
- •1.Множества, подмножества. Операции над множествами и их свойства. Диаграммы Эйлера – Венна
- •2.Покрытия и разбиения множеств. Биномиальные коэффициенты и числа Стирлинга второго рода. Перечисление элементов множеств.
- •3.Представление множеств в эвм. Коды Грея. Мультимножества.
- •4.Отношения и их основные свойства. Композиция отношений.
- •5.Отношение эквивалентности и его свойства. Отношение порядка и его свойства. Матричное представление отношений.
- •6.Функции, их свойства. Представление функций в эвм. Инъекция, сюръекция и биекция, их свойства.
- •7.Подстановки, перестановки, группы подстановок. Представление подстановок циклами.
- •8.Операции на алгебраических структурах. Группы, подгруппы, нормальные группы, их свойства.
- •9.Кольца, их основные свойства. Кольца многочленов, их свойства. Подкольца, идеалы, их свойства. Поля, их основные свойства.
- •10.Графы и орграфы. Простейшие типы графов. Представление отношений графами.
- •11.Матрицы смежности и инцидентности, их основные свойства. Смежностные (реберные) графы.
- •12.Изоморфизм графов.
- •13. Подграфы. Остовные подграфы. Операции на графах.
- •14. Компоненты графа, связность.
- •15.Маршруты, цепи, циклы. Диаметр, радиус и обхват графа. Пути в орграфах.
- •17.Теоремы существования эйлеровых и гамильтоновых циклов.
- •18.Задачи о кратчайшем пути.
- •19. Вершинные и реберные раскраски графа. Хроматический многочлен, хроматическое число и хроматический индекс.
- •20. Планарность. Формула Эйлера. Теорема Потрягина-Куратовского. Теорема о четырех красках.
- •21.Деревья. Матричная теорема о деревьях, подсчет числа остовов.
- •22.Корневые деревья. Задачи о подсчете корневых деревьев. Высота дерева. Числа Фибоначчи, их свойства.
- •23. Кубические деревья. Числа Каталана, их свойства.
- •24.Основные понятия булевой алгебры: булев куб, булевы функции.
- •25.Элементарные булевы функции, их свойства. Существенные и фиктивные переменные. Основные функциональные элементы.
- •26.Формулы. Реализация булевых функций формулами. Принцип двойственности.
- •27.Разложение булевых функций по переменным. Совершенная днф и совершенная кнф.
- •28. Полиномы Жегалкина. Не полностью определенные (частичные) булевы функции.
- •29.Виды днф и кнф: сокращенные, минимальные, кратчайшие, тупико-вые.
- •30. Методы построения сокращенных днф. Минимизация днф. Геометрическая интерпретация. Метод Блейка.
- •31.Метод минимизирующих карт (карт Карно). Реализация булевых функций схемами из функциональных элементов.
- •32. Полнота и замкнутость
- •33.Важнейшие замкнутые классы. Теорема о полноте. Примеры функционально полных базисов.
- •34. Основные понятия о разрешимых и неразрешимых проблемах. Алгоритмы и разрешимость.
- •35. Схемы алгоритмов, схемы потоков данных и использовании теории графов и теории конечных автоматов для их описания.
- •36.Формула полной вероятности.
- •37.Формула Бейеса.
- •38.Формула Бернулли.
- •39.Функция распределения, плотность распределения и их свойства. Связь между ними.
- •40.Числовые характеристики случайных величин.
- •41.Нормальное распределение.
- •42. Метод золотого сечения
- •43.Метод касательных.
- •44.Метод наискорейшего спуска.
- •45.Метод покоординатного спуска.
- •46.Платежная матрица. Нижняя и верхняя цена игры. Принцип минимакса.
- •47.Решение игры в смешанных стратегиях.
- •48.Упрощение игр.
- •49.Игра 2 на 2.
- •50.Игры 2 на n и m на 2.
- •51.Марковский процесс с дискретными состояниями и дискретным временем
- •52.Марковский процесс с дискретными состояниями и непрерывным временем.
- •53.Система массового обслуживания с отказами.
- •54.Система массового обслуживания с ограничением по длине очереди.
- •55.Исчисление высказываний
- •57.Логика предикатов первого порядка
5.Отношение эквивалентности и его свойства. Отношение порядка и его свойства. Матричное представление отношений.
Отношением
эквивалентности
или просто эквивалентностью на X
называется отношение R,
обладающее свойствами рефлексивности,
симметричности и транзитивности. Вместо
часто пишут
.
Подмножество
называется классом эквивалентности
элемента x
по модулю R.
Множество X
является дизъюнктным объединением этих
классов, а множество всех классов
эквивалентности называется фактормножеством
множества X
по модулю R
и обозначается
.
Подмножество T из X, содержащее в точности по одному элементу из каждого R-класса, называется трансверсалом множества X по модулю R.
Антисимметричное транзитивное отношение R называется отношением порядка. Если выполняется свойство рефлексивности или антирефлексивности, то оно соответственно называется отношением нестрого или строго порядка. Если отношение порядка обладает свойством полноты (линейности), то оно называется отношением полного (линейного) порядка. В противном случае оно называется отношением частичного порядка.
Обычно
отношение строго порядка обозначается
знаком <, а отношение нестрого порядка –
знаком
.
В общем случае для обозначения отношения
порядка используется знак
.
Отношение
при
после соответствующей нумерации
элементов множества X
можно представить матрицей
R,
элементы которой определяются следующим
образом:
6.Функции, их свойства. Представление функций в эвм. Инъекция, сюръекция и биекция, их свойства.
Отношение
,
обладающее свойством однозначности
называется
(однозначной) функцией
(отображением). Функция обозначается
следующим образом:
или
.
Также используется запись:
или
,
где x
называется аргументом, а y –
значением функции.
Наиболее
общим представлением функции
в ЭВМ
является ее запись в виде двумерного
массива. Функция m-переменных
представляется в виде
-мерного
массива.
Для представления функций в ЭВМ также используется особый вид процедур, возвращающих единственное значение для данного аргумента.
Для
функции
область определения
,
образ (область значений)
и ядро
определяются соотношениями:
,
.
Функция называется:
инъективной,
если
;
сюръективной,
если
;
биективной, если она инъективна и сюръективна.
Биективную функцию также называют взаимнооднозначной.
Для
конечных множеств X
и Y
классы инъективных, сюръективных и
биетивных функций непусты, если
соответственно выполнены соотношения:
,
и
.
Представление функций в ЭВМ
Наиболее общим представлением функции в ЭВМ является ее запись в виде двумерного массива. Пусть f: А →В, множество А конечно и не очень велико, |A| = n. Наиболее общим представлением такой функции является массив array [A] of В
7.Подстановки, перестановки, группы подстановок. Представление подстановок циклами.
Важным примером биективной функции является биективное отображение n-множества X на себя, которое называется подстановкой (на множестве X).
Подстановкой называется множество равенств
s={x1=t1, x2=t2,…, xn=tn},
где x1,x2,…,xn – различные переменные, t1,t2,…,tn – термы.
Перестановкой из n элементов называются размещения, в которых участвуют все элементы множества Pn
Pn=n!
Множество
G
подстановок,
замкнутое относительно выполнения
операции композиции и содержащее
тождественную (единичную) подстановку
e
и обратную подстановку
(
,
где умножение обозначает операцию
композиции) называется группой.
Отображение
задает
канонический изоморфизм двух групп –
группы подстановок
на множестве X
и группы перестановок
на множестве X.
Перестановку
можно рассматривать как n-набор
или как n-слово
.
Группу
всех подстановок (перестановок) называют
симметрической группой и обозначают
,
а число переставляемых элементов n
называется степенью группы. Число
элементов в конечной группе называется
ее порядком. Для симметрической группы
порядок равен n!.
Другим общепринятым способом представления подстановок (перестановок) является их запись в виде объединения (произведения) циклов
.
Каждый
элемент подстановки встречается в
единственном цикле. Порядок записи
циклов не имеет значения, а цикл может
начинаться с любого своего элемента.
Длина цикла
–
это количество элементов, содержащихся
в нем. Циклы длины 1 называются тривиальными
и соответствуют неподвижным элементам
,
их часто опускают при записи произведения.
Если
подстановка
имеет
единичных циклов,
двойных циклов и. т. д., то она
называется подстановкой циклового
класса
.
Тот
же самый смысл имеет обозначение
,
принятое в теории разбиений, причем
справедливо равенство
.
Если
обозначить
число подстановок
,
имеющих в точности k
циклов, то число
известно как число
Стирлинга первого рода,
причем
называют числом Стирлинга первого рода
без знака.
Если в единичной перестановке поменять местами i-й и j-й элементы, то такая перестановка называется транспозицией. Каждую перестановку можно многими способами представить в виде произведения транспозиций. Четность перестановки совпадает с четностью ее разложения в произведение транспозиций, что легко доказывается по индукции. В группе можно выделить подгруппы четных и нечетных перестановок.
Пара
называется инверсией перестановки
,
если при
имеем
.
Число инверсий перестановки
обозначается через
.
Если
четно, то перестановка
является четной и ей присваивается знак
"+"; если
нечетно, то перестановка
является нечетной и ей присваивается
знак "–". Таким образом,
.