
- •Министерство образования Российской Федерации институт технологии и бизнеса
- •Дискретная математика
- •Оглавление
- •Глава 1. Множества…………………………………………………………………
- •Глава 2. Комбинаторика……………………………………………………………
- •Глава 3. Булевы функции………………………………………………………….
- •Глава 4. Замкнутые классы и полнота……………………………………………
- •Глава 5. Графы и сети………………………………………………………………
- •Глава 6. Теория кодирования……………………………………………………..
- •Глава 7. Теория алгоритмов……………………………………………………….
- •Глава 8. Минимизация булевых функций……………………………………….
- •Глава 9. Синтез схем из функциональных элементов…………………………
- •Глава 10. Автоматные функции ………………………………………………….
- •Предисловие
- •Глава 1. Множества
- •Упражнение
- •1.1. Способы описания множеств
- •1.2. Операции над множествами
- •Упражнение
- •Упражнения
- •1.3. Декартово произведение
- •1.4. Бинарные отношения
- •1.5. Функции
- •Упражнение
- •1.6. Эквивалентность
- •Упражнение
- •1.7. Частичный порядок
- •Упражнения
- •1.8. Мощность множества
- •1.9. Счетные множества
- •Упражнение
- •1.10. Метод полной математической индукции
- •Упражнение
- •Глава 2. Комбинаторика
- •Упражнение
- •2.1. Размещения
- •Упражнения
- •2.2. Сочетания
- •Упражнения
- •2.3. Бином Ньютона
- •Упражнения
- •2.4. Размещения с повторениями
- •Упражнение
- •2.5. Сочетания с повторениями
- •2.6. Принцип включения и исключения
- •Упражнения
- •Глава 3. Булевы функции
- •3.1. Алгебра высказываний
- •3.2. Функции алгебры логики
- •Упражнение
- •3.3. Формулы алгебры логики
- •Упражнение
- •3.4. Алгебра Буля
- •3.5. Эквивалентные формулы
- •3.6. Элементарная конъюнкция. Элементарная дизъюнкция
- •Упражнения
- •3.7. Совершенная дизъюнктивная нормальная форма
- •Упражнение
- •3.8. Совершенная конъюнктивная нормальная форма
- •Упражнение
- •3.9. Принцип двойственности
- •Упражнения
- •3.10. Полином Жегалкина
- •Упражнение
- •Глава 4. Замкнутые классы и полнота
- •4.1. Замыкание множества булевых функций
- •Упражнение
- •4.2. Классы функций, сохраняющих константы
- •Упражнения
- •4.3. Класс самодвойственных булевых функций
- •Упражнение
- •4.4. Класс монотонных булевых функций
- •Упражнение
- •4.5. Класс линейных булевых функций
- •4.6. Три леммы
- •Упражнения
- •4.7. Теорема Поста о функциональной полноте
- •Упражнение
- •4.8. Предполные классы
- •4.9. Замкнутые классы
- •Глава 5. Графы и сети
- •5.1. Степень вершины графа
- •Упражнения
- •5 .2. Способы задания графа
- •5.3. Изоморфизм графов
- •Дополнение графа g имеет в качестве множества вершин множество V, а две вершины в смежны не смежны в g.
- •Упражнения
- •5.4. Подграф, маршрут, цепь, цикл
- •5.5. Связность
- •5.6. Геометрическая реализация графа
- •5.7. Эйлерова характеристика
- •5.8. Теорема Понтрягина – Куратовского
- •Упражнения
- •5.9. Эйлеровы графы
- •Упражнения
- •5.10. Оценка числа графов
- •Упражнение
- •5.11. Деревья
- •Упражнение
- •5.12. Корневое дерево
- •Упражнения
- •5.13. Сильносвязные сети
- •5.14. Суперпозиция сетей
- •Упражнение
- •Глава 6. Теория кодирования
- •6.1. Алфавитное кодирование
- •6.2. Алгоритм Маркова Ал.А. Распознавания однозначности
- •6.4. Коды с минимальной избыточностью
- •Упражнение
- •6.5. Код Хэмминга
- •6.6. Самокорректирующиеся коды
- •Упражнения
- •Глава 7. Теория алгоритмов
- •7.1. Машина Тьюринга
- •Упражнения
- •7.2. Язык конфигураций
- •7.3. Действия над машинами Тьюринга
- •7.4. Вычислимые функции
- •Упражнения
- •7.5. Программа удвоения
- •7.6. Программа перестановки
- •7.7. Программа сжатия
- •7.8. Программы для вычисления
- •7.9. Канторовские нумерации
- •Упражнения
- •7.10. Нумерация машин Тьюринга
- •7.11. Универсальная машина Тьюринга
- •7.12. Алгоритмическая неразрешимость проблемы
- •7.13. Рекурсивные функции
- •Глава 8. Минимизация булевых функций
- •8.1. Интервалы
- •8.2. Сокращенная днф
- •8.3. Тупиковая днф
- •8.4. Метод Блейка сокращения днф
- •8.5. Алгоритм перехода от сокращенной днф к тупиковой
- •Упражнения
- •Глава 9. Синтез схем из функциональных элементов
- •9.1. Функция Шеннона
- •9.2. Схемы из функциональных элементов
- •Упражнения
- •Глава 10. Автоматные функции
- •10.1. Детерминированные функции
- •10.2. Задание детерминированных функций деревьями
- •10.3. Вес дерева
- •10.4. Усеченное дерево
- •10.5. Ограниченно-детерминированные функции
- •10.6. Канонические уравнения
- •10.7. Операции над ограниченно-детерминированными функциями
- •10.8. Полные системы
- •Список литературы
- •692900, Находка, Дальняя, 14
- •692900, Находка, Дальняя, 14
- •692900, Находка, Дальняя, 14
Глава 10. Автоматные функции ………………………………………………….
Детерминированные функции……………………………………………
Задание детерминированных функций деревьями……………………..
Вес дерева…………………………………………………………………
Усеченное дерево…………………………………………………………
Ограниченно-детерминированные функции……………………………
Канонические уравнения…………………………………………………
Операции над ограниченно-детерминированными функциями……….
Полные системы…………………………………………………………..
Список литературы…………………………………………………………………..
Предисловие
Учебное пособие содержит первоначальные сведения в объеме типовой программы по теории множеств, комбинаторике, алгебре логики, теории графов и сетей, теории кодирования и декодирования, теории алгоритмов. Теоретический материал сопровождается упражнениями, снабженными ответами или указаниями к их выполнению. Применяются следующие основные обозначения:
–
множество
натуральных чисел, т.е.
–
множество
целых неотрицательных чисел, расширенное
множество натуральных чисел, т.е.
= {0, 1, 2, 3, …};
– множество
целых чисел, т.е.
= {0, 1,
2,
…};
– множество
рациональных чисел,
={
/
:
,
;
0};
– множество
вещественных чисел;
–
множество
комплексных чисел;
означает
"x
– элемент множества
;
означает
"N
есть подмножество множества
;
;
–
число
сочетаний из
по
;
–
число
размещений из
по
(
r-перестановки
из
);
–
число
сочетаний с повторениями из
по
;
–
число
размещений с повторениями из
по
;
■ – конец доказательства, этот же знак ставится после формулировки теоремы, если её доказательство не приводится;
–
из
предложения
следует
;
– предложения и равносильны;
–
для
любого элемента
из
имеет место предложение
;
–
существует
элемент
из
,
для которого верно утверждение
Глава 1. Множества
Понятие множества используется для описания совокупности предметов и объектов (по Г. Кантору – "многое, определяемое как единое"). При этом предполагается, что объекты данной совокупности можно отличить друг от друга и от предметов, не входящих в эту совокупность.
Отношение
принадлежности
читается "
принадлежит множеству
".
Запись
означает, что
не является элементом множества
Знак ""
является стилизацией первой буквы
греческого слова ""
– есть, быть.
Отношение
включения
множеств
означает, что каждый элемент множества
является элементом множества
.
В этом случае говорят, что
– подмножество множества
.
Употребляется
равносильная
запись
.
Множества
и
называются равными,
если состоят из одних и тех же элементов,
т.е. (
=
)
(
и
).
Множество
А
называется собственным
подмножеством
множества
,
если
,
.
В этом случае пишем
Предполагаем также, что все встречающиеся
множества являются подмножествами
некоторого универсального
множества U.
Свойства отношения включения:
(рефлексивность);
(
) = (антисимметричность);
( ) (транзитивность).
Если
множество
не
является подмножеством множества
,
то существует х
такой, что x
.
Но если
– пустое множество
,
то такого элемента нет. Поэтому считаем
для каждого множества
.