Дискретная математика. Часть 1. Основы теории множеств и комбинаторика. Учебное пособие
.pdf12. Покажите, что сумма C1p +Cp2 +...+Cpp−1 делится на р, где
р— простое число.
13.Докажите свойства биномиальных коэффициентов.
14.Какая разница между декартовым квадратом некоторого непустого множества A и множеством всех двухэлементных подмножеств множества A?
15.Сколько отношений эквивалентности можно построить на множестве, которое состоит из двух, трех, четырех элементов? Сколько бинарных отношений можно задать на множестве из п элементов?
16.Сколько существует функций из множества A в множество
В, если \А\ = т, а |B| = n?
101
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Акритас А. Основы комбинаторной алгебры с приложениями. –
М.: Мир, 1994
2.Александров П.С. Введение в теорию множеств и общую топо-
логию. М.: Наука, 1977. - 367 с.
3.Архангельский А.А. Канторовская теория множеств. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1988, 112 с
4.Аляев Ю.А., Тюрин С.Ф. дискретная математика и математическая логика. - М.: Финансы и статистика, 2006. - 368 с.
5.Асанов М.О., Баранский В.А., Расин В. Дискретная математика: графы, матроиды, алгоритмы. - Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001.
6.Ахо А., Ульман Дж. Теория синтаксического анализа, перевода
икомпиляции. М.: Мир, 1978.
7.Ахо А., Хопкрофт Дж., Ульман Дж. Построение и анализ вычислительных алгоритмов. М.: Мир, 1979.
8.Белоусов А.И., Ткачев С.Б. Дискретная математика. – М.: Издво МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. – 744 с.
9.Берж К. Теория графов и ее применение. М.: Изд. иностр. лит.,
1962
10.Владимиров Д.А. Булевы алгебры. М.: Наука, 1989. - 318 с.
11.Гаврилов С.П. Сапоженко А.А. Сборник задач по дискретной математике. – М.: Наука, 1978.
12.Гаврилов С.П. Сапоженко А.А. Задачи и упражнения по дискретной математике. – М.: Физматлит, 2006. – 416 с.
13.Галушкина Ю.И. Марьямов А.Н. Конспект лекций по дискретной математике с упражнений и контрольными работами. М.: Айрис ПРЕСС, 2007. – 175 с.
14.Горбатов В. А. Фундаментальные основы дискретной математики. М.: Наука; Физматлит, 2000.
15.Горбатов В.А. Основы дискретной математики. М.: Высшая школа, 1986. - 311 с.
16.Гэри М., Джонсон Д. Вычислительные машины и труднорешаемые задачи. М.: Мир, 1982.
17.Дискретная математика и математические вопросы кибернетики. Под ред. С.В. Яблонского и О. Б. Лупанова. М.: Наука, 1974.
18.Ерусалимский Я. М. Дискретная математика. М.: Вузовская книга, 2005.
19.Иванов Б.Н. Дискретная математика. Алгоритмы и программы. Полный курс. - М.: Физматлит, 2007. – 408 с.
102
20.Капитонова Ю.В., Кривой С.Л. и др. Лекции по дискретной математике. - СПб.: БХВ-Петербург, 2004. – 624 с.
21.Канцедал С.А. Дискретная математика.- М.: ИД «ФОРУМ» -
ИФРА-М. 2007.
22.Кузнецов О. П. Дискретная математика для инженеров. М.,
2005.
23.Кузнецов О.П., Адельсон-Вельский Г.М. Дискретная математика для инженера. – М.: Энергоатомиздат, 1988.
24.Кук Д., Бейз Г. Компьютерная математика. – М.: Наука, 1990.
25.Курейчик В.М. Математическое обеспечение конструкторского
итехнологического проектирования с применением САПР. – М.: Радио и связь, 1990.
26.Лавров С.С., Гончарова Л.И. Автоматическая обработка данных, хранение информации в памяти ЭВМ. – М.: Наука, 1988.
27.Лавров И.А., Максимова Л. Л. Задачи по теории множеств, математической логике и теории алгоритмов. – М.: Наука, 1984.
28.Лекции по теории графов /В. А. Емеличев, О.И. Мельников, В.И. Сарванов, Р. И. Тышкевич. – М.: Наука, 1990.
29.Липский В. Комбинаторика для программистов. – М.: Мир, 1988 – 213 с.
30.Логический подход к искусственному интеллекту /А. Тейз, П. Грибоман, Ж. Луи и др. – М.: Мир, 1990
31.Макоха А.Н., Сахнюк П.А., Червяков Н.И. Дискретная математика: Учебное пособие. – М.: Физматлит, 2005. – 368 с.
32.Нефёдов В.Н., Осипова В.А. Курс дискретной математики. – М.: Изд-во МАИ, 1992.
33.Новиков Ф.А. Дискретная математика для программистов 2-е
изд. – СПб.: Питер, 2004. – 364 с.
34.Райзер Г.Дж. Комбинаторная математика. – М.: Мир, 1966. – 154 с.
35.Расёва Е., Сикорский Р. Математика метаматематики. М.: Нау-
ка, 1972. - 591 с.
36.Редькин Н.П. Дискретная математика: Курс лекций для студен- тов-механиков : учебное пособие. – СПб.: Лань, 2006. - 96 с.
37.Рейнгольд Э., Нивергельт Ю., Део Н. Комбинаторные алгоритмы: теория и практика. -М.: Мир, 1980.
38.Романовский И. В. Дискретный анализ. СПб. - М., 2000.
39.Сачков В.Н. Введение в комбинаторные методы дискретной математики. – М.: Наука, 1977.
40.Сачков В.Н. Введение в комбинаторные методы дискретной математики. – М.: Наука, 1982.
103
41.Сачков В.Н. Введение в комбинаторные методы дискретной математики. М.: Наука, Электронная версия лекций Маркина П.М. по курсу "Дискретная математика" – На кафедральном сервере или в интернете.
42.Спирина М.С. Дискретная математика: для студ. учреждений сред. проф. образования / М.С. Спирина, П.А. Спирин.- 4-е изд., испр.
–М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 368 с.
43.Соболева Т.С., Чечкин А.В. Дискретная математика: учебник для студ. вузов. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 256 с.
44.Столл Р. Множества. Логика. Аксиоматические теории. – М.: Просвещение, 1968.
45.Судоплатов С.В., Овчинникова Е.В. Элементы дискретной математики. М.-Новосибирск: ИНФРД-М НГТУ, 2007.
46.Шапорев С. Д. Математическая логика. Курс лекций и практических занятий. СПб.: БХВ-Петербург, 2005.
47.Уилсон Р. Введение в теорию графов. – М.: Мир, 1977.
48.Фрейденталь Х. Язык логики. –М.: Наука, 1969.
49.Фрид Э. Элементарное введение в абстрактную алгебру. – М.:
Мир, 1979.
50.Фридман М., Менон П. Теория и проектирование переключательных схем. – М.: Мир, 1978.
51.Фудзисава Т., Касами Т. Математика для радиоинженеров. – М.: Радио и связь, 1984.
52.Харари Ф. Теория графов. – М.: КомКнига, 2006. -296 с.
53.Холл М. Комбинаторика. – М.: Мир, 1970.
54.Чень Ч., Ли Р. Математическая логика и автоматическое доказательство теорем. Наука, 1983
55.Шенфилд Дж., Математическая логика. – М.: Наука, 1975.
56.Эрдниев М.П., Эрдниев Б.П. Укрупнение дидактических единиц как новая технология обучения математике. – М.: Просвещение, 1986.
57.Яблонский С.В. Введение в дискретную математику. – М.: Выс-
шая школа, 2003. - 384 с.
104
ПРИЛОЖЕНИЕ
Принятые обозначения
Символы «порядка не более». При сравнении скорости роста двух функций f(n) и g(n) (с неотрицательными значениями) очень удобны следующие обозначения:
f(n) = О(g(п)) существуют константы С, N > 0, такие, что f(n) ≤ С g(п) для всех п ≥ N;
f(n) = О(g(п)) <=> существуют константы С, N > 0, такие, что f(n) ≥ С g(п) для любого п ≥ N.
Конечно, f(n) = о(g(п)) тогда и только тогда, когда g(п) = О(f(n)).
Символы О(g(п)) |
и о(g(п)) читаются соответственно: «порядка не более |
|||||||||
чем g(п)» и «порядка не менее чем g(п)». |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
Буквы латинского алфавита |
|
|
|||||
Начер- |
Произ- |
|
Начер- |
Произ- |
|
Начер- |
Произ- |
|
Начер- |
Произно- |
тание |
но- |
|
тание |
но- |
|
тание |
но- |
|
тание |
шение |
|
шение |
|
|
шение |
|
|
шение |
|
|
|
A a |
а |
|
G g |
же |
|
N n |
эн |
|
T t |
тэ |
B b |
бэ |
|
H h |
аш |
|
O o |
о |
|
U u |
у |
C c |
цэ |
|
I i |
и |
|
P p |
пэ |
|
V v |
вэ |
D d |
дэ |
|
K k |
ка |
|
Q q |
ку |
|
W w |
дубль-вэ |
E e |
е |
|
L l |
эль |
|
R r |
эр |
|
X x |
икс |
F f |
эф |
|
M m |
эм |
|
S s |
эс |
|
Y y |
игрек |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z z |
зет |
Представлен наиболее употребительный (но не единственный) вариант произношения (в частности, вместо „йот" иногда говорят „жи").
Буквы греческого алфавита
Начер- |
Произно- |
|
Начер- |
Произно- |
|
Начер- |
Произно- |
|
Начер- |
Произно- |
тание |
шение |
|
тание |
шение |
|
тание |
шение |
|
тание |
шение |
Α α |
альфа |
|
Η η |
эта |
|
Ν ν |
ни |
|
Τ τ |
тау |
Β β |
бэта |
|
Θ θ |
тэта |
|
Ξ ξ |
кси |
|
Υ υ |
ипсилон |
Г γ |
гамма |
|
Ι ι |
йота |
|
Ο ο |
омикрон |
|
Φ φ |
фи |
δ |
дельта |
|
Κ κ |
каппа |
|
Π π |
пи |
|
Χ χ |
хи |
Ε ε |
эпсилон |
|
Λ λ |
ламбда |
|
Ρ ρ |
ро |
|
Ψ ψ |
пси |
Ζ ζ |
дзета |
|
Μ μ |
ми |
|
Σ σ |
сигма |
|
Ω ω |
омега |
Наряду с указанным произношением также говорят „лямбда", „мю"и „ню".
105
|
|
Метаобозначения |
||
|
При изучении курса потребуется следующая символика теоретико- |
|||
множественных операций и отношений: U, U, \, , , , , (Λ), |
||||
card M, < - смысловое содержание, которой приведено в таблице. |
||||
|
Обозначе- |
Содержание |
Пример |
|
|
ния |
|
|
|
|
ИЛИ |
операция дизъюнкции |
Математическая логика P Q |
|
|
|
высказываний |
|
|
|
& И |
операция конъюнкции |
P&Q |
|
|
|
высказываний |
|
|
|
¬ НЕ |
операция отрицания |
¬P |
|
|
|
высказывания |
|
|
|
↔ |
если и только если |
|
|
|
→ |
если …, то |
|
|
|
|
тогда и только тогда, |
Ма = Мb Ма Мb и Мb Ма |
|
|
|
когда (влечет в обе |
|
|
|
|
стороны) |
|
|
всякий, все, любой All
некоторый
|
|
|
|
|
|
|
|
Знак принадлежности |
Теория множеств m M |
||||
|
элемента множеству |
|
|
|
|
|
|
(εστι – гр. есть, быть) |
|
|
|
|
|
|
Знак не принадлежно- |
m M |
||||
|
сти элемента множест- |
|
|
|
|
|
|
ву |
|
|
|
|
|
I |
пересечение |
M = Ma UMb ={mi |
|
mi Ma , Mb} |
||
|
||||||
|
|
|
|
|
||
U |
объединение |
M = Ma IMb ={mi |
|
mi Maи mi Mb } |
||
|
||||||
|
|
|
||||
(Λ) |
пустое множество |
M= |
||||
, |
знак включения под- |
M ′ M ↔ |
||||
|
множества |
(m M ′ → m M ); M M ′ |
||||
; |
|
M ′ M ↔ |
||||
|
|
(m M ′ → m M ); M M ′ |
||||
|
не включение подмно- |
M ′ M |
||||
|
жества в множество |
|
|
|
|
|
│M│, |
Мощность множества |
|
|
|
|
|
(card M) |
|
|
|
|
|
|
По мере необходимости будут вводиться другие символы, смысл которых будет объясняться при их введении.
106
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
ВВЕДЕНИЕ В ПРЕДМЕТ ................................................. |
3 |
Цель и задачи предмета ……………………………… |
3 |
Предмет дискретной математики ……………………. |
6 |
Основные разделы дискретной математики ………… |
6 |
Контрольные вопросы …………………………..………… |
13 |
ОСНОВЫ ТЕОРИИ МНОЖЕСТВ ...................................... |
14 |
Интуитивное понятие множества …………………… |
14 |
Множество с атрибутивной точки зрения ………….. |
14 |
Множества и элементы множества ………………….. |
15 |
Понятие множества …………….……………………. |
17 |
Конечные и бесконечные множества ………….…… |
18 |
Задание множества …………………………………… |
19 |
Мощность множества ………………………………… |
20 |
Условия равенства (неравенства) множеств ………... |
22 |
Подмножество, собственное подмножество ……….. |
22 |
Кортеж ………………………………………………… |
25 |
Символический язык содержательных теорий множеств |
26 |
Добавление и удаление элементов ………………..... |
27 |
Булеан и универсумом ……………………………..... |
28 |
Диаграммы Венна (круги Эйлера) ......……………… |
28 |
Ограниченные множества. Границы множеств ……... |
29 |
Точная верхняя (нижняя) граница …………………….. |
30 |
Контрольные вопросы ……………………………………. |
31 |
ОПЕРАЦИИ НАД МНОЖЕСТВАМИ ………….…….. |
33 |
Объединение …………………… ……………………. |
33 |
Пересечение …………………………………………… |
33 |
Разность ……………………………………………….. |
34 |
Симметрическая разность …………………………… |
35 |
Дополнение ……………………………………………. |
35 |
Двуместные операции ……………………………….. |
35 |
Порядок выполнения операций ………………….….. |
36 |
Законы операций над множествами ………………… |
36 |
Покрытие и разбиение множеств ………………..…. |
39 |
Точная верхняя (нижняя) граница множества …….. |
42 |
Основные свойства верхних и нижних границ ......... |
42 |
Структура ……………………………………………… |
43 |
Аксиомы теории множеств ….……………………… |
43 |
Упражнения ………………………………………………. |
45 |
Контрольные вопросы …………………………………….. |
46 |
107
ОТНОШЕНИЯ НА МНОЖЕСТВАХ …………...….… |
48 |
|
Бинарные отношения …………………………………. |
48 |
|
Свойства бинарных отношений ……….……………. |
50 |
|
Отношение эквивалентности ………….…………… |
52 |
|
Отношение толерантности ………………..………… |
53 |
|
Тернарные отношения |
……………….……………… |
56 |
n-арные отношения |
…………………..…………… |
56 |
Соответствие ……………………….……………….. |
58 |
|
Фактор-множества ……………….…………………. |
60 |
|
Точная верхняя (нижняя) граница .………………… |
60 |
|
Парадокс Рассела …………………………………… |
63 |
|
Метрические пространства ………………………… |
64 |
|
Контрольные вопросы ……..………………………… |
67 |
|
ДЕКАРТОВО ПРОИЗВЕДЕНИЕ МНОЖЕСТВ………… |
69 |
|
Функция ………………………………………….. |
70 |
|
Инъекция, сюръекция, биекция ……………….. |
73 |
|
Суперпозиция бинарных отношений …………. |
73 |
|
Обратная функция ………………………………. |
73 |
|
Классификация отображений ………………….. |
74 |
|
Операция ………………………………………… |
74 |
|
Минимизации представления множества …………… |
75 |
|
Контрольные вопросы …………………………………… |
77 |
|
ЭЛЕМЕНТЫ КОМБИНАТОРИКИ ............................................. |
79 |
|
Основные правила комбинаторики ………………….. |
79 |
|
Перестановки ………………………….……………… |
81 |
|
Размещения …………………………………………… |
83 |
|
Сочетания ………………………………………….….. |
87 |
|
Сочетания с повторениями ……………………….….. |
89 |
|
Бином Ньютона …………………………………….…. |
90 |
|
Комбинаторные числа Стирлинга и Белла …………. |
92 |
|
Метод производящих функций ……………………… |
95 |
|
Упражнения ………………………………….……………. |
98 |
|
Контрольные вопросы …………………………………….. |
100 |
|
Библиографический список…………… ………………….. |
102 |
|
Приложение …………………………………………………. |
105 |
|
108
Редактор О.А.Гладкова
Технический редактор С.М. Сивоконева Компьютерная правка и верстка О.В. Суховой
Лицензия ЛР № 020675 от 09.12.1997 г.
Подписано в печать 29.01. 2010 г. |
Формат 60×84 1/16 |
Печать офсетная |
|
И-307 |
Объем 7 п.л. |
Т. 120 |
Заказ 39 |
|
|
|
|
Московский государственный строительный университет. Типография МГСУ. 129337, Москва, Ярославское ш., 26
109
