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

Дискретка (Жаркова)

.pdf
Скачиваний:
21
Добавлен:
05.06.2015
Размер:
808.58 Кб
Скачать

Практическое занятие № 4 КР № 1 на 40 минут

Практическое занятие № 4 по лекциям 3-4 Тема: «Булевы функции и способы их задания»

Обсуждаемые понятия, утверждения, алгоритмы

Булев вектор. Функции алгебры логики (булевы функции). Задание булевых функций таблицей истинности и вектором значений. Элементарные булевы функции одной и двух переменных. Формулы над множеством функций, задание функций формулами. Фиктивные и существенные переменные, равные функции, алгоритм удаления и введения фиктивных переменных.

Теоретические сведения

Теоретические сведения и примеры решения типовых задач базового уровня приведены в Л1. § 2.1. Краткое изложение теории есть в Л2. Глава 2. § 2.1, п. 1, 2, стр. 24-27.

Учебная литература, используемая на занятии

1.Олейник Т.А. Основы дискретной математики: теория и практика. – М.: МИЭТ, 2010

2.Клюшин А.В., Кожухов И.Б., Олейник Т.А. Сборник задач по дискретной математике. – М.: МИЭТ,

2008.

Практика под руководством педагога

Обязательные задачи

1.Булевы векторы и булевы функции Л2. 2.1 (а,б), 2.4 (а,б), 2.5(а), 2.6(а)

2.1. а) Перечислить вершины булева куба B4 , соседние с вершиной

0,1, 0, 0 .

б) Определить число вершин булева куба Bn , соседних с данной вершиной.

2.4. Найти номер булева вектора:

а) (1, 0, 0,1,1) ; б) (1,1, 0, 0,1, 0) ;

2.5.а) Перечислить векторы значений булевых функций двух переменных, принимающих на противоположных наборах значений переменных одинаковые значения?

2.6.а) Перечислить векторы значений булевых функций двух переменных, принимающих на наборах веса 1 значение 0.

11

 

2.

Задание булевых функций формулами

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л.2. 2.10 (а, б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.10. Задать вектором значений функцию, реализуемую формулой:

 

 

 

а) x1 x1 x2

 

;

 

x1 x2

 

 

x3 ;

 

 

 

 

x2

 

 

x1

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Существенные и фиктивные переменные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л.2. 2.8(а), 2.9 (б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.8. Указать существенные и фиктивные переменные функции:

 

 

 

а)

f

(1100) ;

б) f

(1001 1001) ;

 

 

 

в)

f

(1100 0011) ;

 

г)

f (1010 0000 1010 0000) .

 

 

 

2.9. Задать вектором значений функцию, равную данной и

 

 

 

существенно зависящую от всех своих аргументов:

 

 

 

а)

f

(1110 1110 1010 1010) ;

б) f (1100 1100) ;

 

 

 

в)

f (1010 0101 1010 0101)

;

г) f (0000 1111 0000 1111) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОТВЕТЫ

 

2.1. а) (1,1, 0, 0) , (0, 0, 0, 0) , (0,1,1, 0) , (0,1, 0,1) ; б)

n ; в) n 2n 1 .

 

2.4.а) 19; б) 50; в) 31; г) 77.

2.5.а) (0000) , (0110) , (1001) , (1111) ; б) 22n 1 .

2.6.а) (0000) , (0001) , (1000) , (1001) ;

б) 22n Cnk . Указание к б). Вес k имеют Cnk булевых векторов от n переменных. Следовательно, Cnk определенных координат функции равны 1, а остальные 2n Cnk координаты могут принимать любые значения (0 или 1).

2.10. а) (1111) ; б) (0100 0111) ; в) (11111101) ; г) (1110 1110 1110 0001) .

2.8. а) x1 - существенная, x2 - фиктивная; б) x1 - фиктивная; x2 , x3 - существенные;

в) x3 - фиктивная; x1 , x2 - существенные; г) x1 , x3 - фиктивные; x2 , x4 - существенные.

2.9.а) (1110 1010) ; б) (10) ; в) (1001) ; г) (01) .

12

Домашняя работа № 4

Булевы функции и способы их задания. Задание булевой функции таблицей истинности и вектором значений. Задание булевых функций формулами.

Обязательные задачи

Задания: №. 2.2 (а,б), 2.4 (в,г), 2.10 (в,г),

2.15, 2.16 (е), 2.17 (б), 2.18,

 

2.8 (остальное), 2.9 (остальное),

 

 

2.2. а) Перечислить вершины булева куба B4 , удаленные от вершины 0,1,1, 0

на

расстояние 2 .

 

 

б) Найти число вершин булева куба

Bn , удаленных от данной вершины

на

расстояние k

( 0 k n ).

 

 

2.4. Найти номер булева вектора:

 

 

в) (1,1,1,1,1) ;

г) (1, 0, 0,1,1, 0,1) .

 

 

2.10. Задать вектором значений функцию, реализуемую формулой:

в) x3 x1 x2 1 x3 ;

г) x1 x2 x3

 

x4 .

 

2.15. Применяя таблицы истинности, доказать равносильность формул:

1.

x y y x ;

2. x y y x ;

3. x y z x y z ;

4. x y z x y z ;

5. x y z x y x z ;

6. x y z x y x z ;

7.

x x x ;

8. x x x ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

x y x y ;

10. x y x y ;

11.

x 0 x ;

12.

x 0 0 ;

13.

x 1 1;

14.

x 1 x ;

15.

x x y x ;

16. x x y x ;

17. x x 0 ;

18.

 

x x 1 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19.

x x ;

20.

x xy x y .

2.16. Применяя таблицы истинности, доказать равносильность формул:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

x y x y ;

б) x y x y xy ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) x

y x y ;

г) x y x y ;

 

 

 

 

 

 

е) x y x y xy .

д)

x y xy x y ;

2.17. Применяя таблицы истинности, доказать равносильность формул:

а) x y y x x y ; б) x y y x .

2.8. Указать существенные и фиктивные переменные функции:

а)

f

(1100) ;

б)

f (1001 1001) ;

в)

f

(1100 0011) ;

г) f

(1010 0000 1010 0000) .

2.9. Задать вектором значений функцию, равную данной и существенно зависящую от всех своих аргументов:

а)

f

(1110 1110 1010 1010) ;

б) f (11001100) ;

в)

f

(1010 0101 1010 0101) ;

г) f (0000 1111 0000 1111) .

 

 

 

 

 

 

 

13

Банк дополнительных задач и задач на дом

Л.2. 2.1(в*), 2.2.(в*)2.11*, 2.12 (а*)

2.1 в*) Определить число неупорядоченных пар соседних вершин булева куба Bn . 2.2. в) Найти число неупорядоченных пар вершин булева куба Bn , удаленных друг от друга на расстояние k ( 0 k n ).

2.5.б) Найти число булевых функций от n переменных, принимающих на противоположных наборах значений переменных одинаковые значения.

2.6.б) Найти число булевых функций от n переменных, принимающих на

наборах веса k значение 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

2.11. Пусть

B f , g, h

- множество булевых функций,

причем

f P2 1 , g P2 2 ,

h P2 3 ,

X x, y, z -

алфавит переменных.

Определить, является ли выражение

формулой над множеством B независимо от вида функций f , g, h :

а) A h 0, x, f x ;

 

 

б) A g f z ,

 

;

 

 

 

 

 

x

 

 

 

в) A h g x, x , f x , y ;

 

 

г) A f h x, y, z ;

 

 

 

д) A g f 1 , g( y, z) ;

 

 

е) A h f x, x , y, z .

 

 

 

2.12. По функциям f x1 , x2

и g x3 , x4 ,

заданным векторами значений, построить

векторы значений функции h :

 

 

 

 

 

 

 

а)

f

(1101) ,

g (0110) , h(x2 , x3 , x4 ) f g x3 , x4 , x2

;

 

 

 

б)

f

(0100) ,

g (0010) , h(x1 , x2 , x3 , x4 ) g g x3 , x4 ,

f x1 , x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОТВЕТЫ

 

 

 

2.1(в*) см выше; 2.4 (в,г), 2.10 (в,г)

см выше;

2.8 (остальное), 2.9

см выше

2.2. а) (1, 0,1, 0) ,

(1,1, 0, 0) , (1,1,1,1) ,

(0, 0, 0, 0)

, (0, 0,1,1)

, (0,1, 0,1) ; б)

C k

; в*)

Ck 2n 1

 

 

n

n

2.5. б) 22n 1

. 2.6.

б)

22n Cnk . Указ а н и е к б). Вес k имеют Cnk

булевых векторов от n переменных. Следовательно, Cnk

определенных координат функции равны 1, а остальные 2n

Cnk

координаты могут принимать любые значения (0 или 1).

2.11. в), г) является; а), б), д), е) не является.

2.12. а) (10011111) ; б) (0010 0000 0010 0010) .

14