитие.Благодаряпотребностямкомпьютерныхтехнологдинамсталаийчно |
|
|
|
|
|
|||
развдискретнватьсяматем. атикая |
|
|
|
|
|
|||
|
Какотмечает/60/,висторразвитияц вилизациичеловечестваможновыделить |
|
|
|
|
|||
трипериода: |
|
аграрный,индустриальный |
и |
информационный. |
Аграрный период, |
|||
закончившийсяXVII,являлсяосновоположникомэле ентарнойатематикиарифметики( ) |
|
|
|
|
||||
количественноописыва |
ющейматеприальнедставлением удовлетворявшейсяра |
|
|
|||||
числом. |
Индустриальный пери,сXVIIпоXXвекад,потребовалразвитиядрург вняго |
|
|
|
|
|||
математики,описывающейпроцессыихраз,какпространствеитие,такивовремени |
|
|
|
Информационный |
||||
потребовалразвитиявысшей |
|
|
математики – анализа,введенияфункции. |
|||||
периодначалсяXXвека,базируетсянаобработкеинформ,потребовалзвитияции |
|
|
|
|
|
|||
дискретматематики,основанниспользующейнаалгебрейпонятрад. калая |
|
|
|
|
|
|||
|
Такимобр, зомтекакнаукумоатику |
|
|
жноразнаделискретнують |
|
|
||
непрерывконти( )В.континуаальнуюматематикеяв ьнойеявносод ржится |
|
|
|
|
|
|||
идтепоярнепрерывностиеделов,применявшаясяешениизадачсплошныхсред. |
|
|
|
|
|
|||
Сразвфисразвиватикилемкванподходткоповыйься |
|
|
исаниювещества.Все |
|
||||
осталь,чтонеотконтинуальнойк еситсяматематике |
|
|
– этодискретнматем,кудатикая |
|
||||
вчастностивходятарифм,алг,темнобтикаробщаяжтеострияображенийв, |
|
|
|
|
||||
математическтеориялогика,комбиннализ, торныйлгоритмов |
|
|
|
идр. |
Дискретная |
|||
математика особенноактивносталараз XXиввеке, основнаятьсяветвьматематики. |
|
|
|
|
||||
Этообъясняетсяследующимипричинами: |
|
|
|
|
|
|||
|
• |
языкдискретнойматематикиявляетметаязыкомсейовременной |
|
|
|
|
||
математики; |
дискретнматематикая |
– этеорети |
чесосновакаяомпьютернойматематики; |
|
|
|||
|
• |
|
|
•моди едискретнтодылиматематикиявляютсяхорошимйсредством языкомдляпостроенияанализамоделейвразличныхнауках,включаявопросы, связанныесостроительством;
•проабстрагилемыконкпроблеетнойвания мыипернаеязыквода доступныйЭВМнаибпри бълеестор шаютсямноетодамидискретнойматематики.
Цельчитаемогокурса |
– помочьстудентамовлмат аппаратомтьматическим |
синтезаанализадискретныхструктурси( осредоточеннымитемпараметрами |
; |
процессов,протекающихдискретмомевремени),егосыетыдержанием |
- являются |
теориямножеств,математическаялогикатеорияграфов.Студентдолженсамостоятельно изучитьсоотвеоретичетствующийматериалознарешениемкомитьсяийтиповых примеров,принастоящемеденныхучебн.Заподискретнойачикематематикене требуютпредварительныхдополнительныхзнанийлюбойздравомыслящийчеловек,
Diskretka.doc20.02.2014 |
8 |
|
|
претенднаполвысшегоующчт хническогоиобразой,долженсуметьвыполнитьания |
|
||
этизад.Важносчи |
тьизучениядискретнойматематикипроявляетсятом,что, временная |
|
|
жизньабсолютнонемыслимабезкомпьютеров, основелюбоговычислительного |
|
||
устройслежазнименноядискретнойваматематики,которявляется( н укой21 |
|
-го |
|
века,ибееразвития |
немыслимыуспехитехническогопрогресса)Поэтому. освоение |
|
|
элементарныхзнанийвобладисматематкретнойтирасшкругозорстудентаики, |
|
|
|
повыситегоматематическультурупоземувкаолиткуюой |
|
-тостепенипониматьработу |
|
вычиуслительныхтройствлучш |
еориентивсовмирем.оватьсяДискретнаянном |
|
|
математикаявляеосновойдляакихспецкурсовя ,какбазыданныхибазызнаний,теории |
|
|
|
алгоритмов,компьютерной,гебрыомет,текстовыхиг ииафическихредакторов.п. |
|
||
Вкласскурсдическийкретной |
|
матемвходяттакжетакиетикиразделы,каккодирование |
|
(необходимоедля |
безошибочной передачиинформациинарасстоя,именнопомиещью |
|
|
кодированияработаютИнтернетэлектроннаяпочта),теориягр фовлгоритмов.Тема |
|
||
теорииграфовважнатем,чтоона |
|
помогпроарядналетпризадклзироватьтомдныхч |
|
числе сети (сетевойграф). |
|
|
|
Втечениеучебногогода |
подискретнойматематикебудетрассматриваться |
||
следующаятема:основытеорииикамножества,алгебравыск,алгебрапредикатовзываний, |
|
||
булевыфункции |
,элементытеоиприикодакт,теориякированияграфов,элементытеории |
|
|
конечныхавтоматов,машТьюрингасоответствнаучебнопособиекурсал кцийнно |
|
|
|
состоизвзаитразделовмосвязанных,раскрывающихвышеутем.Вконцетикузанную |
|
||
каждойразделаприв |
еденызадачиупражнения,которыецелесоразнаобразноть |
|
|
практическихлабораторныхзанятиях. |
|
|
|
Пособиебудетполтакжедлязнопрограммистов,жел ющихсширитьобласть |
|
||
своихзнанийобластиприменениядискретнойматематикиприменительно |
|
||
строительс,атакжевупополнисвоипракнавыкиттеоретическьическиезнаниям. ими |
|
||
Преддискретнойма ематики |
|
|
|
Предмет искретнаяфинитная( ,конечная)математика |
– напрматематикивление, |
||
изучающеесвойдисструктуртвакретных,товремякакклассическаянеп( |
|
рерывная) |
|
математикаизучаетсвойствабън пректовхар;вчастностиактераывногоонаявляется |
|
||
инструментпредставленияобработкиинфорриемкомпьют,такжацииерах |
|
||
алгебраичметодоврешзадач. нияских |
|
|
|
Вкурсематематианализаизуфунчаескогоются |
|
кции,определённыеначисловой |
|
прямойилинаотрезкечисловойпрямойилинагипер( |
-)плоскости..Такилииначе, |
||
областьопределения |
– непрерывное множе.Вкурседискретнойтвоматематикиизучаются |
|
|
функции,областьопределениякоторых |
– дискретное множество. |
||
Простейшимно(нетривиальным)такиммножествомявляетсямножество,состоящее |
|
||
издвухэлементов,накотостроитсяалгебралогиким.Здесьжевводитсяпонятиебулевой |
|
||
функции. |
|
|
|
Такиепонятиякакмножество« »,собы«»,кочастоорыеиспользуютсявб |
ытовой |
||
лексике,неимеютточногоопределениявдискретнойматематикесоотв ориитственно |
|
||
вероятнос, такиеопределетребуютсянеи.Осебенинаполняютдержаниемпо |
|
||
мереихприменения. |
|
|
|
Основныеразделыдискретнойматематики |
|
||
Логика возниклат |
когда, человсдактуальнымелалочествовопрос,какнадо |
|
|
рассуждать,чтобыполучитьправильнинтересвывод.Активныйлогикесреди |
|
|
|
математиковфилософовприходнаперрасцветагреческойодтсякультурыVI |
|
-IVвв.до |
|
н.э.Первбольшоес чинение |
|
,посвященноеспециальнологик |
– этоАналитики" " |
Аристотеля, (384 |
- 322гг.дон.э.Параллельно). инезависвознбуддистскаялогикакламо. |
|
|
ВЕвроперазвитиелогикиначотнаетсязученияАристотеля.Вобычную" "логику |
|
|
|
начинаютпроникатьматематические |
илогичзнакисцезаменыскиельюсловоб чного |
|
Diskretka.doc20.02.2014 |
|
9 |
|
|
|
|
|
живогоязыка.Появилидеятом,что,засьпвсеисхдаводныепущениянаязыке |
|
|
|
|
|
|
|
специальныхзнаков,похожихмате,можнозаменятьатичерассуждениякие |
|
|
|
|
|
||
вычислением.Впоследствииправилалогическихвычисле |
|
|
|
нийбылипереведенынаязык |
|
|
|
вычислимашины,ковыдтельнойорследстваизяетвведнисходныхеенныхя |
|
|
|
|
|
||
допущений.Такуюлогическую" маши"сконеществ рвекаедниеуировалРаймунд |
|
|
|
|
|
||
Луллий(1235 |
-1315)ДалееЛейбниц.(1646 |
|
-1716)внесойкладвуниверсал |
ьнлогическое |
|
||
исчислвнад,чтовебуждниефилософыущемвместотого,чтобыбесспоритьлодно, |
|
|
|
|
|
||
будутбрабумагуивычь,ктоинихзслятьправ. |
|
|
|
|
|
|
|
Началосозданиюаппаратасовреммателогикиматическойнн( ки |
|
|
|
|
|
||
выск)заложилзыванийДжорджБуль(1815 |
|
-1864)Логико. |
|
-математическиеязыкитеория |
|
|
|
ихсмыслабылизатемзначительноразвитыработахФрече(1848 |
|
|
|
-1925)Применение. |
|
||
математическойлогивне разделахоторыхматематикипроизвелПеано(1858 |
|
|
|
-1932)В20 . |
- |
||
мвеке – этоработыРасселаиУайтхеда,издан |
|
ныев1910 |
- 1913гг.ипробоснованияграмма |
|
|
||
матенабазематлогикиематической,предложеннаякрупнейшимматематиком |
|
|
|
|
|
||
Гильбертом(1862 |
-1943)Впринципеспрограммы. Гильбертаначинсовременноется |
|
|
|
|
||
развитиематематическойлогики.Вэтотпериодпрои |
|
|
|
сходпритменениемочных |
|
|
|
математическформальныхметодовприизученаксиоматическихи теорий/7/. |
|
|
|
|
|
||
Символичесязыкматематлогикиазалсячейважнымньскойподспорьемизучении |
|
|
|
|
|
||
логическихосновматематики,посконоизбегатьзволлькувснеякойл |
|
|
|
точностимысл, |
|
||
котмоимраяжестоприиспоьлобычногоьзованииязыка.Смыслсловж вого |
|
|
|
|
|
||
языкадаётсянеточнымопределе,асозданиепривычкипринятому |
|
|
|
|
|
|
|
словоупотреблению. |
|
|
|
|
|
|
|
Особеширокийнматтерноелогикесмасталпроявлятьсяическойне |
|
|
|
только |
|||
средиматематиков,носртехниковди, обнаружилосьгда,чтовраматематическойках |
|
|
|
|
|
||
логикиужесозданаппаратдлярасчётадействиясамыхразливычслительных |
|
|
|
|
|
||
управляющихдискретныхустройств. |
|
|
|
|
|
|
|
Вматематическойлогике |
|
предметомисследовани |
|
яоказываютсяматематический |
|
|
|
анализ,алгебра,элемгеометринтарная,арифметдр.Влогикематематкатеорические |
|
|
|
|
|
||
изучаютсявцелом |
- иэтооднаизособенносматемалогикипосравнениютейической |
|
|
|
|
||
другимиматематическимидисциплинами.Математическую |
|
|
еориюописываютнабазе |
|
|
||
логико-матемаязыка,ээтотическогоназываетсяп |
|
|
|
формализациейтеории |
.После |
|
|
формаполученнуюформальнуюизциикстеориюоматподвергаютточномуческую |
|
|
|
|
|
||
матемаизучениюестопонойспроблемытановкойкомуиполучениемматемат |
непротиворечивость теории,..невыводится |
ических |
|||||
результат.Такипроблемамимобытьвгут: |
|
|
|
||||
ливдантеориинойекотоутвеиегоотрицаниеждение.Так,спомощьюетода |
|
|
|
|
|
|
|
интерпрКэлиКлпоказалиетациййн,чтогеометрияЛобачевскогонепротив, |
речива |
|
|
|
если |
||
непр,обычнаятиворечиваевклидовагеометрия.Кнастоящемувременинепротиворечивость |
|
|
|
|
|||
такихтеорий,какэлемгеометринтар,арифметика, на,хорошоялизизучена |
|
|
|
|
|
|
|
достнадёжобоснованаточ. |
– это полнота теории.Вомногихмат |
|
|
|
|
||
Следующаяпроблема |
|
ематическихтеориях |
|
|
|||
возникаютконкрепробл,которнеудаётсяыемынидоказатье,ниопровергнуть.Иногда |
|
|
|
|
|
||
этобываетсилутехническсложнсампро,носпустяйблемыйтиопредвр, емялённое |
|
|
|
|
|
||
проблемувсёжеудаётсяразрешить.Нов зможнатакаяситу ция |
|
|
|
:проблемуневозможно |
|
|
|
нидоказать,ниопровергнутьрамкахиссл .МаториидуемойГ доказалматикдель |
|
всякаядостатбогатаяте чнория |
|
|
|||
теонепрему,котораяутверждаетлноте,что |
|
|
|
||||
необходимосодержитутверж,котнельзяниорыеденияоказать, опровергн |
|
|
|
утьв |
|
||
рамкахтеории. |
Нотакиетеории,какэлемгеометринта,теориявекторныхная |
|
|
|
|
||
пространствоказывполными.Т ютсятарский1948г.построилконкретныйалгоритм, |
|
|
|
|
|
||
позввсякомуляющийутверждэлемгеометриинвытарнойию,явснлиэтояетсять |
|
|
|
|
|
|
|
утверждениеистиннымложным. |
|
|
|
|
|
|
|
Метлогикаможнодамидоказать,чтомногиетеории,напри,анализфметикамер, |
|
|
|
|
|
||
теориямножеств, |
неразрешимы,т.е.несуществуеталгоритма,позволвсякомующего |
|
|
|
|
Diskretka.doc20.02.2014 |
|
10 |
|
|
суждентеорузнавать,истиюоноилнноожнои.В сущестпрос |
|
|
вованиныхтехили |
|
алгоритмов заниважноеместоаетисслогикойедо.Большоеванияхниманиеуделяется |
|
|||
изучениюсложналгоритмов.Так,напримерсти,недавнобылопок,чторифметиказано |
|
|
||
(сложениенатуральныхчисел),являющаясяразре,ориейможетшмой |
|
|
иметьтолоченько |
|
сложныеразрешающиеалгоритмы. |
|
|
|
|
Вопрпостроениясыптимальсложностиповремениработыых |
|
кибернетике - науке, |
||
вычиуслительтройствзаниважместоаютнтеоретическойыхое |
|
|||
тесносвязматематическойннойлогикой. |
|
|
|
|
Есликоснуться |
ис,томатематическийрииап,пригодныйаратдляописания |
|
||
системсобытий,возникпер оначальноачеаппаратаствеимв лгикической |
|
/7/. |
||
Созданиеалгебры« высказываний»связаноименемДж.Буля(1815 |
|
|
— 1864),хотяиунего |
|
былипредшественники,кото |
|
рымвпервуюочередьотносятсяЛейбницбратьяБернулли. |
|
|
Появившаяся1847г.работаБуляположиначалоисс ,результатомедованиямкоторых |
|
|
||
былрасцвмателогикиматической,составляющийоднуизхарактернейшихчерт |
|
|
||
математикидвадцвека.Всвоейтого |
|
онографииИсследов« законовмышления, ние |
|
|
которыхоснованыматематтеорлогикиверческие»отчятностейуказалнатливосвязь |
|
|
||
построенногоимисчитакжеоснлениятеорииванвероятностей.Этасвязьми |
|
|
||
основываетсяаналогиимеждусобытиями« » |
|
«высказываниями»,позволяющей |
||
обслогикууживатьтеориювер ятностейднимформальнымаппаратом.Таккак |
|
|
||
«событие» |
— это,чтомпроизойтижетилинепроизойти;высказывание« »же |
— это, |
||
чтомбытьжетисилинноожно.Средисобытийестьдостоверн |
|
|
ыеиневозможные; |
|
высказывмогуттождестождественноатьниятиннымияили ложными. |
|
|
||
Междусобытиямивозможнапричинно |
|
-следственнаясвязь:однособыиногдаватиет |
|
|
следругогоствимежду.Точнотакжевысказываниямивозможналогическаясвязь |
|
;они |
||
могутвытекатьодноиздругого.Каждомусобытиюможетбытьсопоставленонекоторое |
|
|
||
высказывание,утверждающ,чтоэтопробыти.Сдругойзошлоесторе,всегдаможноны |
|
|
||
истолковатьвыскаутверждениезываниеобосущ которогоствленсобыт. ияи |
|
|
||
Сказанноесейчасубеждаетввозмпостржнедисо«ногоенчти»,к слениямтороегло |
|
|
||
бы,смпотрябстоя,служитьисчислениемоельствам« высказываний»,тоисчислением« |
|
|||
событий»Такое. исчибылосозданоДжение.Булем. |
|
|
|
|
Втечениеполувекаоноразвивалос |
|
ьвчистологическом« »русле.Мерное |
|
|
значительноеисследовантеориипоаксиоматвероятностейпоявилоськелишь1917г.; |
|
|
||
егоавторомбылС.Н.Бернштейн.Последующиеисследосвязанныеявэтойобласти, |
|
|
|
|
первуюочередьсработамиА.Н.Колмогорова, |
|
кончапоставтеориюльноли |
||
вероятннатвердуюпочвуиоказастейбольшоевлинасмяниеразделыжныемат, матики |
|
|||
вособенности - натеориюмеры. |
|
|
|
|
Ви20веках21связиразвитиемкомпьютерныхтехнологийалгебраические |
|
|||
методывсеболееактивноприменяю |
|
тсявовсехобластяхчеловечдеят,томельностиской |
|
|
читехнологиислестроительствапро звмашинительныхдстваматериалов.Но |
|
|
||
применениевычислительнойтехникиразлсферахчеловеччныхдеятельностиской |
|
|
||
базируютвычисленияна нади кретных |
|
структурах.Разработкакомплексных |
||
интегрированныхавтоматизирсистемобрабинфорихванныхткикомациипонент |
|
|
||
требуетзнанийдискретнойматема,вкоторойотсутствуикипредельныйпереходи т |
|
|
||
непрерывность,чтоужезнакомостудентуприизучениикласс чес |
|
когоанализа. |
||
Дискрматематикаявляетсятнаяоднимизосновныхдлядальнейшегоизучения |
|
|||
практическогорешениязадач,встречающихсяприпроизвЛогика. ительствадстве |
|
|
||
применениядискретнойматематисводитсявданномслучаекследующ.Требуемутся |
|
|
||
четкоилаконичноописатьреальнуюситуацию,имеющуюместоприпроизводстве |
|
|
||
строитель,наобычномязыке.Затсделатьтвапереводмпонятийобычногоязыкана |
|
|
|
|
символикидискретматематики.Длянзадачойализастроительстванужнопослеполучения |
|
|
||
решения алгебраичзадачипробравеспереводкойтиный |
– |
салгебраическогона |
||
техническийязык. |
|
|
|