Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Juk_Ilyenko_Moklyachuk_Orlovskiy_DM_praktikum

.pdf
Скачиваний:
40
Добавлен:
12.05.2015
Размер:
605.14 Кб
Скачать

4. Функцiональнi вiдношення

Спiввiдношенням мiж множинами та - це трiйка об’єктiв

= ( , , ), де - область вiдправлення, - область прибуття,

- графiк спiввiдношення, причому ×

Область визначення

пр1 = { | : ( , ) }

 

 

 

 

Область значення

 

пр2 = { | : ( , ) }

 

 

 

 

Образ множини

 

( ) = { |( , ) та }

 

Прообраз множини

 

−1( ) =

{

 

( , )

 

 

та

 

 

 

}

 

 

 

|

 

 

 

 

Iнверсiя графiка

 

−1 = {( , )|( , ) }

 

 

 

 

 

Композицiя графiкiв та

 

=

{( , )| :

( , )

 

 

 

та ( , ) }

 

 

 

 

 

 

 

 

Основнi типи спiввiдношень

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скрiзь визначене

 

пр1 =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сюр’єктивне

 

пр2 =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Функцiональне

 

графiк не мiстить пар з рiзни-

 

 

ми першими i однаковими други-

 

 

ми координатами

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Iн’єктивне

 

графiк не мiстить пар з однакови-

 

 

ми першими i рiзними другими ко-

 

 

ординатами

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Взаємно однозначне

 

функцiональне i iн’єктивне

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бiєктивне

 

скрiзь

визначене,

 

сюр’єктивне,

 

 

функцiональне i iн’єктивне

 

 

 

 

 

Вiдображення з в

всюду визначене i функцiональне

 

 

Вiдображення з на

всюду визначене, функцiональне i

 

 

сюр’єктивне

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

5. Основи комбiнаторики

Правило додавання

Якщо об’єкт можна вибрати

 

способами, а об’єкт способа-

 

ми, то вибiр “ чи ” можна зро-

 

бити + способами

 

 

 

 

Правило множення

Якщо послiдовно здiйснюються

 

дiй, i кожну дiю можна здiйсни-

 

ти способами, = 1, 2, . . . , , то

 

загальне число способiв здiйснити

 

дiї буде 1 · 2 . . . ·

Впорядкована множина

множина, елементи якої розмiщенi

 

в певному порядку

 

 

 

 

Перестановка -елементної мно-

впорядкована -елементна мно-

жини

жина, отримана перестановкою

 

елементiв вихiдної впорядкованої

 

-елементної множини

 

 

 

 

Кiлькiсть перестановок

( ) = !

 

 

 

 

Розмiщення iз по

впорядкованi -елементнi пiдмно-

 

жини вихiдної множини, яка скла-

 

далась з елементiв

 

 

 

 

Кiлькiсть розмiщень iз по

 

 

 

 

= ( ) =

!

 

 

 

 

 

 

( − )!

 

 

Комбiнацiї iз по

-елементнi пiдмножини вихiдної

 

множини, яка складалась з еле-

 

ментiв; порядок неiстотнiй

 

 

 

 

11

Кiлькiсть комбiнацiй iз по

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!( − )!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бiном ньютона

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( + ) =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Комбiнацiї з повтореннями iз

групи, якi мiстять по елементiв,

по

причому кожен елемент належить

 

одному з типiв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кiлькiсть комбiнацiй з повто-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

реннями iз по

 

 

 

 

 

 

 

~

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ −1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перестановки з повторення-

перестановки,

 

якi мiстять еле-

ми

ментiв,

причому

 

кожен

 

елемент

 

належить одному з типiв ( 1

 

елементiв першого типу, 2 еле-

 

ментiв другого типу, . . ., еле-

 

ментiв -го типу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кiлькiсть перестановок з по-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

втореннями

( 1, 2, . . . , ) =

 

 

 

 

 

 

 

!

 

 

 

 

 

 

 

 

1! 2! . . . !

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чень

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

Формула включень та виклю-

|

=1 |

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<

| ∩

 

 

 

|

 

 

1

 

|

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

|−

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. . .

 

 

 

+( 1) −1

|

 

 

. . .

 

 

|

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

6. Генератриси

Генератрисою послiдовностi { , = 0, 1, 2, . . .} називається фун-

кцiя вигляду ( ) =

=0

Експоненцiйна генератриса послiдовностi { , = 0, 1, 2, . . .} -

це функцiя вигляду ( ) = ( / !)

=0

Операцiї над генератрисами

Операцiя

 

 

 

Результуюча послiдовнiсть

 

 

 

 

 

( ) + ( )

 

( + ), ≥ 0

 

 

( )

 

 

 

( ), ≥ 0, ≥ 0

 

( )

 

 

 

 

( ), ≥ 0

 

 

 

( )

 

 

 

 

(( + 1) ), ≥ 0

 

 

( )

 

 

 

 

(( ) ), ≥ 0

 

 

 

 

 

 

 

 

(

=0 ) , ≥ 0

 

( ) · ( )

 

 

 

 

0 ( )

 

 

 

( −1

/ ), ≥

1

 

 

( ( ) + (

 

))/2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 0 2 0 4 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

{

,

, , , , , . . .

}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ( ) − (− ))/2

 

{0, 1, 0, 3, 0, 5, . . .}

 

Таблиця деяких генератрис

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Послiдовнiсть

Ряд

 

 

Генератриса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 1, = 0, ̸=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

= 1

 

 

 

=0

 

 

1

 

 

 

13

Послiдовнiсть

 

Ряд

 

 

 

 

 

Генератриса

(1, 2, 3, 4, . . .)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( + 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=0

 

 

 

 

 

(1

 

 

 

)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1, , 2, 3, . . .)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( 0

, 1

, 2 , 3

, . . .)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1 + )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1,

,

, . . .)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+1

+2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ −1

 

 

(1 ) +1

 

 

 

 

=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(0, 1, 1/2, 1/3, . . .)

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln

1 +

 

 

 

 

 

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(0, 1, −1/2, 1/3, . . .)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(−1) +1

 

 

ln(1 + )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1, 1, 1/2, 1/6, . . .)

∑ 1

=1 !

14

7. Рекурентнi спiввiдношення

Рекурентне спiввiдношення -го порядку - це формула, яка дозволяє виразити значення -го члена послiдовностi ( > )

через члени послiдовностi з номерами − 1, − 2, . . ., −

Розв’язком рекурентного спiввiдношення називається числова послiдовнiсть, яка перетворює його на вiрну рiвнiсть

Лiнiйне однорiдне рекурентне

( + ) = 1 · ( + − 1)+

спiввiдношення (ЛОРС) -го

+ 2 · ( + − 2) + . . . + · ( )

порядку

 

 

 

Характеристичне рiвняння

= 1 −1 + 2 −2 + . . . +

ЛОРС -го порядку

 

 

 

Загальним розв’язком ЛОРС називається його розв’язок, який мiстить сталi, шляхом пiдбору яких можна задовольнити заданi початковi умови

Розв’язок характеристичного

Вiдповiдний

загальний

многочлена

розв’язок

 

 

 

 

- дiйсний корiнь кратностi 1

·

 

- дiйсний корiнь кратностi

 

 

 

 

( 1 + 2 + . . . + )

- комплексний корiнь кр. 1; | | =

| | ( 1 cos( )+ + 2 sin( ))

, arg( ) =

 

 

 

 

 

 

- комплексний корiнь кр. ; | | =

| | (cos( )( 1

+ 2 + . . . +

, arg( ) =

+ ) + sin( )( 1 + 2+

 

+ . . . + ))

 

 

 

 

 

Загальний розв’язок ЛОРС отримується як сума загальних роз- в’язкiв, вiдповiдних до кожного з коренiв характеристичного рiвняння

15

8. Алгебра логiки

Алфавiт алгебри логiки

Символи змiнних висловлювань

, , , . . . , , ,

 

 

Символи логiчних операцiй

¬, , , →,

Допомiжнi символи

(, ), /

 

 

Формула алгебри логiки визначається правилами:

1. Символ висловлювання є формулою;

2. Якщо , - формули, то , ( ), ( ), ( → ) теж є формулами;

3. Iнших формул немає.

Таблиця iстинностi формули має 2 рядкiв, - кiлькiсть змiнних

Тавтологiя

≡ 1

Протирiччя

≡ 0.

Рiвносильнiсть

≡ .

Пiдформула формули

частина формули, котра сама є

 

формулою.

 

 

Будь яку пiдформулу можна замiнити на рiвносильну

 

 

Формула з тiсними заперече-

всi заперечення вiдносяться лише

ннями

до змiнних.

 

 

Взаємно двоїстi символи

 

 

 

*

*

1* ≡ 0

0* ≡ 1

Взаємно двоїста до формули

формула *, в якiй всi логiчнi сим-

 

воли замiненi на двоїстi

 

 

Принцип двоїстостi

* *

16

9. Булевi функцiї

Булева функцiя

: → , = {0, 1}

Таблична булева функцiя

булева функцiя, що задається

 

скiнченним числом змiнних

 

 

В таблицi, яка задає булеву функцiю, набори значень змiнних звичайно в лексикографiчному порядку, тобто в порядку зростання наборiв, що розглядаються як числа у двiйковiй системi числення

Елементарнi булевi функцiї

Тотожний 0

 

0( ) ≡ 0

 

Тотожна 1

 

1( ) ≡ 1

 

Заперечення

 

2( ) ≡

 

 

 

 

 

 

Кон’юнкцiя

 

3( 1, 2) ≡ 1

2

Диз’юнкцiя

 

4( 1, 2) ≡ 1

2

Iмплiкацiя

 

5( 1, 2) ≡ 1

2

Заперечення

 

6

( 1, 2) ≡ 1

9 2

Еквiваленцiя

 

7

( 1, 2) ≡ 1

2

Пряма сума

 

8

( 1, 2) ≡ 1

2

Штрих Шефера

 

9

( 1, 2) ≡ 1| 2

Стрiлка Пiрса

 

10( 1, 2) ≡ 1 2

Iстотна змiнна

 

( 1, . . . , −1, 0, +1, . . . , ) ̸= ̸=

 

 

( 1, . . . , −1, 1, +1, . . . , )

Фiктивна змiнна

 

( 1, . . . , −1, 0, +1, . . . , ) ≡ ≡

 

 

( 1, . . . , −1, 1, +1, . . . , )

Векторне задання

булевої

вектор-стовпчик результатiв буле-

функцiї

 

вої функцiї

 

 

 

 

 

 

 

 

17

10. Нормальнi форми

Змiнна висловлювання

 

 

 

, = 0

 

 

 

=

, = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Елементарна кон’юнкцiя

 

кон’юнкцiя змiнних або їх запере-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чень: = 11 22 . . .

Елементарна диз’юнкцiя

 

диз’юнкцiя змiнних або їх запере-

 

 

 

чень: = 11 22 . . .

 

 

Диз’юнктивна

нормальна

 

диз’юнкцiя елементарних кон’юн-

форма

 

 

кцiй: 1 2 . . .

 

 

Кон’юнктивна

нормальна

 

кон’юнкцiя елементарних диз’юн-

форма

 

 

кцiй: 1 2 . . .

 

 

Алгоритм побудови нормальної форми

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Замiнити формулу на рiвно-

 

≡ (

 

 

) (

 

);

 

 

сильну 1 з логiчними символами

 

 

 

 

 

 

 

 

, , ¬

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Замiнити 1 на рiвносильну 2

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

( )

( )

 

 

 

 

 

з тiсними запереченнями

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Розкрити дужки в формулi 2

 

ДНФ: ( ) ≡ ( ) ( )

за дистрибутивними законами

 

КНФ: ( ) ≡ ( ) ( )

3. Спростити отриману формулу

 

( ) ≡ ; ( ) ≡ ;

за законами поглинання та iдем-

 

≡ ; ≡

 

 

потентностi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Допомiжний полiном

 

замiна “або” на додавання та “i” на

 

 

 

множення: → +; → ×

 

 

Двоїстiсть нормальних форм

 

(ДНФ( *))* ≡ КНФ( )

 

 

18

11. Досконалi нормальнi форми

Досконала нормальна форма

нормальна форма, кожна еле-

(завершена, довершена)

ментарна кон’юнкцiя (диз’юнкцiя)

 

якої мiстить всi змiннi формули

 

або їх заперечення

 

 

Будь-яку формулу, що не є суперечнiстю, можна привести до досконалої нормальної форми

Алгоритм побудови досконалої нормальної форми

1. Привести формулу до ДНФ/КНФ

2. Виключити повторення змiнних

ДДНФ: ≡ ;

 

≡ 0 ДКНФ:

 

за законами iдемпотентностi, ви-

≡ ;

 

≡ 1

 

ключення третього та протирiччя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Додати до елементарних кон’-

ДДНФ: = ( ) (

 

)

 

юнкцiй (диз’юнкцiй) змiннi, яких

ДКНФ: = ( ) (

 

)

 

не вистачає

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Вилучити елементарнi кон’юн-

≡ ; ≡

кцiї (диз’юнкцiї), якi повторюю-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ться за законами iдемпотентностi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]