
- •Лекции для студентов группы би-131 по дискретной математике содержание
- •1.1. Основные понятия
- •1.2. Операции над множествами
- •1.3. Алгебраические свойства операций над множествами
- •Тема 2. Элементы комбинаторики
- •2.1. Основные правила комбинаторики
- •2.2. Выборки элементов без повторений
- •Выборки элементов с повторениями
- •2.4. Объединение комбинаторных конфигураций
- •2.5. Бином Ньютона
- •Тема 3. Отношения на множествах
- •3.1. Декартово произведение множеств
- •3.2. Булев куб и его свойства
- •3.3. Понятие отношения
- •3.4. Операции над отношениями
- •3.5. Свойства отношений на множестве
- •3.6. Отношения эквивалентности, толерантности и порядка
- •3.7. Понятие отображения
- •3.8. Алгебраическая операция
- •3.9. Общие сведения об алгебраических системах
- •Тема 4 булевы функции
- •4.1. Основные определения и операции над высказываниями
- •4.2. Типы пф.
- •4.3. Равносильность формул
- •4.4. Дизъюнктивные и конъюнктивные нормальные формы
- •4.5 Алгоритм приведения пф к нормальным формам
- •П рименяя к полученной днф дистрибутивный закон дизъюнкции относительно конъюнкции, получим
- •4.6 Аналитический способ приведения к сднф
- •4.7. Табличный способ приведения к сднф
- •4.8. Табличный способ приведения к скнф
- •4.9. Логическое следствие
- •4.10. Алгоритм проверки правильности рассуждений
- •4.11. Алгоритм определения всех логических следствий из данных посылок
- •4.12. Алгоритм определения всех посылок, логическим следствием которых является данная формула
- •4.13. Полнота систем булевых функций
- •4.14. Полином Жегалкина
- •4.15. Замкнутость
- •4.16. Теорема Поста
- •Тема 5. Многозначные функции
- •5.1. Функции и формулы k-значной логики
- •5.2. Полнота и замкнутость функций k-значной логики
- •5.3. Особенности k – значной логики
- •Тема 6.. Основные понятия теории графов.
- •6.1. Задачи теории графов.
- •6.2. Основные определения.
- •6.3. Степени вершин графа.
- •6.4. Изоморфизм графов.
- •6.5. Матричные способы задания графов.
- •6.6. Основные операции над графами.
- •6.7. Маршруты в графах.
- •Маршруты в неориентированных графах.
- •Маршруты в ориентированных графах.
- •6.8. Связность в графах.
- •В примере 3 граф имеет две сильно связных компоненты. Связность и матрица смежности графа.
- •6.9. Матрица взаимодостижимости.
- •6.10. Деревья Свободные деревья.
- •Ориентированные, упорядоченные и бинарные деревья.
- •Эквивалентное определение ориентированного дерева.
- •6.11. Эйлеровы графы.
- •Алгоритм построения эйлерова цикла в эйлеровом графе.
- •6.12 Гамильтоновы графы.
- •6.13. Планарные графы.
- •6.14. Потоки в сетях. Основные определения.
- •Теорема Форда и Фалкерсона.
- •Алгоритм построения максимального потока в сети.
- •Тема7. Конечные автоматы
- •7.1. Понятие конечного автомата Общие сведения о конечных автоматах
- •7.2 Абстрактное определение конечного автомата
- •7.3. Автоматные функции и эксперименты с автоматами Понятие ограниченно детерминированной функции
- •Моделирование автоматной функции с помощью схемы из функциональных элементов и задержки
- •2.4.3. Пример реализации конечного автомата с помощью сфэз
- •7.4. Эксперименты с автоматами
- •Тема 8. Рекуррентные уравнения
- •8.1. Определение рекуррентного уравнения/ Решение линейного однородного рекуррентного уравнения
- •8.2. Решение линейного неоднородного рекуррентного уравнения
- •8.3. Решение рекуррентного уравнения для чисел Фибоначчи
4.7. Табличный способ приведения к сднф
Используя таблицу истинности, можно составить СДНФ для ПФ. Для этого надо выполнить следующую последовательность шагов.
Шаг 1. Составить таблицу истинности данной ПФ.
Шаг 2. Рассмотреть те строки, в которых формула принимает истинностное значение 1. Каждой такой строке поставить в соответствие элементарную конъюнкцию, причем переменная, принимающая значение 1, входит в нее без отрицания, а 0 – с отрицанием.
Шаг 3. Образовать дизъюнкцию всех полученных элементарных конъюнкций, которая и составит СДНФ.
4.8. Табличный способ приведения к скнф
Используя таблицу истинности, можно составить СКНФ для ПФ. Для этого надо выполнить следующую последовательность шагов.
Шаг 1. Составить таблицу истинности данной ПФ.
Шаг 2. Рассмотреть те строки, в которых формула принимает истинностное значение 0. Каждой такой строке поставить в соответствие элементарную дизъюнкцию, причем переменная, принимающая значение 1, входит в нее с отрицанием, а 0 – без отрицания.
Шаг 3. Образовать конъюнкцию всех полученных элементарных дизъюнкций, которая и составит СКНФ.
Пример.
Привести ПФ
к совершенным нормальным формам. Для
приведения к совершенным нормальным
формам воспользуемся алгоритмами 4.7 и
4.8. Построим таблицу истинности и на ее
основе составим СДНФ и СКНФ.
X |
Y |
Z |
|
Элементарные конъюнкции |
Элементарные дизъюнкции |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
СДНФ :
СКНФ :
( ) ( ) ( ) ( )
4.9. Логическое следствие
Формула X алгебры высказываний называется логическим следствием формул X1, X2, ..., Xn, если импликация X1X2 ... Xn X является тавтологией. В этом случае говорят, что из X1, X2, ..., Xn следует X и этот факт записывают в виде
.
Рассуждения называются правильными, если из конъюнкции посылок следует заключение. Для определения правильности рассуждений по схеме требуется установить тождественную истинность формулы X1, X2, ..., Xn X.
Распространенными схемами правильных рассуждений являются следующие:
– условно-категорический силлогизм;
– условно-категорический силлогизм;
– гипотетический силлогизм.
4.10. Алгоритм проверки правильности рассуждений
Проверка правильности рассуждений или проверка того, что данная формула X является логическим следствием формул X1, X2, ..., Xn осуществляется по следующему алгоритму.
Шаг 1. Образовать конъюнкцию посылок X1, X2, …, Xn.
Шаг 2. Составить импликацию X1 X2 ... Xn X.
Шаг 3. Полученную формулу исследовать на тождественную истинность: если она является тождественно истинной, то X является логическим следствием формул X1, X2, ..., Xn, иначе – не является.
Пример. Если два числа равны, то, как известно, их модули равны. Данные числа не равны. Можно ли из этого заключить, что их модули не равны?
Рассмотрим следующие элементарные высказывания: X= «Два числа равны», Y= «Модули чисел равны». Тогда высказыванию «Если два числа равны, то, как известно, их модули равны» соответствует формула XY, высказыванию «Данные числа не равны» – , высказыванию «Модули чисел не равны» – . Заметим, что вопрос задачи сводится к проверке правильности рассуждений, то есть является ли логическим следствием посылок и X Y:
.
Составив таблицу истинности формулы (XY) , можно увидеть, что она не является тождественно истинной, следовательно, рассуждения не являются правильными, и утверждение «Модули чисел не равны» не верно.
С помощью СКНФ можно решить более общую задачу построения всех логических следствий из данных посылок.