
- •Конспект лекций
- •1. Теория множеств.
- •1.1. Множества
- •1.1.1. Свойства подмножеств.
- •1.1.2 Операции над множествами.
- •1.1.3 Алгебра теории множеств.
- •1.1.4 Решение уравнений алгебры множеств.
- •1.2. Кортеж.
- •1.2.1 Проекция множества.
- •1.2.2 График и свойства графика
- •1 .2.3. Свойства графиков.
- •1.3. Соответствия и отношения
- •1.3.1. Прямое (декартовое) произведение множество.
- •1.3.2. Соответствия.
- •1.3.2.1. Свойства соответствий.
- •1.3.3. Отношения.
- •1 .3.3.1. Операции над отношениями.
- •1.3.3.2 Основные свойства отношений.
- •1.4. Решетки.
- •1.4.1 Диаграммы Хассе.
- •1.4.2 Алгебраическое представление решеток.
- •2. Математическая логика
- •2.1. Высказывания
- •2.1.1. Высказывания и операции над высказываниями.
- •2.1.2. Операции над высказываниями.
- •2.2. Формулы математической логики.
- •2.2.1. Формулы равносильности.
- •2.3. Представление произвольной функции алгебры логики в виде формулы алгебры логики
- •2.4. Различные формы представления высказываний
- •2.5. Выполнимость формулы алгебры логики
- •Выполнимые.
- •2.6. Применение математической логики.
- •2.7. Минимизация сложных высказываний.
- •2.7.1. Метод Квайна.
- •2.7.2. Метод минимизирующих карт.
- •2.7.3. Метод минимизации с помощью карт Вейча.
- •2.8. Булевые функции и их свойства.
- •2.8.1. Функциональная полнота. Теорема Поста.
- •2.9. Логика предикат.
- •2.9.1. Логические операции над предикатами.
- •2.9.2. Квантовые операции.
- •2.9.3. Равносильные формулы логики предикатов.
- •2.9.4. Предваренная нормальная форма предиката
- •3. Теория графов
- •3.1. Основные понятия теории графов.
- •Перечислением:
- •Множеством образов:
- •Матрицей инцидентности
- •Матрицей смежности
- •3.2. Эйлеров граф.
- •3.3. Ядро графа.
- •3.3.1. Множество внутренней устойчивости графа
- •3.3.1.1. Алгоритм Магу для определения множества внутренней устойчивости графа
- •3.3.2. Множество внешней устойчивости графа
- •3.3.2.1. Алгоритм Магу для определения множества внешней устойчивости.
- •3.4. Множество путей в графе
- •3.5. Минимальный путь в графе.
- •3.5.1. Алгоритм фронта волны.
- •3.6. Ярусно-параллельная форма графов
- •3.6.1. Алгоритм приведения графа к ярусно-параллельной форме.
- •3.7. Деревья и леса
- •3.7.1. Алгоритм получения дерева из графа
- •4. Теория алгоритмов
- •4.1. Рекурсивная функция
- •4.2. Машина Тьюринга
- •4.2.1. Работа машины Тьюринга
- •4.3. Нормальные алгоритмы Маркова
- •4.3.1. Работа нормального алгоритма Маркова
- •5. Теория автоматов
- •5.1. Законы функционирования автоматов.
- •5.2. Задание автоматов
- •5.3. Минимизация автоматов
- •5.3.1. Алгоритм минимизации автомата Мили
- •5.3.2. Особенности минимизации автомата Мура.
- •5.3.3. Минимизация частичных автоматов.
- •5.4. Переход от автомата Мили к автомату Мура
- •5.5. Переход от автомата Мура к автомату Мили
- •6. Комбинаторика
- •6.1. Основные понятия.
- •6.2. Перестановки.
- •6.3. Размещения.
- •6.4. Сочетания.
- •6.5. Треугольник Паскаля.
- •6.6. Биномиальная формула (бином Ньютона).
- •7. Нечеткие множества
- •7.1. Введение
- •7.2. Основные определения.
- •7.3. Операции над нечеткими множествами.
- •7.3. Наглядное представление операций над нечеткими множествами.
- •7.4. Свойства основных операций над нечеткими множествами.
- •7.5. Алгебраические операции над нечеткими множествами.
- •8. Нечеткая логика.
- •8.1. Лингвистические переменные
- •8.2. Нечеткая истинность
- •8.3. Нечеткие логические операции
- •9. Литература
1.3.2.1. Свойства соответствий.
Соответствие называется функциональным, если его график функционален.
Соответствие называется инъективным, если его график инъективен.
Соответствие называется всюду определенным, если проекция его графика на первую ось совпадает с областью отправления. Пр P1=X.
Соответствие называется сюръективным, если проекция его графика на вторую ось совпадает с областью прибытия. Пр P2=Y.
Соответствие называется биективным (взаимнооднозначным), если оно функционально, инъективно, всюду определенно, сюръективно.
ПРИМЕР.
Д
ано
соответствие <P,X,Y>, где X - множество
конфет, Y - множество фантиков, P - ”быть
упакованным в фантик”. Какими свойствами
обладает данное соответствие?
Данное соответствие
функциональное, так как две и более конфет не может быть упаковано в один фантик;
инъективное, так как одна конфета не может быть завернута в два антика одновременно (брак упаковочной техники не рассматривается);
не всюду определенное, так как существуют сорта конфет, которые продаются без фантиков (зефир, мармелад);
сюръективное, так как фантики без конфет - это мусор;
не биективное, так как является несюръективным соответствием.
1.3.3. Отношения.
Отношением
называется
пара вида
такая, что Ф2
(M2=M
M),где
Ф
- график отношения, М
- это множество, между элементами которого
существует данное отношение.
ПРИМЕР.
Пусть
дано
,
где
,
а график отношения определяется как
.
Это отношение ”X больше Y” на множестве
натуральных чисел. Данное отношение
задано описанием свойств. Перечислением
данное отношение может быть задано
следующим образом:
,
где >
Отношение называется полным, если 2.
Отношение называется отношением равенства, если {<x,xy,y.
Отношение называется отношением неравенства, если 2\.
Запись xy означает, что между x и y существует отношение .
1 .3.3.1. Операции над отношениями.
Пусть даны два отношения и r=R,M>. Над данными отношениями могут быть выполнены следующие операции:
объединение
r=< R,M>.
пересечение
r=<Ф R,M>.
дополнение
разность \r=<Ф\R,M>.
композиция r=<Ф R,M>.
инверсия -1=<Ф-1,M>.
1.3.3.2 Основные свойства отношений.
Рефлексивность.
Отношение называется рефлексивным, если для всех x выполняется условие: xx или .
Антирефлексивность.
Отношение
называется антирефлексивным,
если для всех x
выполняется
условие: xx
(символ ““
означает “не выполняется”) или
.
Симметричность.
Отношение называется симметричным , если для всех x выполняется условие: xy yx или Ф=Ф-1.
Антисимметричность.
Отношение
называется антисимметричным,
если для всех x
выполняется условие: xy
и xy
yx
или
.
Асимметричность.
Отношение называется асимметричным, если для всех x выполняется условие: xy yx или =.
Связность (полнота).
Отношение
называется связным
(полным),
если для всех x
выполняется условие: xy
xy
или yx
или М2\
.
Транзитивность.
Отношение называется транзитивным, если для всех x выполняется условие: xy и yz xz или Ф ФФ.
ПРИМЕР
Какими свойствами обладает отношение =<Ф,X>, где X={1; 2; а},
Ф={<1,1>;<a,a>;<a,2>;<2,2>}.
Определим Ф-1, X:
Ф-1={<1,1>;<a,a>;<2,a>;<2,2>}
X={<1,1>;<2,2>;<a,a>}.
Отношение является:
- рефлексивным, так как XФ;
-
антисимметричным, так как
X;
- транзитивным, так как Ф Ф={<1,1>;<a,a>;<a,2>;<2,2>}Ф;
- несвязное, так как X2\X={<1,2>;<1,a>;<2,1>;<2,a>;<a,1>;<a,2>} Ф Ф-1={<1,1>;<a,a>;<a,2>;<2,2>;<2,a>}.
Отношение называется отношением эквивалентности, если оно рефлексивное, симметричное и транзитивное.
Отношение
называется отношением
нестрогого (частичного) порядка
(
)
, если
оно рефлексивное, антисимметричное и
транзитивное.
Отношение
называется совершенно
нестрого порядка
(
),
если оно
рефлексивное, антисимметричное,
транзитивное и связное.
Отношение
называется строго
порядка
(
),
если оно
антирефлексивное, антисимметричное и
транзитивное .
Отношение называется совершенно строго порядка ( ), если оно антирефлексивное, транзитивное и связное.