- •1.3.6. Экстремальные характеристики отношения
- •3.2.3. Связь между исчислением высказываний и алгеброй
- •3.2.4. Основные результаты исследования исчисления
- •Предисловие
- •1.1. Понятие компьютинга и дискретной математики
- •1.2. Теория множеств
- •1.2.1. Основные понятия теории множеств
- •1.2.2. Способы задания множеств
- •1.2.3. Операции над множествами
- •1.2.4. Свойства операций над множествами
- •1.2.5. Аксиоматика теории множеств
- •1.3. Бинарные отношения и их свойства
- •1.3.1. Декартово произведение и бинарное отношение
- •1.3.2. Функции и операции
- •1.3.3. Способы задания бинарных отношений
- •1.3.4. Свойства бинарных отношений
- •1.3.5. Типы бинарных отношений
- •1.3.7. Отношение толерантности
- •1.3.8. Операции над отношениями
- •Контрольные вопросы и задания
- •2.1. Фундаментальные алгебры
- •2.2. Алгебра высказываний
- •2.3. Формализация логических высказываний
- •2.4. Таблицы истинности сложных высказываний
- •2.5. Равносильности алгебры высказываний
- •2.6. Булевы функции
- •2.7. Формы представления логических функций
- •2.7.1. Дизъюнктивные нормальные формы
- •2.7.2. Конъюнктивные нормальные формы
- •2.8.1. Законы алгебры Буля
- •2.8.2. Упрощение логических функций
- •2.8.3. Метод Квайна – МакКласки
- •2.9.1. Теорема о полноте системы булевых функций
- •2.10. Построение логических схем
- •Контрольные вопросы и задания
- •Глава 3. Формальные теории
- •3.1. Основные свойства формальных теорий
- •3.1.1. Выводимость
- •3.1.2. Интерпретация
- •3.1.3. Разрешимость
- •3.1.4. Общезначимость
- •3.1.5. Непротиворечивость
- •3.1.6. Полнота
- •3.1.7. Независимость
- •3.2. Исчисление высказываний
- •3.2.1. Интерпретация
- •3.2.2. Правило подстановки
- •3.2.3. Связь между исчислением высказываний
- •3.2.5. Другие формализации исчисления высказываний
- •3.3. Исчисление предикатов
- •3.3.2. Кванторные операции над предикатами
- •3.3.3. Формальное определение исчисления предикатов
- •Контрольные вопросы и задания
- •4.1. Прямые доказательства
- •4.1.1. Правило подстановки
- •4.1.2. Правило вывода
- •4.1.3. Дедукция
- •4.1.4. Математическая индукция
- •4.2. Косвенные доказательства
- •4.2.1. Доказательство «от противного»
- •4.2.2. Доказательство через контрпример
- •Контрольные вопросы и задания
- •Глава 5. Основы комбинаторики
- •5.1. Правила суммы и произведения
- •5.2. Перестановки
- •5.3. Размещения и сочетания
- •5.4. Разбиения
- •5.5. Формула включений и исключений
- •5.6. Рекуррентные соотношения
- •5.7. Производящие функции
- •5.8. Числа Стирлинга второго и первого рода
- •Контрольные вопросы и задания
- •Глава 6. Основы теории графов
- •6.1. Основные понятия
- •6.1.1. Классификация графов
- •6.1.2. Способы задания графов
- •6.2. Операции над графами
- •6.2.1. Удаление вершин и ребер
- •6.2.2. Дополнение
- •6.2.3. Объединение графов
- •6.2.4. Сложение графов
- •6.2.5. Произведение графов
- •6.3. Связность в графах
- •6.3.1. Компоненты связности
- •6.3.2. Вершинная и реберная связность
- •6.3.3. Сильная связность в графах
- •6.4. Цикломатика графов
- •6.4.1. Ациклические графы
- •6.4.2. Базисные циклы и цикломатическое число
- •6.4.3. Базисные разрезы и ранг
- •6.4.4. Эйлеровы графы
- •6.4.5. Гамильтоновы графы
- •6.5. Диаметр графа
- •6.5.1. Основные определения
- •6.5.2. Алгоритм нахождения диаметра
- •6.5.3. Поиск диаметра при операциях над графами
- •6.6. Устойчивость графов
- •6.6.1. Внутренняя устойчивость
- •6.6.1. Внешняя устойчивость
- •6.7. Хроматика графов
- •6.7.1. Хроматическое число
- •6.7.3. Двудольное представление графов
- •6.7.4. Хроматический класс
- •6.8. Преобразование графов
- •6.8.1. Реберные графы
- •6.8.2. Изоморфизм графов
- •6.8.3. Гомеоморфизм графов
- •6.8.4. Автоморфизм графов
- •6.9. Планарность
- •6.9.1. Основные определения
- •6.9.2. Критерии непланарности
- •6.10. Построение графов
- •6.10.1. Преобразование прилагательных в числительные
- •6.10.3. Оценка количества ребер сверху и снизу
- •Контрольные вопросы и задания
- •7.1. Введение в теорию нечетких моделей
- •7.1.1. Принятие решений в условиях неопределенности
- •7.1.2. Основы нечетких моделей
- •7.2. Нечеткие множества. Базовые определения
- •7.2.1. Базовые и нечеткие значения переменных
- •7.2.2. Основные определения
- •7.2.3. Типовые функции принадлежности
- •7.3. Операции над нечеткими множествами
- •7.3.1. Операция «дополнение»
- •7.3.2. Операция «пересечение»
- •7.3.3. Операция «объединение»
- •7.3.4. Операция «включение»
- •7.3.5. Операции «равенство» и «разность»
- •7.3.6. Операция «дизъюнктивная сумма»
- •7.3.7. Операции «концентрирование» и «растяжение»
- •7.3.8. Операция «отрицание»
- •7.3.9. Операция «контрастная интенсивность»
- •7.3.10. Операция «увеличение нечеткости»
- •7.4. Обобщенные нечеткие операторы
- •7.4.1. Треугольные нормы
- •7.4.2. Треугольные конормы
- •7.4.3. Декомпозиция нечетких множеств
- •7.5. Индекс нечеткости
- •7.5.1. Оценка нечеткости через энтропию
- •7.5.2. Метрический подход к оценке нечеткости
- •7.5.3. Аксиоматический подход
- •7.6. Нечеткие бинарные отношения
- •7.6.1. Нечеткие бинарные отношения
- •7.6.2. Свойства нечетких бинарных отношений
- •7.6.3. Операции над нечеткими отношениями
- •7.7. Нечеткие числа
- •7.8. Приближенные рассуждения
- •7.8.1. Нечеткая лингвистическая логика
- •7.8.2. Композиционное правило вывода
- •7.8.3. Правило modus ponens
- •Контрольные вопросы и задания
- •Список литературы
Рефлексивным замыканием |
R1 |
отношения |
R2 |
называется |
R2 U , где U – отношение тождества. |
|
|
|
|
Симметричным замыканием R1 отношения |
R2 |
называется |
||
R I = I . |
|
|
|
|
Транзитивным замыканием |
R1 |
отношения |
R2 |
называется |
R2 R2 [R2 ] R2 [R2 [R2 ]] . |
|
|
|
|
Используя свойства бинарных отношений, можно доказать следующую теорему [2].
Теорема 1.6. Пусть R бинарное отношение на М, R M × M . Тогда:
1)R рефлексивно тогда и только тогда, когда U R ;
2)R симметрично тогда и только тогда, когда R= R−1 ;
3)R транзитивно тогда и только тогда, когда R[R] R ;
4) R антисимметрично тогда и только тогда, когда
R ∩ R−1 U ; |
|
|
5) |
R антирефлексивно тогда и только |
тогда, когда |
R ∩U ; |
|
|
6) |
R линейно тогда и только тогда, когда |
R U R−1 = I , |
где U – отношение тождества, а I – универсум. |
|
Контрольные вопросы и задания
1.1. Даны множества А, В и С. Определить по кругам Эйлера – Венна результат применения операций над ними в указанных трех случаях (рис. 1.19).
A |
A |
|
A |
|
A |
|
|
B |
B |
B |
|||
|
|
|
|
|||
|
C |
|
C |
|
C |
|
|
a |
|
б |
|
|
в |
|
|
|
Рис. 1.19 |
|
|
|
33
1.2. Даны множества I = {a, b, c, d, e, f}, A ={a, c, e}, B={b, d, f}, C={a, b, e, f}. Вычислить результат операций:
A B C ;
A B C ;
A B C ;
(A B) C .
1.3. Даны множества А (треугольник), В (квадрат) и С (овал). Определите через операции объединения, пересечения, дополнения, разности и симметрической разности, чему равна заштрихованная область в указанных четырех случаях (рис. 1.20).
C |
A |
C |
A |
|
|
||
|
B |
|
B |
|
а |
|
б |
A |
A |
C |
C |
|
|
B |
B |
в |
г |
|
Рис. 1.20 |
1.4.Дано множество M={a, b, c, d, e}. Найти все его подмноже-
ства.
1.5.Дано множество M={a, b, c, d, e}. Найти все его собственные подмножества.
1.6.Определить мощность булеана для M = {a, b, c, d, e}.
34
1.7.Определить мощность декартова произведения для M и N,
если |M| = 10, а |N| = 25.
1.8.Построить декартово произведение M и N, если M = {a, b, c}
иN = {a, d, e}.
1.9. Нарисовать круги Эйлера – Венна для A (B / C) ,
A /(B / A) .
1.10. Для заданных множеств I={1,2,3,4,5,6,7,8,9}, A={1,3,5,7,9}, B={1,2,3,8,9} и C={2,3,5,6,9} вычислить множества:
•A ∩ B C ;
•A ∩ B C ;
•A ∩ B C ;
•A ∩ B C .
1.11. Дополните следующие определения.
а) Бинарное отношение T(M), заданное на множестве М, называется отношением эквивалентности тогда и только тогда, когда оно...
б) Бинарное отношение T(M), заданное на множестве М, называется классом эквивалентности тогда и только тогда, когда оно...
в) Бинарное отношение T(M), заданное на множестве М, называется отношением упорядоченности тогда и только тогда, когда оно...
г) Бинарное отношение T(M) заданное на множестве М, называ-
ется отношением строгой упорядоченности тогда и только тогда,
когда оно...
д) Бинарное отношение T(M) заданное на множестве М, называется линейно упорядоченным тогда и только тогда, когда оно…
е) Бинарное отношение T(M) заданное на множестве M, называется отношением толерантности тогда и только тогда, когда оно…
1.12.Построить бинарное отношение R(M) и определить его свойства. M = {1,2,..,10}, R = {(a, b)/ res(b, a) = 0}
1.13.Построить бинарное отношение R и определить его свой-
ства. M = {1,2,..,10}, R = {(a, b)/ res(b, a) = 1}
1.14.Построить бинарное отношение R(M) и определить его свойства. M = {1,2,..,10}, R= {(a, b)/ res(a+1, b) = 0}.
35
1.15.На множестве M1 = {a, b, c, d, e, f} построить бинарное отношение толерантности R, при условии, что (a, b) R; (a, c) R .
1.16.На множестве M1={a, b, c, d, e, f} построить бинарное отношение эквивалентности R, при условии, что (a, b) R; (a, c) R .
1.17.На множестве M1 = {a, b, c, d, e, f} построить бинарное отношение частичного порядка R, при условии, что (а, b) R, (a, c) R.
1.18.На множестве M1 = {a, b, c, d, e, f} построить бинарное от-
ношение линейного порядка R, при условии, что (а, b) R, (a, c) R. 1.19. Дана диаграмма Хассе частично упорядоченного множест-
ва ≤ M (рис. 1.21).
Установите соответствие между экстремальными характеристиками и элементами для выделенного подмножества {c, f, m} и заполните таблицу.
|
|
b |
c |
|
a |
n |
m |
d |
е |
|
|
g |
f |
Рис. 1.21 |
|
|
|
|
|
Минимальные эле- |
|
|
Миноранты |
|
менты |
|
|
|
|
Максимальные эле- |
|
|
Мажоранты |
|
менты |
|
|
|
|
Наибольший эле- |
|
|
Точная нижняя |
|
мент |
|
|
грань |
|
Наименьший эле- |
|
|
Точная верхняя |
|
мент |
|
|
грань |
|
1.20.Дано множество натуральных чисел. Укажите, какие из арифметических действий (сложение, вычитание, умножение, деление) всегда выполнимы на этом множестве?
1.21.Дано множество четных натуральных чисел. Укажите, какие из арифметических действий (сложение, вычитание, умножение, деление) всегда выполнимы на этом множестве?
36
1.22.На множестве натуральных чисел задано отношение равенства (а=b). Какими свойствами (рефлексивность, симметричность, транзитивность) обладает это отношение?
1.23.На множестве натуральных чисел задано отношение больше или равно (а≥b). Какими свойствами (рефлексивность, симметричность, транзитивность) обладает это отношение?
1.24.На множестве нечетных натуральных чисел задано отношение меньше (а<b). Какими свойствами (рефлексивность, симметричность, транзитивность) обладает это отношение?
1.25.Задано множество X={a,{b,c}}. Выделите все элементы и все подмножества для этого множества.
1.26.Задано множество X = {a,{a,b}}. Выделите все элементы и все собственные подмножества для этого множества.
1.27.Задано множество X = { ,{ }}. Выделите все элементы и все подмножества для этого множества.
1.28.Определить свойства бинарного отношения T, заданного на множестве M2 = {a, b, c, d, e, f} (рис. 1.22).
b f
a |
е |
c d
Рис. 1.22
1.29. Определить свойства бинарного отношения T, заданного на множестве M2 = {a, b, c, d, e, f} (рис. 1.23).
b f
a |
е |
c d
Рис. 1.23
37
1.30. Определить свойства бинарного отношения T, заданного на множестве M2 = {a, b, c, d, e, f} (рис. 1.24).
b |
f |
a |
е |
c |
d |
Рис. 1.24
1.31. Даны бинарные отношения А и В, заданные на множестве
M={a,b,c}. Найти: A ∩ B ; A B ; A[B] ; B[A] ; A−1 ; B ; A × B (рис. 1.25).
a |
a |
A |
|
b |
b |
c |
c |
|
Рис. 1.25 |
B
1.32. На множестве натуральных чисел задана операция . Какой может быть эта операция?
а) a |
b = ab; |
б) a b = a + b; |
|
в) a b = a – b; |
|
г) a |
b = a b; |
д) a b = a / b; |
|
е) a b = a2 + b2; |
|
ж) a |
b = NOD(a,b); |
з) a b = a2 – b2;
38
и) a b = –2 (a2 + 2b). |
|
1.33. На множестве рациональных чисел задана операция |
. |
Какой может быть эта операция?
а) a |
b = ab; |
б) a b = a + b; |
|
в) a b = a – b; |
|
г) a |
b = a b; |
д) a b = a / b; |
|
е) a b = a2 + b2; |
|
ж) a |
b = NOD(a,b); |
з) a |
b = MOD(a,b); |
и) a b = -2 (a2 + 2b).
1.34. Дано множество, равное пересечению A ∩ B следующих множеств (рис. 1.26):
A ={(x, y) R2 : x ≥ 0, y ≥ 0, x + y ≤ a} ; B ={(x, y) R2 : 0 ≤ x ≤ a,0 ≤ y ≤ a}.
Укажите, какой графический вид оно имеет?
Рис. 1.26
39