
Diskretka
.pdfDiskretka.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 |
{φ 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) = ∑ fn−1xn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x2 F (x) = ∑ fn −2 xn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
то |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n =2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xF (x)+ x2 F (x) = ∑( fn−1 + fn−2 )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 + ... + Cpp−1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
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 ;ΣX i - подалгебраалгебры |
|
M ;Σ .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;Σ , B = |
B;Σ .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 ×M,а F2,1 =*, 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. |
|
|
х1,х 2,х 3.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 |
|