- •Часть 1
- •Содержание
- •Введение
- •1. Введение в теорию множеств
- •Операции над множествами
- •Диаграммы Эйлера – Венна
- •Понятие алгебры
- •Упражнения
- •2. Отношения
- •Операции над отношениями
- •Свойства бинарных отношений
- •Задачи и упражнения
- •3. Нечеткие множества
- •Операции над нечеткими множествами.
- •Задачи и упражнения
- •Элементарные функции k-значных логик и соотношение между ними
- •Разложение функций k-значных логик в первую и вторую формы
- •Замкнутые классы и полнота в k-значных логиках
- •Задачи и упражнения
- •5. Логика высказываний
- •Импликация a → b (если a, то b).
- •Тождества в алгебре высказываний
- •Булевы формулы
- •Интерпретации
- •6. Булевы функции
- •Способы задания булевой функции
- •Равносильные преобразования формул
- •Нормальные формулы Совершенные нормальные формулы
- •Разложение Шеннона Декомпозиция булевых функций
- •Представление булевой функции картами Карно (Вейча)
- •Минимизация булевых функций
- •Классы булевых функций
- •7. Комбинаторика Введение
- •8. Кодирование
- •Алфавитное кодирование
- •Кодирование с минимальной избыточностью
- •Помехоустойчивое кодирование
- •Сжатие данных
- •Шифрование
- •Криптография
- •Цифровая подпись
- •9. Графы Определение графа
- •Задание графов
- •Связность графа
- •Эйлеровы и гамильтоновы графы
- •Деревья
- •Понятие метрики графа
- •Цикломатическое число, раскраска
- •Изоморфизм графов
- •Орграфы
- •Сети Петри
- •Контрольная работа №1 (варианты заданий)
- •Контрольная работа № 2.
- •Контрольная работа №3
- •Список литературы
Задачи и упражнения
Пример 1.
Докажите справедливость неравенства
Доказательство:
получаем 2 случая:
а) получаемое число становится менее нуля,
из
определения разности по модулю k:
.
б) получаемое число становится равным нулю,
.
С
другой стороны:
.
Таким образом, в случаях а) и б) формулы приобретают одинаковые значения, что и требовалось доказать.
Пример 2.
Для
k=3
представить функцию
в первой и второй формах (полученные
выражения упростить)
Для представления функции в первой форме:
Для представления функции во второй форме:
I. Докажите справедливость следующих неравенств
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
,
i=1,
2, …, k-1
II. При каких значениях k (k3) функции x2, x3 и x4 попарно различны?
III. Для заданного k представить функцию f в первой и второй формах (полученные выражения упростить)
f=~ x, k=4;
f=-j0(x), k=5;
f=2J1(x), k=6;
f=J2(x2+x), k=5;
f=(~x)2+x, k=4;
f=3j1(x) - j3(x), k=4;
f=x1+2x2, k=3;
f=max (x1, x2), k=3;
f= x1 x22, k=3;
f= x12 x2, k=3.
5. Логика высказываний
Логика высказываний является разделом математической логики в котором рассматриваются сложные предложения, получающиеся из предложений, принимаемых за элементарные высказывания, соединенных союзами “И”, “ИЛИ”, “ИЛИ…ИЛИ”, “ЕСЛИ…, ТО”, “ТОГДА И ТОЛЛЬКО ТОГДА, КОГДА” и присоединением к ним частицы “НЕ”.
Высказывание – это предложение, которое может оцениваться по его истинности, а не с точки зрения его содержания.
Неделимое высказывание называется элементарным.
Сложные высказывания соединяются логическими связями или связками “И”, “ИЛИ”, “ИЛИ…ИЛИ”, “ЕСЛИ…, ТО”, “ТОГДА И ТОЛЬКО ТОГДА, КОГДА” и частицей “НЕ”.
Логика высказываний занимается не смыслом высказывания, а анализирует, истинно оно или ложно.
Про истинное предложение говорят, что его логическим значением является истина, а про ложное – что его логическим значением является ложь.
Примеры элементарных высказываний:
“пять – нечетное число”, “трава голубая”, “Томск – столица Сибири”.
Следующие предложения не являются высказываниями: “Уходя, гасите свет”, “сколько Вам лет?” и т.п. Такого типа выражения в логике высказываний не рассматриваются.
В естественном языке союзы и частица “НЕ” имеют не вполне отчетливое значение, а некоторые из них могут употребляться в различных смыслах. Например, союз “ИЛИ” может быть разделительным (как в фразе “выбирай, он или я”) или неразделительным (как в фразе “от шума или света я проснулся”, в которой не исключается, что "я проснулся" от общих причин).
В логике высказываний принято ставить в соответствие высказываниям буквы и называть их логическими переменными.
Рассмотрим выражение: Если в следующее воскресенье будет плохая погода и я не достану билет на концерт, то я схожу в кино или буду готовиться к зачету. Разобьем это высказывание на элементарные высказывания и обозначим их буквами:
а – в следующее воскресенье будет плохая погода;
b – я достану билет на концерт;
c – я схожу в кино;
d – буду готовиться к зачету.
Выражение примет следующий вид:
Если a и не b, то c или d
Для сокращения письма связки обозначаются соответствующими знаками: ¬, ۸, ۷, ~, , . Смысл операций (связок) устанавливается соответствующими таблицами, поскольку определить операцию – это значит определить истинность высказывания для каждого значения логических переменных.
отрицание ¬а, ā, не а; Ложь обозначим буквой Л, истину – И.
а
ā
Л
И
И
Л
конъюнкция а ۸ b , (a и b, (a & b), (a конъюнкция b) . Эту операцию называют логическим умножением.
a b |
a ۸ b |
Л Л Л И И Л И И |
Л Л Л И |
Пример: 5 > 2 и 7 четное число. Оценим истинность данного высказывания. 5 > 2 – истина; 7 четное число – ложь; в результате исходное выражение ложно.
