Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Diskretka

.pdf
Скачиваний:
35
Добавлен:
03.03.2015
Размер:
18.95 Mб
Скачать

Diskretka.doc20.02.2014

 

 

 

 

 

61

 

 

 

 

 

Есравнитьлисоответствующслагаемые(15)и(18),томожноув,чтоионидеть

 

 

 

 

 

 

 

 

S(n,r) (n,

выраодноитожчислоаюте.О псюдаещелучаемодноявноевыражениедля

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r>0)

 

 

 

 

 

1

 

 

n!

 

 

 

 

 

 

 

 

S (n, r ) =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r ! n1

n1 !n2 !...nr !

 

 

 

 

 

 

 

 

+n2 +...+nr =n

 

 

Этаформупригоднане практическихля вычис

 

 

 

n1

,n2 ,...nr >0

 

лений S(n,k),таккакона

 

 

 

 

 

 

 

 

предполагаетзнаниевс хшений

 

 

 

уравнения(14)или(17).

 

 

 

 

 

ЭффективныйспособвычиселСтирлингаления2

 

 

 

 

 

-городаиизучениеихсвойств

 

 

связаноустановлениемрядареккуресоотдлятныхошений

 

 

 

 

 

 

S(n,k).

 

 

Теорема. S(m,n) = S(m-1,n-1) + n S(m-1,n)

 

теоретико-множественным и

Комбчиможносланаторныеизучатьдвумяспособами:

 

 

 

 

 

 

алгебраическим.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЧислаСтирлинга2

 

 

-города (ДжеймсСтирлинг(1699

 

 

-1770))

 

 

 

 

Комбчисланаторные

S(n,k) называются числаСтирлинга2

 

-города,

акомбинаторные

числа B(n) - числамиБелла

.Этичисласвязанысоотношением:

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B (n) = S (n, k )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k =0

 

 

m-элемножестватного

 

n

 

 

 

числом

Числоразбиений

 

 

 

блоковназывается

Стирлинвторородагао

 

 

иобозначаются

S(m,n)

 

 

-го рода S(n,k).

 

НайдемявнуюформулудляопределениячиселСтирлинга2

 

 

 

 

 

 

 

Поопределению

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S(m,0) = 0

при m > 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S(m, m) = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S(0, 0) = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S(m,n) = 0

 

при n > m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЧислаСтирлинга1

 

 

-города

 

 

 

 

 

 

 

m предметовпо

n ящикам,

Числосюръективныхфункций,тоестьчислоразмещений

 

 

 

числомСтиперлингаодавого

 

таких,чтовсеящикиза,назятывается

 

 

 

 

 

 

 

иобозначаются

s(m,n).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЧисБеллао

 

(ЭрикТемплБел(1883

 

 

-1960))

 

 

 

 

 

Чивсразбиенийехло

 

m-элементногоножестваназываетсячисломБелла

 

 

 

 

 

обозначается B(m):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЧисБелла

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B(0) = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B(1) = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B(2) = 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B(3) = 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B(4) = 15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B(5) = 52

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B(6) = 203

 

 

числоБелла

B(n),котороеозначаетчивслоевозможныхвариантов

 

 

Такжесуществуют

 

 

разбиениямножества

n

 

M нанепустыеодмножества.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B (n) = S (n, k ))

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k =0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Утверждение1.

Дляопределения

S (n,k) сущрествуеткурформулаентная

 

S(n,k) =

S(n-1,k-1) + k S(n-1,k).

Diskretka.doc20.02.2014

 

 

62

 

Доказательство.

 

 

 

M: card (M) = n

 

 

 

M = {a1,a2,…,an}\

 

 

 

M {an}

 

 

{an} к M:

 

Существуетдваспособаприсоединения

 

 

1)Пусть M былоразбитона

k-1 непустыходмножества,тогда

{an} можнобыл

присоединитьотдельным

k-подмножеством.

 

 

2)Множество

M {an} былоразбитона

k непустыходмножества,тогдаэлемент

{an}

можнобылприсоединитьклюбомуизужесуществующихподмножеств.Всего

 

 

k

вариантов.

 

 

 

 

Метпроизводящийфункций

 

 

 

 

Этотмеиспооддлперечияьзуеткомбсчустановлениянаторныхсел

 

 

 

комбинаторныхждеств.

 

 

{ai} комбчинаторныхсел

Исходнымпунктявляютсяследовательностьм

 

последовательностьфункций

i(x)} (i = 0, 1, …).

 

Рассмотримряд

 

 

 

 

 

 

 

 

aiϕi (x),

 

 

 

 

i =0

 

 

{ai} конечна,т..

0≤ i ≤ n, будет

который,вслучае,когдапоследовательность

 

многочленом.

 

 

 

 

Приопределеограниченияхдаряднныбудетсходящимсяйтогдаонв

 

F(x):

 

некоторойобластибудетзадаватьфункцию

 

 

 

F (x) = aiϕi (x)

i =0

Этафункцияназываетсяпроизводящейфункцией.

Пример1.

a

n

(i=0,1, …, n), φi(x)-xi

 

=

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

Вэтомслучаеиме м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1 + x)n

ВкачествепроизводящейфункцздесьбудетНьютонаном.

 

 

 

Спомощьюпроизводящейфункцииустановимтождество

 

n n 2

(1

n

 

n n

i

2n

 

=

 

 

=

 

+ 1)

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i =0 i

 

n

i =0 i

 

Дляэтоговозьмемтождество

n n xi

= i i =0

(1 + x)2n = (1 + x)n (1 + x)n

Оноэквивалентнотождеству

 

 

 

 

 

 

2n 2n

n

n

n

n

 

 

xi =

 

xk

 

xm

 

 

 

 

i =0 i

 

k =0 k

m=0 m

 

Сравниваякоэффпр циенты

 

 

 

xn,получим

2n

=

n n n

 

=

n n 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

k =0 k n k k =0 k

Пример1.

Diskretka.doc20.02.2014

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

63

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Применениеметодапроизвфункции, офункциядящейгдаопределяетсястепенным

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рядом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fn называется числамиФибоначчи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Последовательностьчисел

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,задаетсярекуррентными

 

 

соотношениями fn = fn-1+ fn-2

и f0 = f1 = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Возьмем φn(x) = xn

 

(n = 0,1, 2, …).Сэтойпоследовательностьюсвязанряд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fn xn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

≤2 n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n =0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

которыйвсилу

 

 

 

 

 

 

fn

(поскольку

 

 

fn

 

≤2 fn-1

)сходитсяп

 

 

 

 

ри │x│½<

иопределяет

производящуюфункцию

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F(x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F (x) = fn xn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таккак

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n =0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xF (x) = fn1xn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 F (x) = fn 2 xn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n =2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xF (x)+ x2 F (x) = ( fn1 + fn2 )xn + x = F (x)1

 

 

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1-x-x2)F(x) =1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отсюданаходимявныйвидпроизводящейфункции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F(x):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F (x) =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решуравнениея

 

 

 

x2 + x – 1 = 0 находимегок рни

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

=

 

1 ±

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найдемразложение

 

 

 

 

 

 

F(x) наэлементарныедроби

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x x

2

 

 

 

 

x x

x x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Имеем ax2 + bx1 – (a + b)x = -1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Этосправедливо,если

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a = - b

и b = −

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1 x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Далее,воспользовав

 

 

 

 

шисьформдлясуммыбывающейлойгеометрической

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

прог( рессии

 

 

 

 

 

 

x

 

< 1,

 

 

x

 

< 1, )получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1 1

 

 

 

 

1 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x x2 = 5

x x

x

x

=

 

 

 

 

5 x

 

 

 

 

 

x

 

 

 

x

 

 

x

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

x

 

n

 

 

 

1

x

n

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

x2n +1 x1n +1

1

 

 

 

 

n+1

n +1

 

n

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

[(x2 )

(x1 )

]x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x x

 

 

 

n +1

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

n =0 x

 

 

 

 

 

n =0 x

 

 

 

 

 

 

 

 

5 n =0

)

 

 

 

 

 

 

 

 

5 n =0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

откуда

Diskretka.doc20.02.2014

 

 

 

 

 

 

 

 

 

64

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n+1

 

 

 

n+1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

+ 5

 

 

1 −

5

 

 

 

 

f

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чтодаетявноевыражениедлячиселФибоначчи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольныевопросы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1Ч.тао

коекомбинаторикадлячегоужна?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2Чтоназывается. :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— перестановкой п-элементногоножества;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— размещениемиз

 

п элементовпо

 

 

 

т элементов;

 

 

 

 

 

 

— сочетаниемиз

п элементовпо

 

т элементов?

 

 

 

 

 

 

3Вчемотличие. размп щрестановок?ний

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4Вчемотличие. сочет

 

анийотразмещений?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5Сколькими. спосразжнобатримкестнакнигиполкетьжной?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6Запишите. формулудлявычисочетанийслаенияэлементов,исполь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

зуемуюв

формулебиномаНьютона.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7Как.найтичислоперестановокповторениями?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8Сколько. существ

 

уетпятизначныхчисел,укоторыхкаждаяследующаяцифра:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

—меньшепредыдущей,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— большепредыдущей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9Сколько. прямыхможнопровестичерез

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п точек,еслинитриизакиеннележатх

 

наоднойпрямой?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10Сколькоразных. словможносоставипересбуквтановкойь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

словечачача« »?

 

11Вычи. :а(+с)2;bалите++с)3(b.+

 

C1p + Cp2 + ... + Cpp1

 

 

 

 

 

 

 

12Покажите. ,чтосумма

 

делитсянар,гдер

 

 

 

— простчисл. ое

 

13Докажи. свойсбиномиальныхткоэффициентовва.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14Какая.разницамеждудекартовымквадранекоторогонепом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

устогомно

жества

AимножествомвсехдвухэлеподмножествентныхA?

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15Скольотношений. эквиваленможпоснтмаонор,кожествеииь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

торое

состоитиздвух,тр,четырэлемх?Сколькоебинарныхнтовотно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

шенийможнозадать

 

намножествеизп

элементов?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16Сколькосуществует. функцийизмножестваAмножествоВ,если

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\А\ =т,а|B| =

n?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лекция№

6

Всамойматематикеглавныесреддоистинываигнуть

 

 

 

 

индукцияаналогия.

Лаплас,Опытфилософеориии

 

 

 

 

.

 

 

 

вероятностей,М., 1908,стр.7

 

 

АЛГЕБРАСИСТЕМАЧЕСКЯ

 

 

Алгебраическаясистема

A назысоваетсяокупность

 

 

Алгебраическойсистемой

‹M,O,R›,перваясоставляющая

 

которой M естьнепустоемнож,втораякомпствонента

O – множествоалгебраической

 

опе,тркомпонентаацийетья

 

R – множествотношений

намножестве M.

 

Diskretka.doc20.02.2014

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

65

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пояснение.

 

 

 

M алгебраическойсистемы

 

 

A называют

несущим,или

 

основным

 

1Множество.

 

 

 

 

 

множеством.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2Совокупность. алгебраическихоперацийотношенийалгебраическойсистемы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

называют сигнатурой Σ. Вэтомслучаеалгебрсистемаз ическаяписывает

 

 

 

 

 

 

сяпарой

‹M,Σ

.› .

 

3Алгебраическая. система

 

 

 

 

 

 

 

‹M,O› называется универсальнойалгеброй

 

 

 

 

(илипросто

 

алгеброй),еслинаосновноммножестве

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M множествотношений

 

 

R пусто.(е.

 

 

R = ).

 

 

 

4Алгебраическая. система

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

=

‹M,R› называется реляционнойсистемой

 

(или

моделью),еслинаосновноммножествезаданыMтолькоотношенияR..вэтом(случае

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пустомн жперацийство

 

 

 

 

O,чтоозначает

 

O = ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M,

 

Пример1Алгебраич. системойявляаксиоскойтсятеорияматичнож‹ ествкая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, -, ›где( O = {

 

, -} – множизоперацийобъединенияство

 

ния .

 

 

иоперацийдополнения

 

 

-,

аUR = {

 

состоящееиз нвключешения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

} – множес,

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

I

 

 

 

 

 

Пример2.

 

АлгебраКантора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(алгебрамножеств)

 

 

-

 

‹B(M),

,

,несущим

множествомявляетсябулеан

 

 

 

 

 

B(A) (т.е.множествовсехподмножествдан гожества

 

 

 

 

 

 

 

 

U),

амнопжествомраций

 

 

 

 

O = {

U

,

I

, -} -,булевыоперацииобъед нения

 

 

 

U

,пересечения

I

и

дополнения -.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример3Мет. пространствоическое

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

‹M,R›,где

R – метрика,являетсяреляционной

 

 

 

 

системой.Пояснение.

 

 

 

Пространство

множестбъектточек)(введеннымв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

отношениточкамимеждуопенадрациямиэле ножестваентами.Метрическое

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х срасстоянмеждунимием

 

 

 

d≥0 ,удовлетворяющее

пространство – этомножествоточек

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тремаксиомам:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d=0 тогдаитолькотогдакогда,

 

 

 

 

x=y.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1Аксиома. ид

 

 

 

ентичности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2Аксио. сим. метрииа

 

 

 

 

d(х, y)=d(y,x).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3Аксиома. треугольника.

 

 

 

 

d(х,

 

 

 

 

y)=d(y,z)+d(z,y), где x, y, z X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расстояние d(х,

y) называется метрикой,апара

 

‹X,d› - метпространствомическим

 

 

.

 

Замыкание иподалгебры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

φ,

 

 

 

 

 

Подмножество

X M называетсязамкотнутымоперациисительно

 

 

 

 

 

 

 

 

если

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1,..., xn X ,ϕ(x1,..., xn ) X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если X замкотнвутосехительно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ϕ Σ,то

X ;Σx

 

 

называется

подалгеброй

алгебры

M ;Σ ,где

Σ

 

= {ϕ X

}, ϕ X

 

 

= ϕ

 

 

, k = ni/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

i

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример1.

Алгебра

R;+,

 

- поледействительныхчисел.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тип – (2,2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Всеконечныеподмн,кроме{0},незамкжестваотнутысложосивстельнония

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

конечныеподмножест

 

 

 

ва,кроме{0}и{0,1},незамкотнуосительтымноже. ниео

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кольцо целыхчисел

 

 

Z;+,

 

 

 

образуетподалгебрураци,соответственноональных,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вещественныхчисел.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример2

.Алгебра

2M ; ,,

 

 

 

 

 

- алгебраподмножеств

надмножеством

 

 

M.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тип – (2,2,1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приэтом

X M 2X ; ,,

 

 

 

 

 

- подалгебра.

 

 

 

 

d

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример3

.

 

Алгебрагладкихфункций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

{f

 

f : R R};

 

,где

 

 

 

-

операция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дифференцирования.

Множествополиодпеременноймов x образуетпод алгебрукоторая обозначается R[x].

Тип – (1).

Diskretka.doc20.02.2014

66

Теорема. Непересечениеустоеподалгебробразуетподалгебру.

Доказательство.Пусть

Xi X i - подалгебраалгебры

 

M .Тогда

 

 

i j,ϕ X i

(x ..., x

) X

i

jϕ X i (x ,..., x

) X

i

 

 

 

j

1

n

 

 

j

1

n j

 

 

 

Замыканиеммножества

 

X M

 

относительносигнатуры

 

 

 

Σ (обозначается [X]Σ)

называетсямножествовсехэлементоввключая( самиэлементы

Σ.

 

 

 

 

 

 

 

 

X),котмополучитьрыежно

 

из X,примоперацииизняя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Морфизмы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Извышеопредслеив,чтокаждаялуетеналгебраиченыхий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

скаяструктура

выделяетклассотображмеждуобъсданнойнийктамиструктурой,согласованных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

операциямиэтойструктуры.

 

 

 

 

морфизмами.Изоморфизммножествбыл

 

 

Такиеотображенияназываются

 

 

 

 

 

рассмотренвыше.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гомоморфизмы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A = A;ϕ1,...,ϕm и

Алгебрысразлтиимеютпамичными

 

 

 

 

различноестроение.Пусть

 

 

 

 

B = B;ψ1,...,ψm - двеалгебрыодинаковоготипа.Есуществуетли

 

 

 

 

 

 

 

f: A → B,такаячто

 

 

i 1..m, f (ϕi (a1,...,an )) =ψi ( f (a1 ),..., f (an )),

 

 

тоговорят,что

f - гомоморфизм из A в B (гомомуважает« »операциирфизм)

 

 

 

 

Пусть A = A;ϕ , B =

B;ψ ,типи= (1)

 

 

f: A → B.Действиеэтихфункций

 

изобразимспомощьюследиаграммыу: щей

 

 

 

 

 

 

φ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A → A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f↓↓

f

 

 

 

 

 

 

Пусть f – гомоморфизм.Есливзятьконкретное

 

B → B

 

a A

идвигатьсяп

одвум

 

 

 

 

 

 

различнымпутямнадиаграмме,тополучитсяодинтотжеэлемент

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b B (таккак

f(φ( a)) =

ψ( f(a))),т.е.диаграмма

коммутативна.Коммутдиаграмман тизыпотомув,чтнаетсяй

 

 

 

 

 

 

услгомомовиеможнопереписатьтакфизма

 

 

 

 

f !ϕ =ψ ! f

 

 

 

 

 

 

где ! - суперпозицияфункций.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотримморфизстороныдругой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

φ: A → B

Пустьданылгебраическиесистемы

 

 

 

A =

A, B =

B.Отображение

называетгомоморфизмомсисятемы

 

 

A вс

истему B,есливыполняследуусловия:ютсящие

 

 

 

1) длюбогояфункциональногосимвола

 

 

 

 

 

f(n) Σ , соответствующихфункций

fА и fВ в

системах A и B илюбых

a1, a2, …, A выполняется

 

 

 

 

 

 

 

 

ϕ( fA (a1, a2 ,...,an )) = fB (ϕ(a1 ),ϕ(a2 ),...,ϕ(an ),)

 

 

2)длюбогояп

редикатногосимвола

 

 

P(n) Σ соответствующихпредикатов

 

PА и PВ

всистемах A и B илюбых a1, a2, …,an A выполняется

 

 

 

 

 

 

(a1, a2 ,...,an ) PA (ϕ(a1 ),ϕ(a2 ),...,ϕ(an ),) PB

 

 

 

 

 

 

 

Если φ: A → B – гомоморфизмто,будемегообозначать

 

 

 

 

 

φ: A B

 

Пригомоморфиз месохраняюдействийоперацийношенияся.Этозволяет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

переноизучениесвсоитьйствднойсистемынадругую.

 

 

 

 

 

 

 

 

N10

+{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}, а + 10 -

Пример.Пусть

A = N;+ , B =

 

N10;+ψ10

,где

сложениепомодулю10Тогда.

f:=a mod 10 - гомоморфизм

 

A в B.

 

 

 

Гом,обладающморфизмдополнсвойимеют, йтельнымиствамипециальные

Diskretka.doc20.02.2014

 

 

 

67

 

 

 

 

 

 

 

названия.

 

 

 

 

 

 

 

мономорфизмом.

 

 

 

Гомом,которыйявляетсяинъекциейфизм,называется

 

 

 

 

 

 

 

Гомом,которыйявляетсясюръекцифизм,называетсяй

 

 

 

 

 

эпиморфизмом.

 

 

 

Гомоморфизм,которыйявлябие,называетсякцией

 

 

 

 

изоморфизмом.

 

 

 

Если A = B, тогомоморфизмназывается

 

 

эндоморфизмом,

аизоморфизмназывается

 

 

автоморфизмом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фундаментальныеалгебры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Намножестве

 

М можетбытьзаданомногоразличнопераций.Чтобыв хделить

 

 

 

 

 

 

однуизниспользуютхобычноскобки

 

 

<М, *>

иговорят,что

операция * определяетна

М

алгебраическуюструктуру

 

.Так,наприм, множец чилыхрпомимоствеелорошо

 

n и m можноввестимногодругих,

 

 

известныхоперацийсложенияумноженияцелыхчисел

 

 

 

 

 

 

 

например,операцию

сутькотовсройтоитледующем

 

 

m○n = n m - 3n ит.п.

<М, *>;

 

Взависимостиотоперацииполучаемразличныеалгебраическиеструктуры:

 

 

 

 

 

 

 

<М, +>;М, <

 

х>;М,○><

 

.Этобинарныеоперации,нооперациимогутбытьвобщемслучае

 

 

 

 

 

 

 

n–арными:при

n = 1 – унарные,при

n = 2 – бинарные,при n = 3 – тернарные ит.д.иих

 

комбинации.Т киелгструктурыбраическиесоставляютспециальнуютеорию

 

 

 

 

 

 

 

 

 

универсальалгебр.Изучениеобщемвидеалгебрыхдлянаснеп едставляет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

практическогоинте,поэтомусмот

 

 

 

римнаиболеечастоиспол,гебрытьзуемые..

 

 

 

 

фундамалг. ентальныебры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подведемитогсказанному.Алгебра

 

 

A =

A;Σ

этос вокупность

A носителя

сигнатуры Σ.

Носитель A – этомноже,котосроежеттвоостоятьизнесколькихмножеств,

 

Σ такжеявляетсямножеством,

 

 

тогдаалгебрабудетназываться

 

многоосновной.Сигнатура

 

 

элементамикоторогоявляютсямножества

 

 

 

{F1,i1 , F2,i2 , …,Fn,in,},гдеп индексрвыйуказывает

ции F2,i2

местностьоперации,второйиндексуказываетпорядкномер,напримеропера, вый

 

 

 

 

 

 

 

бинарные операции,номерданнойоперации

 

i2,где

i2 призначенияимает

1, 2, …, n2.

 

 

Алгебсунаоперациямиными

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Самыепростыеалгебры

 

A =

A; F1,i

– этоалгебрысунарнымиоперациями

 

 

F1,i1,

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

где i1 призначенияимает

 

1, 2, …, n1.Этиоперацииопределяютсвойстваэлементовисамой

 

 

 

 

 

простойалгебройбудеталгебра,когд

 

 

 

i1 = 1,т.е.

A = A;{f1} .

 

 

 

 

 

Алгебрысбинарнымиоперациями

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бинарныеалгебрыимеютвид

 

 

A =

A; F2,i2

– этоалгебрысбинарнымиоперация

 

 

ми

F2,i2,где

i2 призначенияимает

1, 2, …, n2.Изэтихалгебрсамойпростой

 

 

будуталгебрыс

 

однойбинарнойоперацией,т..

 

A =

A; F2,1 ,где

A = M ×MF2,1 =*, т.е.

*: M×M M.

Рассмотримболее

подробноэтиалгебры.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алгебрысоднойбинарнойоперацией

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пустьнамножестве

М задаодбинарнопер.Рассмотримпорождаемыеция

 

 

 

 

 

еюалгебры,предварительнорассмотрнекоторыесвойствабинарныхмопераций.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бинарноперация

 

* намножестве

М называется ассоциативной,если

a*(b*c) =

(a*b)*c длявсех

a, b, c

принадлежащихмножеству

 

М.

 

 

 

 

 

 

Бинарноперация

 

* намножестве

М называется коммутативной,если

a*b = b*a

длявсех

a, b

принадлежащихмножеству

 

 

 

М.Требованиякоммутативности

 

 

ассоциативностинез

ависимы,т.изассоциативностинеследуеткоммутативностьнаоборот.

 

 

 

 

 

 

 

Пример.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Diskretka.doc20.02.2014

68

 

 

 

 

 

1На.множецелыхчиствеел

n и m заданаалгебраическаяструктура

 

<М, *> такая,

что n*m = -m – n = .Этаалгебраическаяструктуракоммутаточевидноа,что

 

 

n*m = -n – m

= -m – n = m* n,нонеассоциативна:

 

 

 

 

 

 

m*(n*p) = -m - (n*p) = -m - (-n - p) = -m + n + p;

 

 

 

 

(m*n)*p = -(m*n) – p = -(- m - n) – p = m + n – p

 

 

 

 

Такимобразом

m*(n*p)≠ ( m*n)*p,т.е.этаалгебраическаяструктуране

 

 

 

 

ассоциативна.

 

Мn(R) всехквадр

 

 

n>1 накотором

2Рассм. множествотрим

атныхматрицпорядка

 

заданаоперацияумнЧв бычнсмыслежения.Такпостроеннаяалгебраическаяструктура

(докажите)

 

 

 

 

 

ассоциативна,нонекоммут. тивна

 

 

 

 

 

 

Назсвоанияперациййствбудутприсваисоответствующима ься

 

 

 

 

 

алгебраическимструктура

м <М, *>,

т.е.коммутативнаяилиассоциативнаяалгебраическая

 

 

 

 

сисилитодругоеемаодновременно.

e множества М, котможетбытьрыйтолькоодин,

 

 

 

Рассмотримещеодинэлемент

e

 

 

еслионсуществуетнаданнойалгебраичруктуре.Этотэл ментской

 

 

e М,

называется

нейтральединичнымили.Ообладаетсвойс: вами

 

-первых,

аво -вторых,для

 

любогоэлемента

m М выполняеравенстсяво

'e*ММ*=

e' М=

,где

'e,

e' -

соответстлевыйипранейтральныйвенноэлеме

 

нт.

 

 

 

 

Полугруппа

 

 

 

 

 

 

Множество М сзаданнойнанембинарной

ассоциативной операцией f2 называется

полугруппой <М,

f2>.Пусть S

полугруппанаалгебраическойструктуре

 

 

f2

≡ * .

Подмножество S' S называется подполугруппой,

если а* b S' длявсех

а, b S',тогда

подмножество S' замкнутоотноперациисительно

 

*.Дляполугруппыд юбыхя

a, b, c

принадлежащих М выполдлябинарнойоперациияетсяуслов е

 

 

 

 

 

a * (b * c) = (a * b) * c

 

 

Пример

1. Множествонепустыхслов

A+ валфавите

A образполугруппует

относитбинарнойоперациильно

конкатенации.

 

 

 

суперпозиции,

Пример2

.Любмнофункцийжество,замкот утоеосительно

 

 

 

образполугруппу. ет

 

 

 

 

 

Есливполсущегруппесиобразующихствуетема,состоящаяиз

 

 

 

одногоэлемента,

тотакаяполугруппаназывается

циклической.

 

 

 

 

Пример1

. <N, +> являетсяциклическойполугруппой,поскольку

 

 

 

{1} является

системойобразующ,.каждоенатурапредставитьечиможхсл но,как

 

1. Различныеслова

алфавите {1} эторазличныеэлементы

последовательностьзнаков

 

носителя,тоесэполугруппаь свободна.

 

 

 

 

 

ТеоремаМаркова(

 

-Поста)

. Существуетполугруппа,которойпроблема

 

распозноваравенствасловалгоритмическинеразрешимаия.

 

 

 

 

Моноид

единичным (нейтральным элементом)принятоназывать

моноидом или

Полугруппас

просто полугруппойсединицей

 

.Мощмо,какномнстьидаобозначаетсяжества|

М|или

Card М.

 

 

. e, a, a * e = e * a = a

 

Моноид – этополугруппасединицей

 

Теорема. Единицамоноидаединственна.

e1,e2 , a,a *e1 = e1 * a = a & a *e21 = e2 * a = a.Тогда

Доказательство.Пусть

 

e1 *e2 = e1 & e1 *e2 = e2 e1 = e2

М изоморфеннекотормоноидупре надмубразований

 

Теорема. Всякиймоноиднад

 

 

М.

 

М=М, <*>

 

М = {e,a,b,c, ….}. Построим . Тогда

Доказательство.Пусть

- моноиднад

e1 *e2 = e1 & e1 *e2 = e2 e1 = e2

Diskretka.doc20.02.2014

 

 

 

 

69

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Группоид

<М , f2> называется группоидом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алгебравида

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если f2 — операциятипаумножения(

 

 

 

 

×),тогруппоидназывают

 

 

мультипликативным,

если f2 - операциятипасложения(+),то

 

 

 

 

аддитивным.

 

 

 

 

Пусть А=М, <

f2) — группоид;обоперациюзначим

 

 

 

f2 как

.Тогдаэлемент

e M

называется

правымнейтральнымэлементом

 

 

группоида

А, есдлявсякогои

 

m M

выполняеравенстсяво

 

т ет=

; элемент e M

группоида А =М, <o

o

> называется левым

нейтральнымэлементом,

 

есдлявсехи

m M выполняеравенстсяво

е тт=

. Вэтих

 

 

 

дальнейшем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

определенияхиспользовалвыражвсе«элементы»,всякийния«элементсь»В

o

 

 

 

 

 

 

 

 

o (перевернутая

длякраткости

вместословвсе«»иливсякий« »будемиспользсимволвать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

буква А — перваябукваанглийскогослова

 

All — все)Ес. элементи

 

е, e M , группоида А=

<М,

 

> являетсяодновременн

 

олевымиправымнейтральэлеме,тоегоназываютымтом

 

 

 

 

 

 

 

двустороннимнейтральнымэлементом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

o

Никакойгруппоиднеможимбетлеедногоь йтральэлемента. ого

илипросто

нейтральнымэлементом.

 

 

 

 

Действ,еслительно

 

 

т е=е

т=тит

o

е'=е

o

т=т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

справедливодлявсех

 

 

m Mo, то

o

 

 

 

 

 

 

 

е' = е' oе = е.

Еслигруппоид

 

<М,

 

> мультипликативный,тонейтральэлемена ныйт

зывается

единицей иобозначается

еслиаддитивный,тонейтральэлеменазываетсяыйт

 

 

 

 

 

нулем и

обозначается 0.

 

1;

o

 

 

 

 

 

 

 

 

Группоид А=М, <

 

o> называется

идемпотентным,

еслиегогнатураудовлетворяет

 

законуидемпотентности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m M (m m = m).

 

Группоид <М,

o>,сигнатуракоторогоудовлетворяетзакоммутативностинуo

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( x, y M ) (x

o

y = y

o

x).

 

называется коммутативным или абелевым.

 

 

 

 

Группоид <М,

 

o>,вкоторвыполняетсязаконассоциативностим

 

 

 

 

 

( x, y, z M )

(x o( y oz) = (x oy)oz) называется ассоциативным или полугруппой.

 

Группа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Полугруппа <М,

которвыполнимыобратныейоперации:д юбыхя

 

 

 

 

 

каждоеизуравнений

 

ao>xв= b ,

y

o

a = b обладаединсрешет,называетсянымием

a,b

 

M

группой.

Пример.

o

 

 

группыподстановок,

 

 

 

 

Рассмотримпонятиегруппынапримере

 

 

 

 

содержащейшесть

 

 

элементов.Группуподстановисследовалк

 

 

 

выдающийсяфранцузскийматематикГалуа

 

 

 

связирешениемуравненийрадикалах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подстановкой n-йстепениназываетсявзаимнооднозначноеотображ ние

 

 

 

 

множестваиз

п элементовнасебя.

 

 

х123.Сущшестьперестановоквуетизтр

 

 

 

 

Рассмотримэлемента:

 

 

 

 

 

ех

элементов (3! = 6): х1х2х3, х2х3х1, х1х2х3, х3х1х2, х2х1х3, х3х2х1. Запишдвереизмстановки

 

 

трехэлементовдругподдругом:

 

 

 

 

x1x2 x3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x x x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 3 1

 

 

 

 

 

Этазаписьозначает,что

 

х1 переходитв

х2, х2 - в х3, х3 в х1.

 

 

 

Diskretka.doc20.02.2014

 

 

70

 

 

 

 

 

 

Числовозможныхподстаравновок

 

 

 

 

числуперестановок.Введемследующие

 

обозначениядляшестивозможныхподстановок:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1x2 x3

b =

x1x2 x3

x1x2 x3

a =

x x x

 

 

x x x

 

c =

x x x

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2 3

 

1 3 2

2 3 1

 

d =

x1x2 x3

x1x2 x3

 

 

x x x

 

e =

x x x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 3 1

3 1 2

Введемопера

циюумножения

 

× надподстановками.

Произведением подстановподстановканазывается, лучаемаярезультате

 

 

последоватвыполнениясначала,рзатемльнвтойизперемноженныхйго подстановок.Например,

f= x1x2 x3x3 x2 x1

x1x2 x3

x1x2 x3

x1x2 x3

e

c b =

=

 

 

=

 

 

x x x

 

 

x x x

 

 

x x x

 

 

 

 

2 3 1

1 3 2

3 1 2

 

Выражение б× в, б,в=а,

б

а

 

a

а

b

b

c

с

d

d

е

е

f

f

Врассматриваемойалгебре выполняетсязаконкоммутативности.

b,с, d,е,

f определяеттабл. 1.1.

 

Таблица1.1

 

 

 

 

 

 

в

 

 

b

с

d

е

f

b

с

d

е

f

а

d

с

f

е

е

а

f

b

d

f

b

е

а

с

с

f

а

d

b

d

е

b

с

а

<М,

×>

выполняетсязаконассоциативности, не

 

Абелевагруппа

 

коммутативной,ночащеее

Группаскоммутоперациейназываетсятивной

называют абелевой вчестьнорвежскоматематикаАб.Терминлягруппа«о»ввел

 

французскиймате

матикГалуа,которыйиявляетсясоздателемтеориигрупп.

 

Алгебрасдвумяоперациями

Рассмоталгебраическиеструктуимдвумяоперациями.Этиструктурынашли широкоепримренениешениипрактическихзадач.

Кольца

Алгебра <М, × , +>,котпумножениюраяявляетсямультипликативным гру,псложениюпидом — абелевойгруппой,причемумножесвязасосложниением законами дистрибутивности

а ×(b +с)а= ×b + a × с,

(b +с) ×а= b ×а+с × а,

называется кольцом.

Тело

Кольцо,вкотвсетличныеронумэ ементысоставляютгруппупо

умножению,называется

телом.

Поля

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]