- •Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «кемеровский государственный университет»
- •Кафедра автоматизации исследований
- •И технической кибернетики
- •Дискретная математика
- •Содержание
- •Глава 1. Теория множеств. Дискретная теория вероятности......5
- •Глава 2. Теория графов.....................................................................53
- •Глава 3. Дискретные структуры: конечные автоматы, коды...76
- •Глава 4. Алгебра логических функций..........................................88
- •Глава 5. Логика высказываний и логика предикатов..............109
- •Глава 6. Схемы переключателей. Комбинационные схемы...................................................................................................123
- •Глава 1. Теория множеств. Дискретная теория вероятности
- •Множества и операции над ними
- •Упражнения
- •1.2. Векторы и прямые произведения множеств. Проекция вектора на ось
- •Упражнения
- •1.3. Комбинаторика Правило суммы
- •Правило произведения
- •Число размещений без повторений
- •Число размещений с повторениями
- •Число перестановок без повторений
- •Число сочетаний без повторений
- •Упражнения
- •1.4. Введение в дискретную теорию вероятностей
- •Свойства элементарных событий:
- •Соотношения между событиями:
- •Свойства операций над событиями:
- •Упражнения
- •1.5. Соответствия и функции
- •Взаимно однозначные соответствия и мощность множеств
- •Упражнения
- •1.6. Отношения
- •Способы задания бинарных отношений
- •Свойства бинарных отношений
- •Отношение эквивалентности
- •Отношение порядка
- •Лексико-графический порядок.
- •Упражнения
- •1.7. Операции и алгебры
- •Свойства бинарных алгебраических операций
- •1.8. Гомоморфизм и изоморфизм алгебр
- •Полугруппы, группы, решетки
- •Упражнения
- •Глава 2. Теория графов
- •2.1. Основные определения, способы задания, основные классы, изоморфизм графов
- •Способы задания графа
- •Степени вершин графа
- •Части, суграфы и подграфы
- •Операции над частями графа
- •Графы и бинарные отношения
- •Упражнения
- •Среди пар графов, изображенных на рисунке, указать пары изоморфных графов и пары неизоморфных графов. Ответ обосновать.
- •Маршруты, цепи и циклы. Расстояния, диаметры, центры. Обходы. Разделяющие множества и разрезы
- •Упражнения
- •Деревья, их свойства. Характеристические числа графов. Сети
- •Упражнения
- •Глава 3. Дискретные структуры: конечные автоматы, коды
- •3.1. Машина Тьюринга
- •Упражнения
- •Основы теории кодирования
- •Упражнения
- •Глава 4. Алгебра логических функций
- •4.1. Основные определения
- •Упражнения
- •4.2. Эквивалентные преобразования
- •Упражнения
- •4.3. Дизъюнктивные и конъюнктивные нормальные формы
- •Упражнения
- •4.4. Дизъюнктивные нормальные формы и импликанты
- •Упражнения
- •4.5. Минимизация днф. Тупикова днф
- •Упражнения
- •4.6. Алгебра Жегалкина
- •Упражнения
- •4.7. Двойственность в алгебре логики. Самодвойственные функции
- •Принцип двойственности
- •Упражнения
- •4.8. Функциональная полнота систем
- •Упражнения
- •Глава 5. Логика высказываний и логика предикатов
- •5.1. Логика высказываний
- •Алгебра логики
- •Исчисление высказываний
- •Упражнения
- •5.2. Логика предикатов
- •Упражнения
- •Глава 6. Схемы переключателей. Комбинационные схемы
- •Схемы переключателей
- •Комбинационные схемы
- •Упражнения
- •Литература
- •650043, Кемерово, ул. Красная, 6.
Отношение порядка
Отношение называется отношением нестрогогопорядка, если оно рефлексивно, антисимметрично, транзитивно.
Отношение называется отношением строгого порядка, если оно антирефлексивно, антисимметрично, транзитивно.
Оба типа таких отношений называются отношениями порядка.
Элементы a и b сравнимы по отношению порядка R, если выполняется aRb или bRa.
Множество М, на котором задано отношение порядка, называется полностью упорядоченным, если любые два элемента М сравнимы.
Множество М, на котором задано отношение порядка, называется частично упорядоченным, если не любые два элемента М сравнимы.
Лексико-графический порядок.
Пусть в списке букв конечного алфавита А порядок букв зафиксирован, т. е. всегда один и тот же, как, например, в русском и латинском алфавите. Тогда этот список определяет полное упорядочение букв, которое назовем отношением предшествования и обозначим “ ”: , если предшествует в списке букв).
На основе отношения предшествования букв, строится отношение предшествования слов, определяемое следующим образом:
Пусть даны слова и .
Тогда, тогда и только тогда, когда
1) , где ( слова возможно непустые, буквы);
2) , где непустое слово.
Это отношение задает полное упорядочение множества всех конечных слов в алфавите А, которое является лексикографическим упорядочением слов.
Упражнения
Определите свойства отношений и их вид, где М – множество натуральных чисел:
”быть меньше”; ”быть больше или равно”; ”иметь общий делитель, отличный от 1”; ”быть делителем”; ”иметь общий остаток от деления на 3”. Задать эти отношения различными способами, если .
Какие их этих отношений являются отношениями порядка, отношениями эквивалентности?
Определите свойства отношений и их вид, где множество прямых на плоскости (см. рис 1):
”быть параллельной”;
”быть перпендикулярной”;
”пересекаться” (иметь одну и только одну общую точку)
Задать эти отношения различными способами, если
Рис. 1
Определите свойства отношений и их вид, где М – множество элементов структуры, изображённой на рисунке 2:
”быть непосредственно связанным с …”;
”быть начальником”;
”быть непосредственным начальником”;
”быть подчинённым”;
”быть непосредственно подчинённым”;
”быть предком”;
”быть потомком”.
Задать эти отношения различными способами.
Рис. 2
Определите свойства отношений и их вид, где М – множество натуральных чисел:
”быть меньше”; ”быть больше или равно”; ”иметь общий делитель, отличный от 1”; ”быть делителем”; ”иметь общий остаток от деления на 3”. Задать эти отношения различными способами, если .
Какие их этих отношений являются отношениями порядка, отношениями эквивалентности?
Определите свойства отношений и их вид, где М – множество людей:
”любить”; ”быть моложе”; ”быть сыном”;
”жить в одном городе”; ”быть соседом (жить за стенкой)”.
Определите свойства отношений и их вид, где М – множество точек плоскости:
”иметь одинаковое расстояние от начала координат”; ”лежать на одинаковом расстоянии от оси ОХ”; ”быть симметричным относительно оси ОУ”.
Сделать рисунок, задать 6 точек, на их примере построить матрицу бинарного отношения. Определить будут ли эти отношения отношениями эквивалентности. Если да, как разбивается плоскость на классы и каков индекс разбиения.