
- •А.А. Хусаинов н.Н. Михайлова дискретная математика
- •Введение
- •1. Множества и отношения
- •1.1. Способы задания множеств
- •1.2. Операции и их свойства
- •Предложение. Пусть u – множество. Тогда для любых его подмножеств a, b и c верны равенства:
- •1.3. Решение уравнений с неизвестным множеством
- •1.4. Перечисление подмножеств
- •1.5. Отношения и функции
- •Операции над бинарными отношениями. Бинарным отношением между элементами множеств a и b называется произвольное подмножество r ab. Запись aRb (при a a, b b ) означает, что (a,b) r .
- •Обозначим IdA через Id. Легко видеть, что имеет место следующее
- •Нижняя грань обозначается через . Двойственно, как наименьший элемент множества , определяетсяверхняя грань .
- •Лемма 1. Если конечное частично упорядоченное множество (X,) является нижней полурешеткой и имеет наибольший элемент, то оно будет решеткой.
- •Теорема 1. Пусть X – конечное множество. Множество отношений эквивалентности на X с отношением включения является решеткой.
- •1.7. Математическое моделирование баз данных
- •Определение 1. (1nf) Файл находится в первой нормальной форме, если для него задано некоторое положительное целое число n и последовательность множеств (a1, , An) таких, что
- •Определение 2.
- •Определение 3. (2nf) Файл с первичным ключом находится во второй нормальной форме, если он находится в первой нормальной форме, и для любого атрибут Ak функционально полно зависит от атрибутов .
- •Третья нормальная форма
- •2. Комбинаторика
- •2.1. Размещения
- •2.2. Сочетания
- •Теорема 2. Число сочетаний из n по k равно .
- •Пример 2. Число неубывающих сюръекций n 1 равно .
- •Лемма 1. Пусть - число сочетаний с повторениями изn по k. Тогда равно числу неубывающих функций{1,2, , n-1} {0,1,2, , n}
- •Теорема 7. .
- •Следствие 1. Равно числу неубывающих функций
- •Формула включения и исключения Перечисление элементов объединения подмножеств. Обобщим формулу
- •Теорема 1. (Формула включения-исключения)
- •Теорема 2.
- •2.4. Разбиения
- •Лемма 1. .
- •Теорема 1.
- •Пример 2. Число s(4,2) равно 7, ибо все разбиения множества {1,2,3,4, 5, 6, 7} на два блока исчерпываются следующими:
- •Теорема 2. Имеют место следующие свойства чисел Стирлинга второго рода:
- •Теорема 3. ,n 0 .
- •2.5. Упражнения
- •Упорядоченные разбиения
- •Формула включения и исключения
- •Неупорядоченные разбиения
- •3. Производящие функции
- •3.1. Свойства производящих функций
- •3.2. Разбиения чисел
- •Лемма 1. Число разбиений p(n) равно количеству решений
- •Замечание. Частное от деления любых двух многочленов является производящей функцией некоторой возвратной последовательности, порядок которой равен степени знаменателя.
- •Получаем . Следующий шаг – разложение знаменателяK(X) в произведение (1 1x) (1 2x). В данном случае это можно сделать с помощью формулы Виеты. Поскольку имеют место равенства
- •3.5. Упражнения Свойства производящих функций
- •Решение рекуррентных уравнений
- •4.1. Эйлеровы графы
- •Теорема 1. Граф является эйлеровым тогда и только тогда, когда нечетную степень имеют не более двух вершин.
- •4.2. Простые графы и их свойства
- •Замечание. Теорема Эйлера имеет место и для графов, не являющихся простыми.
- •4.3. Хроматическое число и хроматическая функция графа
- •Теорема 1. Следующие свойства графа равносильны
- •Теорема 3. Хроматическая функция f (q) конечного графа с n вершинами является многочленом степени не более, чем n.
- •Число последовательностей из n-2чисел принадлежащих множеству{1, 2, ∙ ∙ ∙, n}равноnn-2, значит число нумерованных деревьев равноnn-2.
- •Для всякого элемента aa слово a есть терм;
- •В нормальной форме Бэкуса-Наура определение будет следующим:
- •Теорема 1. Числа Каталана равны .
- •4.6. Плоские графы Эйлерова характеристика. Двумерной клеткой мы будем называть часть поверхности, ограниченную некоторым криволинейным многоугольником.
- •Графы Куратовского. Далее мы рассмотрим следующие две задачи.
- •Следствие 1. Граф k5 не плоский.
- •Следствие 2. Граф k3,3 не плоский.
- •Лемма 2. Пусть (V,e) – плоский конечный граф. Тогда существует вершина VV такая, что d(V) 5. Здесь d(V) – степень вершины V.
- •Теорема 4. Для плоского связного графа существует правильная раскраска вершин в 5 цветов.
- •Теорема 5. Пусть p – число вершин, q – число ребер, r – число граней правильного многогранника. Тогда возможен один из следующих случаев, рассмотренных в таблице 4.1.
- •4.7. Упражнения Свойства графов
- •Хроматическое число и хроматическая функция графа
- •20.Найти хроматическую функцию графа An , приведенного на рис. 4.16.
- •Деревья
- •5. Конечные частично упорядоченные множества
- •5.1. Диаграмма Хассе частично упорядоченного множества
- •Пример 1. На рис. 5.1 показана диаграмма Хассе множества p({0,1,2}) подмножеств множества {0,1,2}, упорядоченное отношением .
- •5.2. Функция Мебиуса
- •Определение 1. Функцией Мебиуса : XXz называется функция, определенная по формуле
- •5.3. Формула обращения
- •5.5. Упражнения Диаграмма Хассе
- •Функция Мебиуса
- •Расчетно-графическое задание
- •Пример решения задачи 1
- •Контрольная работа
- •Варианты заданий
- •Примеры решения задачи 1
- •Варианты заданий
- •Пример решения задачи 2
- •Варианты заданий
- •Пример решения задачи 3
- •Варианты заданий
- •Пример решения задачи 4
- •Варианты заданий
- •Пример решения задачи 5
- •Варианты заданий
- •Пример решения задачи 6
- •Варианты заданий
- •Пример решения задачи 7
- •Экзаменационные вопросы и задачи Вопросы
- •Литература
- •Содержание
Варианты заданий
|
|
|
Пример решения задачи 4
Задание. Найти производящую функцию последовательностиan= 10n/(n(n+1).
Решение. Производящая функция
будет равна сумме ряда.
Поскольку
, то
.
С помощью преобразования
,
получаем
Вычислим
=
.
Следовательно,
.
Ответ:
.
Задача 5. Решить рекуррентное уравнение.
Варианты заданий
-
1. un+2= 3un+1–2un , u0=1, u1=2
2. un+2= 3un+1–2un , u0=2, u1=1
3. un+2= 4un+1–3un , u0=1, u1=2
4. un+2= 4un+1–3un , u0=2, u1=1
5. un+2= –3un+1+4un , u0=1, u1=2
6. un+2= –3un+1+4un , u0=2, u1=1
7. un+2= –un+1+2un , u0=1, u1=2
8. un+2= –un+1+2un , u0=2, u1=1
9. un+2= –2un+1+3un , u0=1, u1=2
10. un+2= –2un+1+3un ,u0=2, u1=1
11. un+2= 5un+1–6un , u0=1, u1=2
12. un+2= 5un+1–6un , u0=2, u1=1
13. un+2= un+1+2un , u0=1, u1=2
14. un+2= un+1+2un , u0=2, u1=1
15. un+2= 4un+1 , u0=1, u1=2
16. un+2= 4un+1 , u0=2, u1=1
17. un+2= –un+1+6un , u0=1, u1=2
18. un+2= –un+1+6un , u0=2, u1=1
19. un+2= 2un+1+3un , u0=1, u1=2
20. un+2= 2un+1+3un , u0=2, u1=1
21. un+2= un+1+6un , u0=1, u1=2
22. un+2= un+1+6un , u0=2, u1=1
23. un+2= 3un+1+4un , u0=1, u1=2
24. un+2= 3un+1+4un , u0=2, u1=1
25. un+2= –3un+1–2un , u0=1, u1=2
26. un+2= –3un+1–2un ,u0=2, u1=1
27. un+2= –4un+1–3un , u0=1, u1=2
28. un+2=–4un+1–3un ,u0=2, u1=1
29. un+2= –5un+1–6un , u0=1, u1=2
30. un+2= –5un+1–6un ,u0=2, u1=1
Пример решения задачи 5
Задание. Решить рекуррентное уравнение
un+2=un+1+12un ,u0=1,u1=3.
Решение. Вычислим корни
характеристического уравнения2––12=0
с помощью формулы нахождения корней
квадратного уравнения12=. Они будут равны1
= 4 ,2= –3.
Поскольку корни различны и вещественны,
то решение рекуррентного уравнения
ищется в видеun
=A4n+B(–3)n.
Подставляя известные значенияu0иu1, приходим к
системе линейных уравнений
Решая эту систему, находим A=,B=
. Следовательно,
.
В частности, при n=2
будем иметь.
Поскольку
u2=u1+12u0 = 3+121, то приn=2 полученная формула верна.
Ответ:
.
Задача 6. (Коды Прюфера). Построить дерево по его коду Прюфера и сделать проверку.