- •Предисловие
- •Введение
- •Раздел I основания математики Глава 1. Элементы теории множеств
- •1.1. Понятие множества
- •1.2. Операции над множествами
- •1.3. Аксиомы и теоремы алгебры множеств
- •Глава 2. Числа
- •2.1. Системы счисления
- •2.2. Классы чисел
- •2.3. Элементы статистической обработки данных
- •2.4. Алгоритмы решения вычислительных задач
- •Глава 3. Элементы математической логики
- •3.1. Понятие высказывания
- •3.2. Операции над высказываниями
- •2.3. Аксиомы и теоремы алгебры логики
- •Раздел II основы математического анализа Глава 4. Функции
- •4.1. Понятие функции
- •4.2. Аппроксимация функций
- •4.3. Предел функции
- •Глава 5. Основы дифференциального исчисления
- •5.1. Производная функции
- •5.2. Свойства дифференцируемых функций
- •5.3. Дифференциал функции
- •Глава 6. Основы интегрального исчисления
- •6.1. Определенный интеграл
- •6.2. Машинные алгоритмы вычисления определенных интегралов
- •Раздел III основы теории вероятностей Глава 7. Понятие вероятности
- •7.1. Элементы комбинаторики
- •7.2. Случайные события
- •7.3. Классическое определение вероятности
- •7.4. Теорема умножения вероятностей
- •7.5. Основные формулы теории вероятностей
- •Глава 8. Случайные величины
- •8.1. Понятие случайной величины
- •8.2. Законы распределения случайных величин
- •8.3. Числовые характеристики случайных величин
- •8.4. Канонические распределения случайных величин
- •8.5. Энтропия и информация
- •Раздел IV. Основные способы и методы защиты информации Глава 9. Основы криптографической защиты информации
- •9.1. Принципы и основные понятия криптографической защиты информации
- •9.2. Основные понятия и определения
- •Глава 10. Методы криптографической защиты информации
- •10.1. Методы перестановки
- •10.2. Метод гаммирования
- •Ответы к задачам
- •Раздел I.
- •Глава 1. Элементы теории множеств
- •Глава 2. Числа
- •Глава 3. Элементы математической логики
- •Раздел II. Основы математического анализа
- •Глава 4. Функции
- •Глава 5. Основы дифференциального исчисления
- •Глава 6. Основы интегрального исчисления
- •Раздел III. Основы теории вероятностей
- •Глава 7. Понятие вероятности
- •Глава 8. Случайные величины
- •Глава 9. Основы криптографической защиты информации
- •Глава 10. Методы криптографической защиты информации
- •Приложение тесты
- •Тест 1. Элементы теории множеств
- •Тест 4. Функции
- •Тест 5. Основы дифференциального исчисления
- •Определенный интеграл
- •Тест 7. Понятие вероятностй
- •Тест 8. Случайные величины
- •Тест 10. Методы криптографической защиты информации
- •Литература
- •Сведения об авторах
- •Королёв Владимир Тимофеевич, Ловцов Дмитрий Анатольевич,
- •Математика и информатика Часть первая
Тест 1. Элементы теории множеств
Задача. Заданы множества А, В, С, (рис. 1). Заштриховать область Q, заданную формулой алгебры множеств номер W.
Q(ABC)(A(BC)).Q(ABC)((CB)A).
Q(ACB)(ABC).
Q(B(AC))(ABC)).
Q(AC)(BC)(ABC).
Q(BC)(A(BC)).
Q((AC)B)(CB).
Q(A(BC))(A(BC)).
Q(ABC)(B(AC)).
Q(ABC)((AC)B).
Q(A(BC))(B(AC))(C(BA)).
Q(ABC)((AB)(AC)(BC))(ABC).
Q(ABC)(ABC).
Q(C(AB))(ABC).
Q((BC)A)((AC)B)(ABC).
Q(AC)(B(AC)).
Q(AB)(ABC).
Q(B(AC))(B(AC)).
Q(ABC)ABC.
Q(ABC)(AB)(AC)(BC).
Методические указания.
Рекомендуем сначала, используя тождества 10 и 10’, а также формулу (1.1), в заданном выражении для Q выполнить замены вида RS(RS), RS(RS), RSR\S, то есть преобразовать выражение для Q к виду, более удобному для построения искомого результата.
Пример. W18.
Q(ABC)(B(AC))(C(AB)).
Решение. Преобразуем выражение для Q:
Q(ABC)(B(AC))(C(AB))10, (1.1)
((ABC)B\(AC)C\(AB)).
Разложим полученное выражение в цепочку простых действий:
DABC,
FB\(AC),
GC\(AB),
HDFG,
QH.
Тест 2. ЧИСЛА
А. Системы счисления
Задача. Выполнить последовательный перевод числа Q из одной системы счисления в другую: 1021610.
Q2009(1)W1W.
Пример. W22. Q2009221987.
Решение. При выполнении преобразования 102, пользуясь табл. 3.1 гл. 3, находим старшую степень двойки, которая умещается в Q1987. Так получим старшую цифру искомой двоичной записи Q. У нас это 110. Вычитаем из Q число 2101024. Далее, двигаясь вниз по степеням двойки (табл. 3.1), получаем очередную цифру двоичной записи Q. Если эта степень k умещается в очередном остатке, то в разряд номер k записываем 1k и вычитаем из остатка 2k, в противном случае в этот разряд записываем 0k, а вычитание не выполняем. Переходим к следующей меньшей степени двойки. Когда заполнен разряд номер 4 искомой двоичной записи Q, ее последние четыре цифры получим из табл. 3.1 как четырехразрядное двоичное изображение остатка меньше 16. У нас это остаток 303021110.
102 |
|||||||||
1987 |
|
110 |
19 |
18 |
17 |
16 |
05 |
04 |
03 02 11 10. |
1024 |
|
||||||||
963 |
|
||||||||
512 |
216 |
||||||||
451 |
11019181716050403021110 |
||||||||
256 |
¦0111¦1100¦0011¦ |
||||||||
195 |
¦7¦C¦3¦7C3. |
||||||||
128 |
|
||||||||
67 |
1610 |
||||||||
64 |
7C372C1307162121613160 |
||||||||
3 |
178219231987. |
||||||||
Перевод 1610 выполняем через полином степеней 16.
Б. Проценты
Задача. Цена на нефть в первый день торгов изменилась на p1 процентов, а во второй – на p2 процентов (см. табл. к тесту 3,б). На сколько p процентов изменилась ее цена за эти два дня?
Здесь: значение pk0 означает, что цена упала, а pk0 – цена возросла на pk процентов (k{1,2}).
Методические указания. Обратить внимание на то, что в этой задаче базы для вычисления процентов в первый и во второй дни различны.
Таблица к тесту 2,б |
|||
W |
p1%, p2% |
W |
p1%, p2% |
0 |
40, 25 |
10 |
15, 40 |
1 |
15, 60 |
11 |
40, 30 |
2 |
20, 50 |
12 |
35, 40 |
3 |
25, 16 |
13 |
20, 10 |
4 |
30, 20 |
14 |
40, 15 |
5 |
25, 24 |
15 |
50, 20 |
6 |
15, 40 |
16 |
20, 10 |
7 |
40, 30 |
17 |
40, 25 |
8 |
35, 60 |
18 |
15, 20 |
9 |
24, 50 |
19 |
20, 10 |
Задача. Используя тождества математической логики, доказать истинность высказывания S номер W.
S((AB)(BA))((AB)(AB)).
S(((AB)(AB))(BA)(AB)).
S((AB)A)(AB).
S((ABAB)(AB)(AB)).
S((B(AB))A).
S((BA)(AB)(AB)(AB)).
S(AB)((AB)A).
S((AB)(AB)((AB)(AB))).
S(AB)(BA)(AB).
S(((AB)(BA))(AB)(AB)).
S((AB)(AB))(BA).
S(((BA)(AB))(AB)(AB)).
S((AB)B)(AB).
S((AB)(AB)).
S(AB)((AB)B).
S((BA)((AB)A))).
S(BA)(AB)(AB)(AB).
S((AB)(AB))((BA)(AB)).
S((AB)(BA)((AB)(AB))).
S((AB)(AB))((BA)(AB)).
Методические указания.
Сначала рекомендуем построить таблицу истинности для высказывания S номер W и убедиться в том, что при любых значениях высказываний A и B значение исходного утверждения S истинно (равно единице). Тогда истинность высказывания S можно доказать аналитически.
Аналитическое доказательство истинности высказывания S номер W состоит в том, чтобы, используя тождества математической логики, упростить исходное выражение до единицы. А для этого следует, прежде всего, выразить его с помощью формул (2.1) и (2.2) в терминах функционально полной системы операций алгебры логики.
Пример. W18. S((AB)(BA)).
Решение. Разложим выражение для S в цепочку простых операций алгебры логики:
DAB, FB, GA, HFG, S(DH).
A |
B |
D |
F |
G |
H |
S |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
Докажем истинность высказывания S аналитически.
S((AB)(BA))(2.1)((AB)(BA))12, 1
((AB)(AB))(AB)C(CC)(2.2)
(CC)(CC)7CC51.
