
- •Пермский Государственный Технический Университет
- •Введение
- •1. Теория множеств
- •1.1 Понятие множества
- •1.2.Операции над множествами
- •1.3.Диаграммы Эйлера - Венна
- •1.4. Алгебра множеств
- •1.5. Кортеж. График
- •1.6. Соответствия
- •2 3 4 5
- •1.7. Отношения
- •1.7.1 Отношение эквивалентности
- •1.7.2.Отношения порядка
- •1.7.3. Морфизмы
- •1.8. Решетки
- •1.8.1. Диаграммы Хассе
- •1.8.2. Понятие решетки
- •1.8.3. Алгебраическое представление решеток. Булевы решетки
- •1.8.4. Подрешетки
- •1.9.4.Мощность множества r. Теорема Кантора
- •1.9.5. Арифметика бесконечного
- •2.1.1.Операции над высказываниями
- •2.1.2.Построение и анализ сложных высказываний
- •2.1.3.Алгебра высказываний
- •2.1.4.Формы представления высказываний
- •2.1.5.Преобразование высказываний
- •2.1.6.Минимизация высказываний методом Квайна
- •2.1.7.Минимизация с помощью карт Вейча
- •2.1.8.Функциональная полнота
- •2.2.Логика предикатов
- •2.2.1.Основные равносильности для предикатов
- •2.2.2.Получение дизъюнктов
- •2.3.Аксиоматические теории
- •2.3.1.Аксиоматическая теория исчисления высказываний
- •2.3.2.Непротиворечивость и полнота аксиоматической теории исчисления высказываний
- •2.4.Аксиоматические теории первого порядка
- •2.5.Метод резолюций
- •2.6.Система Генцена
- •2.7.Система Аристотеля
- •2.8. Примеры неклассических логик
- •3. Теория Автоматов
- •3.1.Понятие автомата
- •Законы функционирования автоматов
- •3.2.Примеры автоматов
- •3.3.Минимизация автоматов
- •3.4.Особенности минимизации автомата Мура
- •3.5.Переход от автомата Мура к автомату Мили и наоборот
- •4.Теория графов
- •4.1. Понятие графа
- •4.2.Теорема Эйлера
- •4.3.Полные графы и деревья
- •4.4.Деревья
- •4.5.Алгоритм Краскала
- •4.6.Планарные графы
- •4.7.Задача о 4 красках
- •4.8.Определение путей в графе
- •4.9.Приведение графа к ярусно-параллельной форме
- •4.10.Внутренняя устойчивость графа
- •4.11.Множество внешней устойчивости. Ядро графа
- •4.12.Клика
- •5. Теория групп
- •5.1.Понятие группы
- •5.2.Морфизмы групп
- •5.3.Инвариантные (нормальные) подгруппы
- •5.4.Группа Диэдра (d3)
- •5.5.Смежные классы
- •5.6.Фактор-группы
- •5.7.Группа Клейна четвертой степени
- •6. Теория алгоритмов
- •6.1.Понятие алгоритма
- •6.2.Конкретизация понятия алгоритма
- •6.3.Сложность вычислений
- •6.4.Машины Тьюринга
- •6.5.Нормальные алгорифмы Маркова
- •6.6.Рекурсивные функции
- •6.7.-Исчисление
- •7.Формальные грамматики
- •7.1. Понятие формальной грамматики
- •7.2.Деревья вывода
- •7.3.Классификация языков по Хомскому
- •7.4.Распознающие автоматы
- •7.5.Понятие транслятора
- •7.6.Основные функции компилятора. Лексический анализ
- •7.7.Переход от недетерминированного распознающего автомата к детерминированному
- •7.8.Переход от праволинейной грамматики к автоматной
- •7.9.Lex
- •7.10.Детерминированные автоматы с магазинной памятью (мп-автоматы)
- •7.11.Транслирующие грамматики
- •7.12. Sи q - грамматики
- •7.13.Ll(1) - грамматики. (left - leftmost)
- •7.14.Метод рекурсивного спуска
- •7.15.Lr - грамматики (left - rightmost)
- •7.16.Функции предшествования
- •7.17.Атрибутные грамматики
- •7.18.Yacc
- •7.19.Область действия и передача параметров
- •7.20.Генерация выходного текста. Польская инверсная запись
- •7.21.Оптимизация программ
- •8. Функциональное программирование
- •9. Логическое программирование. Язык Пролог
- •10. Объектно-ориентированное программирование
- •Заключение
- •Литература
4.12.Клика
Клика - максимально большой полный подграф данного графа.
a
f b
e c
d
|
a |
b |
c |
d |
e |
f |
|
|
1 |
1 |
|
|
|
b |
|
|
|
1 |
1 |
1 |
c |
|
|
|
|
1 |
1 |
d |
|
|
|
|
1 |
1 |
e |
|
|
|
|
|
1 |
f |
|
|
|
|
|
|
|
a |
b |
c |
d |
e |
f |
a |
|
|
|
1 |
1 |
1 |
b |
|
|
1 |
|
|
|
c |
|
|
|
1 |
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
e |
|
|
|
|
|
|
f |
|
|
|
|
|
|
Построение Клики.
Строим дополнительный граф исходного графа.
G a
f b
e c
d
2. Найдем множество внутренней устойчивости для графа G.
(a d)(ae)(af)(bc)(cd)
(a de)(af)(cbd)
(a def)(cbd)
ac cdefbdefabd
{b, d, e, f}, {c, e, f}, {a, b}, {a, c}
3.
Множества полученных вершин дают
всевозможные полные подграфы исходного
графа G. Причем, максимальный из подграфов
дает клику.
5. Теория групп
Теория групп лежит в основе современной алгебры. Начала ее были созданы молодым гениальным математиком Э. Галуа (1811-1832) как инструмент для оценки возможности решения уравнений высших степеней в радикалах. Однако сфера применения и область интерпретации теории групп с тех пор многократно расширилась. Одна из самых значителных интерпретаций для групп – это различные типы симметрии.
5.1.Понятие группы
Группу можно задать как алгебру с одной операцией , удовлетворяющей следующим законам:
1. Существование операции.
xyz(xy = z)
Ассоциативность
xyz(x (yz)) = ((xy)z)
Существование единицы (е)
еy(еy = y)
4. Существование обратного элемента.
x!y(xy = е)
5. Коммутативность
xy (x y = yx)
Выполнение лишь первого закона дает группоид. Если дополнительно выполняется второй –полугруппа (популярна при исследовании свойств формальных грамматик).
Выполнение первого, второго и третьего законов дает моноид.
Выполнение аксиом с первой по четвертую дает группу.
Если для группы выполняется также коммутативный закон, то группа называется абелевой.
5.2.Морфизмы групп
Рассмотрим вращения квадрата вокруг центра до совмещения вершин.
43
a1 = 00
В качестве элементов – углы поворота.
a2 = 900В качестве операции - доворачивание.
a3 = 1800Выполняются все законы для группы.
a4 = 2700
1 2
Например, а1 а2 = а2; а2а2= а3; а3а3= а1
Популярны со времен Галуа и так называемые подстановки. Можно записать подстановки, соответствующие каждому из четырех вращений предыдущего примера:
1 2 3 41 2 3 41 2 3 41 2 3 4
1 2 3 44 1 2 33 4 1 22 3 4 1
А в качестве операции взять композицию подстановок. Например,
=
2 3 4 12 3 4 13 4 1 2
В результате также получится группа.
Возьмем корни уравнения x4– 1 = 0
{1, i, -1, -i} - группа по операции умножения.
Таким образом, мы рассмотрели несколько конечных групп, содержащих по четыре элемента. Эти группы изоморфны между собой.
Например, можно отобразить друг в друга «единичные» элементы:
1 2 3 4
а100 1
1 2 3 4
Так что речь может идти об абстрактных группах, то есть о таких группах, для которых конкретное множество и конкретная операция несущественны.
Пусть f - некоторое отображение элементов одной группы в другую или в ту же самую и
f (a b) = f(a)f(b) a,bG; f(a), f(b)b2.
то говорят, что f - гомоморфизм.
Если f(a)=F(b), тогда и только тогда, когда a = b, то имеем изоморфизм (однозначный гомоморфизм).
Гомоморфизм группы в себя называется эндоморфизмом.
Инъективный гомоморфизм называется мономорфизмом.
Сюръективный гомоморфизм называетсяэпиморфизмом.
Изоморфизм в себя называется автоморфизмом.
Пример: { . . .-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, . . . }
{ . . .-6, -4, -2, 0, 2, 4, 6, . . . } - эндоморфизм, эпиморфизм, мономорфизм, изоморфизм, автоморфизм.