Файл: Учебник издание шестое Рекомендовано Министерством образования и науки Российской Федерации в качестве учебника для студентов высших технических учебных заведений.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.12.2023

Просмотров: 548

Скачиваний: 6

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

б) отношение перпендикулярности двух прямых?28. Доказать, что отношение {((x1, y1), (x2, y2)) | x2 1+ y2 1= x2 2+ y2 2} являет- ся отношением эквивалентности на множестве R2. Определить классы этой эквивалентности.29. Доказать, что отношение {(a, b) | (a − b) — рациональное число} явля- ется отношением эквивалентности на множестве вещественных чисел.30. Пусть на множестве ω определено отношение 6, задаваемое следую- щим правилом:m 6 n ⇔ m делит n.Считая, что 0 делит 0, показать, что 6 — частичный порядок. Для произвольных натуральных чисел m и n найти inf{m, n} и sup{m, n}относительно указанного порядка.31. Для обычных отношений 6 и < на множестве ω показать, что< ◦ < 6= <, 6 ◦ < = < и 6 ◦ > = ω2 32. Построить пример ч.у.м. с единственным минимальным элементом, но без наименьшего.33. Рассмотрим на множестве R2отношение Парето Π:(x1, y1) Π (x2, y2) ⇔ x1 6 x2и y1 6 y2.Для точек A(a1, a2) и B(b1, b2) найти множество нижних и верхних гра- ней множества {A, B}. Чему равен inf{A, B} и sup{A, B}?34. Построить линейный порядок на множестве комплексных чисел.35. Составить матрицу отношения полного порядка, при котором нумера- ция элементов ведется: а) по возрастанию; б) по убыванию. 50Глава 1. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ МНОЖЕСТВ36. Проверить, являются ли частичными порядками бинарные отношения со следующими матрицами:а)1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1; б)1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1; в)1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1;г)1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1; д)1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1; е)1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1;ж)1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1; з)1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1; и)1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1;к)1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1; л)1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1; м)1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1Построить диаграммы Хассе для заданных порядков. Есть ли в со- ответствующих частично упорядоченных множествах наименьшие или наибольшие элементы? Какие из этих частичных порядков линейные?37. Построить всевозможные попарно неизоморфные четырехэлементые ч.у.м. hA; 6i. Какие из этих ч.у.м. самодвойственны, т. е. изоморфныhA; >i? Глава 2АЛГЕБРАИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ§ 2.1.Определения и примерыЧасто объектом изучения в математике и ее приложениях служит мно- жество вместе с определенной на нем структурой. Читателю уже известны поля, формирующие основу обычной арифметики, линейные пространства,обеспечивающие связь геометрических объектов с операциями над числами,множества с введенными на них бинарными отношениями. Все эти струк- туры образуют алгебраические системы, представляющие собой некоторые миры с определенными в них законами. Перейдем к точному определению алгебраической системы.Рассмотрим непустое множество A. В § 1.2 было введено понятиеn-местной операции на множестве A (f : An→ A). Отметим, что, поскольку операция f является функцией, для любого набора (x1, . . . , xn) ∈ Anре- зультат применения операции f (x1, . . . , xn) однозначно определен. Так как область значений операции f лежит в множестве A, то будем говорить, что операция f замкнута на множестве A.Сигнатурой или языком Σ называется совокупность предикатных и функциональных символов с указанием их местности. При этом множе- ства предикатных и функциональных символов не пересекаются. 0-Местный функциональный символ называется константным символом или простоконстантой. Если α — функциональный или предикатный символ, то его местность обозначается через µ(α). n-Местные предикатные и функциональ- ные символы часто будем обозначать соответственно через P(n)и f(n). Если в рассматриваемой сигнатуре используются стандартные символы, такие,например, как + для операции сложения, 6 для отношения порядка, | для 52Глава 2. АЛГЕБРАИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫотношения делимости, 0 для константного символа и другие, то мы просто пишем Σ = {6}, Σ = {6, +, ·, 0}, Σ = {+, −, |, 0, 1} и т. д.Алгебраической системой A = hA; Σi сигнатуры Σ называется непустое множество A, где каждому n-местному предикатному (функциональному)символу из Σ поставлен в соответствие n-местный предикат (соответственно операция), определенный на множестве A. Множество A называется носите-лем или универсумом алгебраической системы hA; Σi. Предикаты и функ- ции, соответствующие символам из Σ, называются их интерпретациями.Обозначать интерпретации будем теми же буквами, что и соответствую- щие символы сигнатуры. Заметим, что интерпретацией любого константного символа является некоторый элемент (константа) из A.Алгебраические системы в дальнейшем будут обозначаться готическими буквами A, B, . . . (возможно, с индексами), а их носители — соответствующи- ми латинскими буквами A, B, . . . (с соответствующими индексами). Иногда мы будем отождествлять носитель с алгебраической системой.Мощностью алгебраической системы A называется мощность ее носите- ля A. В дальнейшем будем часто опускать слово “алгебраическая” и назы- вать A системой или структурой.Непустая сигнатура Σ называется функциональной (предикатной), если она не содержит предикатных (функциональных) символов. Система A на- зывается алгеброй (моделью или реляционной системой), если ее сигнатура функциональна (предикатна).Пример 2.1.1. 1. Набор hω; +, ·i является алгеброй с двумя двухмест- ными операциями.2. Набор hω; 6, +, ·,0, 0, 1i является системой с бинарным отношением 6(µ(6) = 2), двухместными операциями +, · (µ(+) = µ(·) = 2), одноместной операцией0: n 7→ n + 1 (µ(0) = 1) и двумя нуль-местными операциями(константами) 0, 1 (µ(0) = µ(1) = 0).3. Набор hZ; +, :,√2i не образует алгебру, поскольку деление не является операцией на множестве Z (например, 2 : 3 /∈ Z), а элемент√2 не принадле- жит Z.4. Набор hP(U); ∩, ∪, , 0, 1i с двухместными операциями ∩, ∪, одномест- ной операцией : A 7→ A, константами 0 = ∅ и 1 = U является алгеброй,называемой алгеброй Кантора.5. Алгеброй является любое кольцо.6. Пара­{f (x) | f : R → R};ddx®(гдеddx— операция дифференцирова- ния) не является алгеброй, поскольку не всякая функция дифференцируема, 2.1. ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ПРИМЕРЫ53но если рассмотреть множество A = {f (x) | f (x) дифференцируема беско- нечное число раз}, то отображение дифференцированияddx: f 7→dfdxявляется операцией на A и пара­A;ddx®образует алгебру. ¤Заметим, что частичную операцию f , отображающую Anв A, можно рассматривать как (n + 1)-местное отношениеRf­ {(x1, x2, . . . , xn, y) | (x1, . . . , xn) ∈ Anи y = f (x1, . . . , xn)}.Поэтому в последнем примере пару­{f (x) | f : R → R};ddx®можно считать алгебраической системой, если рассматриватьddxкак бинарное отношение©(f, g) | g =dfdxªАлгебра A сигнатуры Σ = {f }, где µ(f ) = 2, называется группоидом.Единственная здесь операция f обычно обозначается символом ·: A = hA; ·i.Если A — конечное множество, действия операции · можно задать квадрат- ной таблицей, в которой для каждой пары (ai, aj) ∈ A2записан результат действия ·(ai, aj). Такая таблица называется таблицей Кэли группоида A.Группоид A называется полугруппой, если · — ассоциативная операция, т. е.для всех элементов x, y, z ∈ A верно x · (y · z) = (x · y) · z. Полугруппа A на- зывается моноидом, если существует элемент e ∈ A, называемый единицей,такой, что e · x = x · e = x для всех x ∈ A. Полугруппы и моноиды имеют особое значение в теории языков при обработке слов.Пример 2.1.2. Пусть W (X) — множество слов алфавита X. Определим на W (X) операцию конкатенации ˆследующим образом: если α, β ∈ W (X),то αˆβ = αβ, т. е. результатом является слово, полученное соединением словα и β (например, xyzˆzx = xyzzx). Операция ˆ ассоциативна, т. е. для лю- бых слов α, β, γ верно (αˆβ)ˆγ = αˆ(βˆγ). Следовательно, система hW (X);ˆiявляется полугруппой. Так как для всех α ∈ W (X) верно Λˆα = αˆΛ = α,где Λ — пустое слово, то Λ удовлетворяет свойству единицы. Таким образом,система hW (X);ˆi является моноидом. ¤Моноид A = hA; ·i называется группой, если для любого элементаx ∈ A существует элемент x−1∈ A, называемый обратным к x, такой, чтоx · x−1= x−1· x = e. Группа A называется коммутативной или абелевой,если x · y = y · x для всех x, y ∈ A.Пример 2.1.3. 1. Если hK; +, ·i — кольцо, то hK; +i — абелева группа.2. Система hGLn(K); ·i, где GLn(K) ­ {A | A — матрица порядка nнад полем K, и det A 6= 0} является группой, которая некоммутативна приn > 2. ¤ 54Глава 2. АЛГЕБРАИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ§ 2.2.МорфизмыПусть даны алгебраические системы A = hA; Σi и B = hB; Σi. Отобра- жение ϕ: A → B называется гомоморфизмом системы A в систему B, если выполняются следующие условия:1) для любого функционального символа f(n)∈ Σ, соответствующих функций fAи fBв системах A и B и любых a1, a2, . . . , an∈ A выполня- етсяϕ(fA(a1, a2, . . . , an)) = fB(ϕ(a1), ϕ(a2), . . . , ϕ(an));2) для любого предикатного символа P(n)∈ Σ, соответствующих преди- катов PAи PBв системах A и B и любых a1, a2, . . . , an∈ A выполняется(a1, a2, . . . , an) ∈ PA⇒ (ϕ(a1), ϕ(a2), . . . , ϕ(an)) ∈ PB.Если ϕ: A → B — гомоморфизм, то будем его обозначать черезϕ: A → B.При гомоморфизме сохраняются действия операций и отношения. Это позволяет переносить изучение свойств с одной системы на другую.Пример 2.2.1. Рассмотрим системы A = hZ; +, 6i и B = hZ2; +, 6i, где в системе B сложение задается по правилу(a1, b1) + (a2, b2) = (a1+ a2, b1+ b2),а отношение порядка —(a1, b1) 6 (a2, b2) ⇔ a1 6 a2и b1 6 b2.Отображение ϕ: Z → Z2, при котором ϕ(a) = (a, 0), является гомоморфиз- мом. Действительно, для любых a, b ∈ Z имеемϕ(a + b) = (a + b, 0) = (a, 0) + (b, 0) = ϕ(a) + ϕ(b),и если a 6 b, то (a, 0) 6 (b, 0), т. е. ϕ(a) 6 ϕ(b). ¤Гомоморфизм ϕ: A → B, являющийся инъекцией, называется мономор-физмом. Гомоморфизм ϕ: A → B, являющийся сюръекцией, называетсяэпиморфизмом, и при этом система B называется гомоморфным образом 2.2. МОРФИЗМЫ55системы A. Гомоморфизм ϕ: A → A называется эндоморфизмом. Сюръек- тивный мономорфизм ϕ: A → B, для которого ϕ−1— гомоморфизм, называ- ется изоморфизмом A на B и обозначается через ϕ: A ∼→ B. Если существует изоморфизм ϕ: A ∼→ B, то системы A и B называются изоморфными и обо- значается это так: A ' B.Таким образом, условие A ' B означает, что существует биекцияϕ: A ↔ B, удовлетворяющая следующим условиям:1) для любого функционального символа f(n)∈ Σ, соответствующих функций fAи fBв системах A и B и любых a1, a2, . . . , an∈ A выполня- етсяϕ(fA(a1, a2, . . . , an)) = fB(ϕ(a1), ϕ(a2), . . . , ϕ(an));2) для любого предикатного символа P(n)∈ Σ, соответствующих преди- катов PAи PBв системах A и B и любых a1, a2, . . . , an∈ A выполняется(a1, a2, . . . , an) ∈ PA⇔ (ϕ(a1), ϕ(a2), . . . , ϕ(an)) ∈ PB.Изоморфизм ϕ: A ∼→ A называется автоморфизмом системы A. Заметим,что, поскольку изоморфизм ϕ: A ∼→ B является биекцией A ↔ B, изоморф- ные системы равномощны.Утверждение 2.2.1. 1. idA: A ∼→ A.2. Если ϕ: A ∼→ B, то ϕ−1: B ∼→ A.3. Если ϕ: A1∼→ A2и ψ: A2∼→ A3, то ϕ ◦ ψ: A1∼→ A3. ¤Таким образом, отношение изоморфизма ' является эквивалентностью на любом множестве алгебраических систем (отметим, что класс всех алгеб- раических систем не является множеством, поскольку не существует множе- ства всех множеств). Это означает, что отношение изоморфизма разбивает множества алгебраических систем на классы эквивалентности, в каждом из которых содержатся системы, имеющие “одинаковое устройство”. Это да- ет возможность переносить изучение свойств с одной системы на другую,изоморфную ей. Так, используя факт изоморфизма геометрического вектор- ного пространства пространству строк, работу с геометрическими объекта- ми можно свести к действиям с наборами чисел, что позволяет применять компьютеры.Пример 2.2.2. 1. Рассмотрим множество векторов E3геометрическо- го векторного пространства с операциями сложения векторов и умножения 56Глава 2. АЛГЕБРАИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫвекторов на вещественные числа. Получим систему A = hE3; +, {λ·}λ∈Ri бес- конечной сигнатуры, где одноместные функции λ· ставят в соответствие век- тору a вектор 1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   29

λa. Рассмотрим также систему B = hR3; +, {λ·}λ∈Ri, носитель которой состоит из троек вещественных чисел (x, y, z), + — двухместная операция покоординатного сложения троек, а функция λ· — операция умно- жения троек на число λ для всех вещественных чисел λ. Системы A и B яв- ляются линейными пространствами над полем R. Отображение ϕ, ставящее в соответствие вектору a ∈ E3его координатную строку (x, y, z) в некотором фиксированном базисе e1, e2, e3, является биекцией (ϕ: E3↔ R3), при кото- рой сохраняются действия операций: ϕ(a+b) = ϕ(a)+ϕ(b) и ϕ(λ·a) = λ·ϕ(

1) является ли граф, соответствующий рассматриваемой принципиаль- ной схеме, планарным?2) если граф планарен, то как получить его изображение без пересечения ребер?На первый вопрос принципиальный ответ дает теорема Понтрягина—Куратовского, а методы получения плоских изображений планарных графов можно найти в книге Б. Н. Деньдобренько, А. С. Малика [7].Если граф G непланарен, то для его геометрической реализации удаля- ют отдельные ребра (переносят на другую плоскость). Минимальное число ребер, которое необходимо удалить из графа для получения его плоского изображения, называется числом планарности графа G. При вынесении этих ребер на вторую плоскость получают часть графа, которая также может оказаться неплоской. Тогда вновь решают задачу вынесения отдельных ре- бер на следующую плоскость и т. д. Минимальное число плоскостей m, при котором граф G разбивается на плоские части G1, G2, . . ., Gm(разбиение ведется по множеству ребер), называется толщиной графа G.Таким образом, толщина планарного графа равна 1.Пример 4.15.2. Каждый из графов K5и K3,3имеет толщину 2. ¤Задачи и упражнения1. Представить граф (рис. 4.50) в аналитической и матричной формах, списком дуг и структурой смежности.2. Составить матрицу инцидентности для мультиграфа, изображенного на рис. 4.51.3. Найти все неизоморфные подграфы и части графа K3 4. Представить в геометрической и матричной формах графы G1∪ G2,G1∩ G2, G1⊕ G2(рис. 4.52).5. Для графов G1и G2из предыдущей задачи найти G1× G2, G1[G2] и G2[G1]. ЗАДАЧИ И УПРАЖНЕНИЯ163•••••¡¡¡¡¡¡@@@@@@R ?¾-±°²¯••••¡¡¡¡¡¡µ¸?YK*¼g±°²¯Рис. 4.50Рис. 4.516. С помощью матрицы смежности графа (рис. 4.53) найти его матрицы дости- жимости, контрдостижимости и сильных компонент.7. Найти матрицу расстояний, диаметр, радиус, центральные и периферийные вершины графа, изображенного на рис. 4.54.8. Найти все кратчайшие маршруты из вершины 2 для взвешенного графа(рис. 4.55).9. Доказать, что в любом конечном бесконтурном графе существуют вершины с нулевой полустепенью исхода и с нулевой полустепенью захода.10. Проверить на эйлеровость и найти минимальное множество покрывающих цепей:а) графа K5; б) графа K3,3; в) графа, изображенного на рис. 4.56.•••¢¢¢¢¢¸AAAAAU1 23G1••••¾AAAAAU¢¢¢¢¢®1 23 4G2••••@@@I¡¡¡µ?@@@Rh1 23 4Рис. 4.52Рис. 4.53•••••••¡¡¡¡@@@@@@•••••½½½½>ZZZZ?-@@@@@@R¡¡¡¡¡¡µ¾6K®1 23 54(3)(4)(6)(2)(1)(2)(2)(3)(−2)(−5)Рис. 4.54Рис. 4.55 164Глава 4. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ГРАФОВ•••••••¶¶¶¶¶¶³³³³³³³³´´´´PPPPPPPPQQQQEEEEEEEE¢¢¢¢¢¢¡¡¡•••••••¶¶¶¶¶¶@@@´´´´@@@@@@EEEEEEEESSSSSS¡¡¡¡¡¡¢¢¢¢¢¢(2)(2)(3)(3)(1)(2)(2)(4)(3)(1)Рис. 4.56Рис. 4.57••••••••••••••••@@R¡¡ª¡¡ª ??¡¡ª@@R@@R@@R@@R¡¡ª¡¡ª¡¡ª¡¡ª@@R¡¡ª1 23 45 67 89 10 11 12 13 14 15 16•••••••JJJJ1 23 45 97 86 10Рис. 4.58Рис. 4.5911. Построить все неизоморфные трех-, четырех- и пятивершинные деревья.12. Найти остов минимального веса взвешенного графа (рис. 4.57).13. Найти упорядоченный лес, соответствующий бинарному дереву, изображен- ному на рис. 4.58.14. Найти матрицы фундаментальных циклов и фундаментальных разрезов гра- фа (рис. 4.59).15. Найти хроматическое число графа (рис. 4.60).16. Найти толщину графа (рис. 4.61).•••••••¡¡¡@@@@@@@@@SSSSSS¦¦¦¦¦¦¦¦••••••¡¡¡¡@@@@HHHHHHHHHHHHHH©©©©©©©©©©©©©©Рис. 4.60Рис. 4.61 Глава 5КОМБИНАТОРИКАКомбинаторика — раздел математики, посвященный решению задач вы- бора и расположения элементов некоторого, обычно конечного, множества в соответствии с заданными правилами. Каждое такое правило определяет способ построения некоторой конструкции из элементов исходного множе- ства, называемой комбинаторной конфигурацией. Поэтому целями комби- наторного анализа являются изучение комбинаторных конфигураций, алго- ритмов их построения, оптимизация таких алгоритмов, а также решение за- дач перечисления. Простейшими примерами комбинаторных конфигураций являются перестановки, размещения, сочетания и разбиения. При подсчете комбинаторных конфигураций используются правила суммы, произведения и степени, сформулированные в § 1.4.§ 5.1.Перестановки и подстановкиПусть дано множество M = {a1, a2, . . . , an}. Перестановкой элементов множества M называется любой кортеж (ai1, ai2, . . . , ain), состоящий из nразличных элементов множества M.Перестановки отличаются друг от друга только порядком входящих в них элементов. Покажем, что число Pnвсех перестановок множества Mравно n!. Действительно, на первое место в кортеже можно подставить лю- бой из n элементов, на второе место — любой из n − 1 оставшихся и т. д. Для последнего места остается единственный элемент. Поэтому получаем всегоn(n − 1)(n − 2) . . . 2 · 1 = n! перестановок. 166Глава 5. КОМБИНАТОРИКАПример 5.1.1. 1. Расставить на полке 10 книг можно P10= 10! == 3 628 800 различными способами.2. Список студентов группы, состоящей из 25 человек, можно составитьP25= 25! способами. ¤Напомним, что биекция σ: M ↔ M называется подстановкой множе- ства M. Пусть σ — подстановка множества M = {1, 2, . . . , n}. Тогдаσ(k) = sk, где 1 6 sk6 n, k = 1, 2, . . . , n, {s1, s2, . . . , sn} = {1, 2, . . . , n},и поэтому подстановку σ можно представить в виде матрицы, состоящей из двух строк:[σ] ­µ1 2 . . . ns1s2. . . sn¶.Ясно, что если в матрице [σ] переставить столбцы, то полученная матрица будет также определять подстановку σ. Множество всех подстановок мно- жества {1, 2, . . . , n} обозначается через Sn. Для подстановок σ, τ ∈ Snможно определить произведение σ · τ как произведение двух функций. Зная матри- цы подстановок[σ] =µ1 2 . . . ns1s2. . . sn¶и [τ ], переставив столбцы матрицы [τ ] так, чтобы ее первая строка совпала со второй строкой матрицы [σ]:µs1s2. . . snt1t2. . . tn¶,получаем[στ ] =µ1 2 . . . ns1s2. . . sn¶ µs1s2. . . snt1t2. . . tn¶=µ1 2 . . . nt1t2. . . tn¶.Пример 5.1.2. Если [σ] =µ1 2 3 4 2 1 4 3¶, [τ ] =µ1 2 3 4 3 1 4 2¶, то[στ ] =µ1 2 3 4 2 1 4 3¶ µ2 1 4 3 1 3 2 4¶=µ1 2 3 4 1 3 2 4¶. ¤Теорема 5.1.1. Алгебра hSn; ·i является группой. При n > 3 она неком-мутативна. 5.1. ПЕРЕСТАНОВКИ И ПОДСТАНОВКИ167Доказательство. Операция · ассоциативна как операция произведе- ния функций. Легко проверяется, что существует единичная подстановка εс матрицей [ε] =µ1 2 . . . n1 2 . . . n¶и для любой подстановки σ с матрицей[σ] =µ1 2 . . . ns1s2. . . sn¶существует обратная подстановка σ−1, соответству- ющая матрицеµs1s2. . . sn1 2 . . . n¶Если n > 3, то рассмотрим подстановки σ и τс матрицами[σ] =µ1 2 3 4 . . . n2 1 3 4 . . . n¶и [τ ] =µ1 2 3 4 . . . n3 2 1 4 . . . n¶Имеем [στ ] =µ1 2 3 4 . . . n2 3 1 4 . . . n¶, [τ σ] =µ1 2 3 4 . . . n3 1 2 4 . . . n¶, т. е.στ 6= τ σ. Таким образом, группа hSn; ·i некоммутативна. ¤Группа hSn; ·i называется симметрической группой степени n. Число элементов этой группы |Sn| равно Pn­ n!.Подстановка σ называется циклом длины r, если матрицу [σ] переста- новкой столбцов можно привести к видуµs1s2s3. . . sr−1srsr+1. . . sns2s3s4. . .srs1sr+1. . . sn¶.Очевидно, что в этом случае σ задает биекцию, в которой s17→ s2,s27→ s3, . . ., sr7→ s1, а остальные элементы неподвижны. Описанный цикл σобозначается через (s1s2. . . sr).Пример 5.1.3. Подстановка с матрицейµ1 2 3 4 5 6 1 5 6 4 3 2¶является циклом (2 5 3 6), а подстановка с матрицейµ1 2 3 4 5 6 4 5 2 1 6 3¶циклом не яв- ляется, так как из нее можно выделить два цикла (1 4) и (2 5 6 3). ¤Циклы (s1s2. . . sr) и (t1t2. . . tp) называются независимыми, если{s1, s2, . . . , sr} ∩ {t1, t2, . . . , tp} = ∅.Теорема 5.1.2. Каждую подстановку можно однозначно, с точностьюдо порядка сомножителей, представить в виде произведения независимыхциклов. ¤ 168Глава 5. КОМБИНАТОРИКАВ примере 5.1.3 имеемµ1 2 3 4 5 6 1 5 6 4 3 2¶= (2 5 3 6) иµ1 2 3 4 5 6 4 5 2 1 6 3¶= (1 4)(2 5 6 3).Двухэлементный цикл (i j) называется транспозицией. При транспози- ции i-й и j-й элементы меняются местами, а остальные сохраняют свое по- ложение.Теорема 5.1.3. Каждая подстановка есть произведение транспозиций.Доказательство. По теореме 5.1.2 достаточно установить, что любой цикл (s1s2. . . sr) можно представить в виде произведения транспозиций,но легко проверяется, что (s1s2. . . sr) = (s1s2)(s1s3) . . . (s1sr). ¤Пример 5.1.4. (1 2 3 4) = (1 2)(1 3)(1 4). ¤§ 5.2.Размещения и сочетанияПусть M — множество, состоящее из n элементов, m 6 n. Размещениемиз n элементов по m или упорядоченной (n, m)-выборкой, называется любой кортеж (ai1, ai2, . . . , aim), состоящий из m попарно различных элементов мно- жества M. Размещение можно рассматривать как разнозначную функциюf : {1, 2, . . . , m} → M, для которой f (j) = aijПример 5.2.1. Для множества M = {a, b, c} пары (a, b) и (b, a) являются размещениями из 3 по 2, тройка (a, c, b) — размещением из 3 по 3, а тройка(b, a, b) размещения не образует. ¤Число размещений из n по m обозначается через Amnили P (n, m). Пока- жем, чтоAmn=n!(n − m)!= n(n − 1) . . . (n − m + 1)(5.1)(напомним, что 0! = 1). Действительно, размещение m элементов мож- но представить как заполнение некоторых m позиций элементами множе- ства M. При этом первую позицию можно заполнить n различными спосо- бами. После того как 1-я позиция заполнена, элемент для заполнения 2-й позиции можно выбрать (n − 1) способами. Если продолжить этот процесс, 5.2. РАЗМЕЩЕНИЯ И СОЧЕТАНИЯ169то после заполнения позиций с 1-й по (m − 1)-ю будем иметь (n − m + 1) спо- собов заполнения последней, m-й позиции. Перемножая эти числа, получаем формулу (5.1).Пример 5.2.2. Из десяти различных книг произвольным образом бе- рутся и ставятся на полку одна за другой 3 книги. Имеется A3 10вариантов расстановок, где A3 10=10!7!= 10 · 9 · 8 = 720. ¤Cочетанием из n элементов по m или неупорядоченной (n, m)-выборкойназывается любое подмножество множества M, состоящее из m элементов.Пример 5.2.3. Если M = {a, b, c}, то {a, b}, {a, c}, {b, c} — все сочетания из 3 по 2. ¤Число сочетаний из n по m обозначается через Cmn,¡nm¢или C(n, m).Если объединить размещения из n элементов по m, состоящие из од- них и тех же элементов (не учитывая порядка их расположения), в клас- сы эквивалентности, то можно установить биекцию ϕ между сочетаниями и полученными классами по следующему правилу: ϕ({ai1, ai2, . . . , aim}) ­­ {(b1, b2, . . . , bm) | {b1, b2, . . . , bm} = {ai1, ai2, . . . , aim}}. Так как из каждого сочетания C можно получить m! размещений (упорядочивая m! способами элементы из множества C по числу перестановок этого множества), то каж- дый класс эквивалентности содержит m! размещений и, значит, Amn= m!·Cmn,т. е. Cmn=Amnm!. Таким образом,Cmn=n!(n − m)! m!.Пример 5.2.4. Из десяти чисел четыре можно выбрать C4 10=10!6!4!==7·8·9·10 4!=7·8·9·10 1·2·3·4= 210 способами. ¤Число Cmnобладает следующими свойствами:1) Cmn= Cn−mn;2) Cmn+ Cm+1n= Cm+1n+1(правило Паскаля);3) (a + b)n=nPm=0Cmnambn−mдля любых a, b ∈ R, n ∈ ω (бином Ньютона).В силу последнего свойства числа Cmnназываются биномиальными коэф-фициентами.Пример 5.2.5. Из свойства 3 следует, что 2n=nPm=0Cmn. Действительно,2n= (1 + 1)n=nPm=0Cmn1m1n−m=nPm=0Cmn. ¤ 170Глава 5. КОМБИНАТОРИКА§ 5.3.Размещения и сочетания с повторениемРазмещением с повторением из n элементов по m или упорядоченной(n, m)-выборкой с возвращениями называется любой кортеж (a1, a2, . . . , am)элементов множества M, для которого |M| = n.Поскольку в кортеж (a1, a2, . . . , am) на каждое место может претендовать любой из n элементов множества M, число размещений с повторениямиˆP (n, m) равно n · n · . . . · n|{z}m раз= nm:ˆP (n, m) = nm.Пример 5.3.1. Из цифр 1, 2, 3, 4 можно составить ˆP (4, 3) = 4 3= 64трехзначных числа. ¤Определим отношение эквивалентности на множестве размещений с по- вторениями из n по m:(a1, a2, . . . , am) ∼ (b1, b2, . . . , bm) ⇔ для любого c ∈ M число элементов ai,равных c, совпадает с числом элементов bi, равных c.Сочетанием с повторением из n элементов по m или неупорядоченной(n, m)-выборкой с возвращениями называется любой класс эквивалентности по отношению ∼ множества размещений с повторениями из n элементов поm. Другими словами, сочетания с повторениями суть множества, которые состоят из элементов, выбранных m раз из множества M, причем один и тот же элемент допускается выбирать повторно.Число сочетаний с повторениями из n элементов по m обозначается через ˆC(n, m) и вычисляется по формулеˆC(n, m) = Cmn+m−1=(n + m − 1)!m!(n − 1)!.Пример 5.3.2. Число различных бросаний двух одинаковых кубиков равно ˆC(6, 2) = C2 7= 21. ¤§ 5.4.РазбиенияПусть M — множество мощности n, {M1, M2, . . . , Mk} — разбиение мно- жества M на k подмножеств, |Mi| = mi, m1+ m2+ . . . + mk= n. Кортеж(M1, . . . , Mk) называется упорядоченным разбиением множества M. 5.4. РАЗБИЕНИЯ171Если k = 2, то упорядоченное разбиение множества M на два подмноже- ства, имеющие соответственно m1и m2элементов, определяется сочетанием(без повторений) из n элементов по m1или из n по m2(m2= n − m1). Следо- вательно, число разбиений R(m1, m2) равно биномиальному коэффициентуCm1n= Cm2n. Таким образом,R(m1, m2) =n!m1!(n − m1)!=n!m1! m2!.В общем случае число R(m1, m2, . . . , mk) упорядоченных разбиений(M1, M2, . . . , Mk), для которых |Mi| = mi, равноn!m1! m2! . . . mk!, а числоR0(n, k) упорядоченных разбиений на k подмножеств вычисляется по фор- мулеR0(n, k) =Xm1+ ... +mk=n,mi>0R(m1, m2, . . . , mk).Числа R(m1, m2, . . . , mk) называются полиномиальными коэффициентами,поскольку для всех a1, a2, . . . , ak∈ R справедливо соотношение(a1+ a2+ . . . + ak)n=Xm1+ ... +mk=n,mi>0n!m1! . . . mk!· am1 1am2 2. . . amkk.Пример 5.4.1. В студенческой группе, состоящей из 25 человек, при вы- боре старосты за выдвинутую кандидатуру проголосовали 12 человек, про- тив — 10, воздержались — 3. Сколькими способами могло быть проведено такое голосование?Пусть M — множество студентов в группе, M1— множество студентов,проголосовавших за выдвинутую кандидатуру, M2— множество студентов,проголосовавших против, M3— множество студентов, воздержавшихся от голосования. Тогда |M| = 25, |M1| = 12, |M2| = 10, |M3| = 3, (M1, M2, M3) —упорядоченное разбиение множества M. Искомое число R(12, 10, 3) равно25!12!10!3!= 1487285800. ¤Число ˆR(l1, l2, . . . , lr; m1, m2, . . . , mr) разбиений исходного множества Mна k подмножеств, неупорядоченных между собой, среди которых liмножеств 172Глава 5. КОМБИНАТОРИКАимеет мощность mi, i = 1, . . . , r, l1+ . . . + lr= k, m1l1+ . . . + mrlr= n,вычисляется по формулеˆR(l1, . . . , lr; m1, . . . , mr) =n!l1! . . . lr!(m1!)l1. . . (mr!)lr,а число всех возможных разбиений множества M на k подмножеств, неупо- рядоченных между собой, равноXl1+...+lr=k,m1l1+ ... +mrlr=n,mi>0приli>0ˆR(l1, . . . , lr; m1, . . . , mr).1   ...   14   15   16   17   18   19   20   21   ...   29


228
Глава 6. АЛГЕБРА ЛОГИКИ
• Мари: Я больше люблю играть с одним из своих кузенов, чем со своим братом;
• Катрин: Моего отца зовут Пьером;
• Анна: Лучше всего мы ладим с сыновьями дяди Жака;
• Жан: Мой отец и каждый из его братьев имеют меньше, чем по четыре ребенка;
• Франсуа: А у моего отца их меньше всего.

Кто чей отец?
17. Перед выборами три брата вели долгую дискуссию, которую закончили сле- дующими довольно запутанными высказываниями:
• Пьер: Если Жан проголосует за Дюбуа, я буду голосовать за Дюпона;
но если он проголосует за Дюпона, я буду голосовать за Дюбуа; если Жак проголосует за Дюпона, я тоже буду голосовать за Дюпона;
• Жан: Если Пьер проголосует за Дюпона, я не буду голосовать за Дюпона;
но если Жак проголосует за Дюбуа, то я проголосую за Дюпона;
• Жак: Если Пьер проголосует за Дюпона, то я не буду голосовать за Дю- пона.
Подошел день выборов. Все братья проголосовали за разных кандидатов.

За кого именно?
18. Произошла кража, и было задержано трое подозреваемых. Один из них (вор)
всегда лжет; другой (соучастник) иногда лжет, а иногда говорит правду; по- следний (подозреваемый напрасно) вообще никогда не лжет. Дознание нача- лось с вопросов о профессии. Их ответы были таковы:
• Бертран: Я маляр, Альфред — настройщик роялей, а Шарль — декоратор;
• Альфред: Я врач, Шарль — страховой агент; что касается Бертрана, то ес- ли вы его спросите, он ответит, что он маляр;
• Шарль: Альфред настраивает рояли, Бертран — декоратор, а я страховой агент.

Какова профессия соучастника?
19. Три журналиста во время завтрака наблюдали за одним человеком. При этом они сделали следующие записи:
• Жюль: Сначала он выпил виски, затем съел утку с апельсинами и десерт;
наконец, он выпил кофе;

ЗАДАЧИ И УПРАЖНЕНИЯ
229
• Жак: Он не пил аперитив; он съел пирог и грушу;
• Джим: Сначала он выпил виски, затем съел пирог и клубничный щербет,
а закончил завтрак чашкой кофе.
Все, что написал один из журналистов — неправда, другой сделал лишь одну ложную запись, а третий — вообще никогда не лжет. Что выбрал человек на десерт?
20. Жан и Пьер время от времени лгут. Жан говорит Пьеру: “Когда я не лгу,
ты тоже не лжешь”. Пьер ему отвечает: “А когда я лгу, ты лжешь”. Возмож- но ли, чтобы во время разговора один из них солгал, а другой — нет?
21. При подготовке к походу ребята высказали следующие суждения:
• если будет холодно или пойдет дождь, то поход не состоится;
• если будет холодно, то пойдет дождь;
• если не будет холодно и поход состоится, то дождя не будет.

Оказалось, что высказанные суждения сводятся к двум простейшим. Какие это суждения?
22. На вопрос, какая погода будет завтра, синоптик ответил:
• если будет мороз, то снег выпадет только при пасмурной погоде;
• если не будет мороза, но пойдет снег, то погода будет пасмурной;
• не будет ни снега, ни дождя, если небо будет ясным;
• Неверно, что если не будет мороза, то для выпадения снега или дождя достаточно наличия пасмурного неба.

Какую погоду предсказал синоптик?
(Указание. Воспользуйтесь минимальным количеством переменных: если высказывание “Погода будет пасмурной” обозначено буквой П, то противо- положное высказывание “Погода будет ясной” следует обозначить через П.)
23. Саша хочет погулять, но на улице собирается дождь. У него возникают сле- дующие соображения:
• если я надену плащ, то, для того чтобы я надел еще и сапоги, необходимо,
чтобы пошел дождь;
• если я надену сапоги или возьму зонт, но не будет дождя, то плащ надевать не надо;

230
Глава 6. АЛГЕБРА ЛОГИКИ
• неверно, что если я не надену плащ, то я обойдусь без сапог и без зонта только тогда, когда не будет дождя;
• для того чтобы я не надел ни сапог, ни плаща и не взял зонт, достаточно,
чтобы не было дождя.

К какому выводу привели Сашу эти соображения?
24. Относительно погоды на следующий день были высказаны следующие сооб- ражения:
• дождь или пасмурная погода бывают только при повышенной влажности;
• для того, чтобы пошел дождь, необходима пасмурная погода;
• ясную погоду без дождя можно ожидать, если воздух будет сухой;
• если не будет дождя, то достаточным условием повышенной влажности будет пасмурная погода;
• повышенная влажность бывает только при ясной погоде; значит, дождя не будет.
Свести эти высказывания к двум простейшим.
25. Андрей, Ваня и Коля собрались в поход. Были высказаны следующие пред- положения:
• Андрей пойдет в поход только тогда, когда пойдут Ваня и Коля;
• Андрей и Коля друзья, а это значит, что они пойдут в поход вместе или же оба останутся дома;
• чтобы Коля пошел в поход, необходимо, чтобы пошел Ваня.

Когда ребята пошли в поход, оказалось, из трех его утверждений истинны только два. Кто из названных ребят пошел в поход?
26. Миша пригласил свою сестру приехать к нему в гости. После этого он полу- чил от нее три сообщения:
• Я приеду в гости, если только со мной поедет папа;
• чтобы я приехала, необходимо, чтобы меня сопровождала мама;
• либо приедем мы с мамой, либо приедет только папа.

1   ...   21   22   23   24   25   26   27   28   29
Когда приехали гости, оказалось, что из этих трех сообщений истинным было только одно. Кто приехал навестить Мишу?

ЗАДАЧИ И УПРАЖНЕНИЯ
231 27. В коробке лежат шары: большие и маленькие, красные и зеленые, светлые и темные. Из коробки нужно достать шар, удовлетворяющий следующим условиям:
• если шар светлый, то он может быть маленьким тогда и только тогда,
когда он красный;
• шар может быть большим и светлым, если он зеленый;
• если шар большой, то, для того чтобы он был зеленым, достаточно, чтобы он был темным.
Свести эти высказывания к двум простейшим.
28. Студенты узнали, что к ним в группу должен прийти новичок, приехавший из другого города. Обсуждая эту новость, они высказали ряд предположе- ний:
• для того, чтобы новичок был добрым, достаточно, чтобы он был умным и сильным;
• если новичок сильный, то он либо глупый, либо злой;
• если новичок умный, то для того чтобы он был добрым, необходимо, чтобы он был сильным.
Когда эти высказывания были сведены к двум простейшим, оказалось, что из этих условий выполнено только одно. После этого было высказано еще одно суждение: “Необходимое условие доброты — это ум. Значит, новичок умный, но слабый”. Каким был новичок?
29. Сотрудники фирмы обсуждали вопрос о предстоящей командировке. Были высказаны следующие суждения:
• если поедут Иванов и Петров, то надо послать и Сидорова;
• Сидоров поедет только при условии, что поедет Иванов; значит, Петрова послать нельзя;
• надо послать Иванова или Петрова.
Директор сказал, что можно выполнить лишь одно из этих предложений.

Кого хотели послать в командировку сотрудники и кого решил послать ди- ректор?

Библиографический список
[1] Акритас А. Основы компьютерной алгебры с приложениями / А. Акритас. —
М. : Мир, 1994. — 544 с. (Гл. 3)
1
[2] Басакер Р. Конечные графы и сети / Р. Басакер, Т. Саати. — М. : Наука,
1974. — 368 с. (Гл. 4).
[3] Белов В. В. Теория графов / В. В. Белов, Е. М. Воробьев, В. Е. Шаталов. —
М. : Высш. школа, 1976. — 392 с. (Гл. 4).
[4] Гаврилов Г. П. Задачи и упражнения по дискретной математике / Г. П. Гав- рилов, А. А. Сапоженко. — М. : ФИЗМАТЛИТ, 2005. — 416 с. (Гл. 4–6).
[5] Гиндикин С. Г. Алгебра логики в задачах / С. Г. Гиндикин. — М. : Наука,
1972. — 288 с. (Гл. 6).
[6] Горбатов В. А. Фундаментальные основы дискретной математики / В. А. Гор- батов. — М. : ФИЗМАТЛИТ, 2000. — 544 с. (Гл. 1, 2, 4, 6).
[7] Деньдобренко Б. Н. Автоматизация конструирования РЭА / Б. Н. Деньдоб- ренко, А. С. Малика. — М. : Высш. школа, 1980. — 384 с. (Гл. 4).
[8] Ершов Ю. Л. Математическая логика / Ю. Л. Ершов, Е. А. Палютин. — М. :
ФИЗМАТЛИТ, 2011. — 356 с. (Гл. 1, 2, 6).
[9] Кнут Д. Искусство программирования для ЭВМ. Т. 1 / Д. Кнут. — М. :
Вильямс, 2011. — 712 с. (Гл. 4).
[10] Кнут Д. Искусство программирования для ЭВМ. Т. 2 / Д. Кнут. — М. :
Вильямс, 2007. — 828 с. (Гл. 4).
[11] Кнут Д. Искусство программирования для ЭВМ. Т. 3 / Д. Кнут. — М. :
Вильямс, 2007. — 822 с. (Гл. 4).
[12] Кристофидес Н. Теория графов: алгоритмический подход / Н. Кристофи- дес. — М. : Мир, 1978. — 432 с. (Гл. 4).
1
В скобках указаны номера глав настоящего учебника, при работе над которыми эта литература может оказаться полезной.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
233
[13] Кузнецов О. П. Дискретная математика для инженера / О. П. Кузнецов. —
СПб. : Лань, 2009. – 400 с. (Гл. 1, 2, 4, 6).
[14] Кук Д. Компьютерная математика / Д. Кук, Г. Бейз. — М. : Наука, 1990. —
384 с. (Гл. 1–4).
[15] Курейчик В. М. Математическое обеспечение конструкторского и техноло- гического проектирования с применением САПР / В. М. Курейчик. — М. :
Радио и связь, 1990. — 352 с. (Гл. 4).
[16] Лавров И. А. Задачи по теории множеств, математической логике и теории алгоритмов / И. А. Лавров, Л. Л. Максимова. — М. : ФИЗМАТЛИТ, 2006. —
256 с. (Гл. 1, 2, 6).
[17] Лекции по теории графов / В. А. Емеличев, О. И. Мельников, В. И. Сарванов,
Р. И. Тышкевич. — М. : Наука, 1990. — 384 с. (Гл. 4).
[18] Липский В. Комбинаторика для программистов / В. Липский. — М. : Мир,
1988. — 213 с. (Гл. 4, 5).
[19] Логический подход к искусственному интеллекту: От классической логики к логическому программированию / А. Тейз и др. — М. : Мир, 1990. — 429 с.
(Гл. 4).
[20] Мадер В.В. Школьнику об алгебре логики / В. В. Мадер. — М. : Просвещение,
1993. — 128 с. (Гл. 6)
[21] Мендельсон Э. Введение в математическую логику / Э. Мендельсон. — М. :
Наука, 1984. — 320 с. (Гл. 1, 2).
[22] Нефедов В. Н. Курс дискретной математики / В. Н. Нефедов, В. А. Осипо- ва. — М. : Изд-во МАИ, 1992. — 264 с. (Гл. 1, 2, 4–6).
[23] Новиков Ф. А. Дискретная математика для программистов / Ф. А. Нови- ков. — СПб : Питер, 2013. — 432 с. (Гл. 1, 2, 4–6).
[24] Общая алгебра / О. В. Мельников и др.; Под ред. Л. А. Скорнякова. — М. :
Наука, 1990. — Т. 1. — 592 с. (Гл. 1, 2).
[25] Общая алгебра / В. А. Артамонов и др.; Под ред. Л. А. Скорнякова. — М. :
Наука, 1990. — Т. 2 — 479 с. (Гл. 1, 2).
[26] Оре О. Теория графов / О. Оре. — М. : УРСС, 2009. — 354 с. (Гл. 4).

234
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
[27] Рейнгольд Э. Комбинаторные алгоритмы: теория и практика / Э. Рейнгольд,
Ю. Нивергельт, Н. Део. — М. : Мир, 1980. — 476 с. (Гл. 4, 5).
[28] Свами М. Графы, сети и алгоритмы / М. Свами, К. Тхуласираман. — М. :
Мир, 1984. — 454 с. (Гл. 4).
[29] Столл Р. Множества. Логика. Аксиоматические теории / Р. Столл. — М. :
Просвещение, 1968. — 232 с. (Гл. 1, 2, 6).
[30] Фридман А. Теория и проектирование переключательных схем / А. Фридман,
П. Менон. — М. : Мир, 1978. — 580 с. (Гл. 6).
[31] Фудзисава Т. Математика для радиоинженеров: Теория дискретных струк- тур / Т. Фудзисава, Т. Касами. — М. : Радио и связь, 2012. — 242 с. (Гл. 1, 2,
4–6).
[32] Харари Ф. Теория графов / Ф. Харари. — М. : УРСС, 2015. — 304 с. (Гл. 4).
[33] Холл М. Комбинаторика / М. Холл. — М. : Мир, 1970. — 424 с. (Гл. 5).
[34] Чень Ч. Математическая логика и автоматическое доказательство теорем /
Ч. Чень, Р. Ли. — М. : Наука, 1983. — 360 с. (Гл. 6).
[35] Шенфилд Дж. Математическая логика / Дж. Шенфилд. — М. : Наука,
1975. — 528 с. (Гл. 1, 2, 6).
[36] Яблонский С. В. Введение в дискретную математику / С. В. Яблонский. —
М. : Высшая школа, 2010. — 384 с. (Гл. 4, 6).

П р и л о ж е н и е
Варианты типового расчета
Условия задач
1. Докажите тождества, используя только определения операций над мно- жествами.
2. Докажите методом математической индукции.
3. Докажите утверждение.
4. Пусть A = {a, b, c}, B = {1, 2, 3, 4}, P
1
⊆ A × B, P
2
⊆ B
2
. Изобра- зите отношения P
1
и P
2
графически. Найдите [(P
1
◦ P
2
)
−1
]. Проверьте с помощью матрицы [P
2
], является ли отношение P
2
рефлексивным,

симметричным, антисимметричным, транзитивным?
5. Найдите область определения, область значений отношения P . Явля- ется ли отношение P рефлексивным, симметричным, антисимметрич- ным, транзитивным?
6. Является ли алгеброй следующий набор B = hB; Σi?
7. Постройте подсистему B(X), если...
8. Используя многомодульную арифметику с вектором оснований β,
вычислить a + b, a − b, 3 · a, 17
−1
(mod β), 2/13 − 5/19. Каков знак числа x в симметричной системе относительно β?
9. Даны графы G
1
и G
2
. Найдите G
1
∪ G
2
, G
1
∩ G
2
, G
1
⊕ G
2
, G
1
× G
2
. Для графа G
1
∪ G
2
найдите матрицы смежности, инцидентности, сильных компонент, маршрутов длины 2 и все маршруты длины 2, исходящие из вершины 1.
10. Найдите матрицы фундаментальных циклов, фундаментальных разре- зов, радиус и диаметр, минимальное множество покрывающих цепей графа G. Является ли изображенный граф эйлеровым? Является ли изображенный граф планарным?
11. Составьте таблицы истинности формул.

236
ВАРИАНТЫ ТИПОВОГО РАСЧЕТА
12. Проверьте двумя способами, будут ли эквивалентны следующие фор- мулы...
а) составлением таблиц истинности;
б) приведением формул к СДНФ или СКНФ с помощью эквивалентных преобразований.
13. С помощью эквивалентных преобразований приведите формулу к ДНФ,
КНФ, СДНФ, СКНФ. Постройте полином Жегалкина.
14. Найдите сокращенную, все тупиковые и минимальные ДНФ булевой функции f (x, y, z) двумя способами:
а) методом Квайна;
б) с помощью карт Карно.

Каким классам Поста принадлежит эта функция?
15. С помощью карт Карно найдите сокращенную, все тупиковые и мини- мальные ДНФ, КНФ булевой функции f (x
1
, x
2
, x
3
, x
4
), заданной век- тором своих значений.

16. Является ли полной система функций J? Образует ли она базис?
17. С помощью алгебры логики проверьте истинность соотношения для любых множеств A, B, C. Если соотношение неверно, постройте контр- пример.
18. С помощью алгебры логики докажите первое тождество из задания 1.

Смотрите также файлы