- •Кубанский государственный аграрный университет
- •1.1.2. Изобразите геометрически множество истинности одноместных предикатов g(X) и p(X), если:
- •1.1.3. Изобразите геометрически множество истинности предиката p(X), решив систему неравенств:
- •1.1.4. Постройте матрицу двуместного предиката p(X,y) и проверьте решение геометрически:
- •1.1.5. Изобразите геометрически множество истинности двуместного предиката a(X, y).
- •1.1.6. Изобразите геометрически множество истинности двуместного предиката q(X,y).
- •1.2. Операции над предикатами и кванторами
- •1. Пусть предикат q(X,y) определен на конечных множествах:
- •1.3. Виды форм логики предикатов
- •1. Приведите формулу логики предикатов к приведенной форме:
- •2. Приведите формулу логики предикатов к приведенной форме, где X,y,z– вещественные переменные, применив отрицание к формуле:
- •3. Приведите формулу логики предикатов к предваренной нормальной форме XyP(X, y) XyQ(X, y).
- •1.3.1. Приведите формулу логики предикатов к приведенной нормальной форме:
- •1.3.2. Приведите формулы логики предикатов к приведенной нормальной форме, где X,y,z– вещественные переменны, применив отрицание к формуле:
- •1.3.3. Приведите к предваренной нормальной форме следующие формулы логики предикатов:
- •1.4. Применение логики предикатов
- •1.4.1. Запишите аксиомы положительных величин на языке логики предикатов, используя ограниченные кванторы:
- •9)Аксиома соизмеримости отрезков
- •1.4.2. Запишите некоторые аксиомы действительных чисел на языке логики предикатов, используя ограниченные кванторы:
- •1.4.3. Подберите элементарные предикаты и запишите следующие высказывания:
- •1.4.4. Запишите определения на языке логики предикатов, используя ограниченные кванторы, и постройте их отрицания:
- •1.4.5. Запишите определения на языке логики предикатов, используя ограниченные кванторы, и постройте их отрицания:
- •1.4.6. Запишите теоремы и свойства на языке логики предикатов, используя ограниченные кванторы, и постройте их отрицания:
- •0) Основная теорема алгебры.
- •1.4.7. Запишите теоремы на языке логики предикатов, используя ограниченные кванторы, и постройте их отрицания:
- •Глава 2. Комбинаторика
- •2.2. Размещения без повторений
- •2.3. Размещения с повторениями
- •2.4. Перестановки без повторений
- •2.5. Перестановки с повторениями
- •2.6. Инверсии. Обратные перестановки
- •2.7. Сочетания без повторений
- •2.8. Сочетания с повторениями
- •2.9. Примеры решения сложных задач
- •2.10. Треугольник Паскаля. Бином Ньютона
- •1. Запишите разложение бинома:
- •2. Вычислите без калькулятора:
- •3. Запишите разложение бинома:
- •Зачетные задания по теме «Комбинаторика»
- •Глава 3. Графы
- •3.1. Виды графов. Изоморфизм графов.
- •Основные положения о вершинах графа:
- •Алгоритм распознавания изоморфизма двух графов g1(X, e)и g2(y,e)
- •2. Докажите, что графы g1(x1, e1) и g2(y2, e2) изоморфны.
- •3. Решите задачу по вычислению валентности вершин графа
- •4. Решите задачу по выявлению связности компонент графа
- •3.1.5. Определите виды графов и подсчитайте валентность вершин:
- •3.1.6. Определите виды графов и подсчитайте валентность вершин:
- •3.1.7. Решите задачи по вычислению валентности вершин графа:
- •3.1.8. Решите задачи по вычислению валентности вершин графа:
- •3.1.9. Решите задачи по выявлению связности графа:
- •3.2. Операции над графами
- •3.2.1. Пусть заданы два графа g1(v1, e1) и g2(v2, e2). Изобразите геометрически объединение, пересечение и сумму по модулю два.
- •3.3. Представление графов в пэвм
- •3.3.1. Неориентированные графы
- •Способы задания графа:
- •Свойства матрицы смежности:
- •Свойства матрицы инцидентности:
- •2. Граф g(V,e): задан геометрически.
- •3. Графы g1(v1,e1) и g2(v2,e2) заданы геометрически.
- •3.3.1.2. Постройте для графа g(V,e), заданного геометрически
- •3.3.1.3. Дана матрица смежности графа. Задайте граф геометрически. Укажите: 1) матрицу инцидентности; 2) валентность вершин. 7)
- •Свойства матрицы инцидентности:
- •1. Орграф g1(V,e) задан геометрически. Постройте для орграфа:
- •2. Решите следующую задачу по обходу графов:
- •3.3.2.2. Орграф задан геометрически. Укажите валентность вершин. Постройте матрицу смежности орграфа.
- •3.3.2.3. Дана матрица смежности орграфа. А) Задайте орграф геометрически, в) постройте матрицу инцидентности.
- •3.3.2.4. Дана матрица инцидентности орграфа. А) Задайте орграф геометрически, в) постройте матрицу смежности.
- •3.3.2.5. Решите следующие задачи по обходу графов:
- •Аркадий, Борис. Владимир, Григорий и Дмитрий при встрече обменялись рукопожатиями (каждый пожал руку каждому по одному разу). Сколько всего рукопожатий было сделано?
- •3.3.2.6. Решите следующие задачи по обходу графов:
- •3.4. Задачи оптимизации на графах
- •3. Задайте граф геометрически и решите задачу:
- •3.5. Эйлеровы и гамильтоновы графы
- •Критерий эйлеровости графа
- •1. Каждое ребро полного графа с 11 вершинами покрашено в один из двух цветов: красный или синий. Докажите, что либо "красный", либо "синий" граф не является плоским. 7)
- •3.5.3. Граф задан геометрически. Выпишите гамильтонов цикл у данного графа, если он есть:
- •Глава 4. Автоматы
- •4.1. Задачи анализа автоматов
- •4.2. Задачи синтеза автоматов
- •Глава 5. Алгоритмы
- •5.1.1. Опишите алгоритмы в словесной форме:
- •5.1.2. Опишите алгоритмы в словесно-формульной форме:
- •5.2. Виды алгоритмов
- •5.2.1. Линейные алгоритмы
- •1. Опишите графическим способом алгоритм расчета нормы расхода гербицида (л/га) по формуле:.
- •1. Опишите алгоритмы в графической форме, в которых переменной d присваивают:
- •2. Опишите алгоритмы в графической форме. Даны положительные вещественные числа X и y. Присвойте целой переменной z:
- •5.2.2. Разветвляющиеся алгоритмы
- •1. Опишите графическим способом алгоритм вычисления значения выражения:
- •4. Даны действительные числа X, y и z. Вычислите:
- •5.2.3. Циклические алгоритмы
- •Выход из цикла Выход из цикла
- •1.Составьте блок-схему алгоритма вычисления среднеквадратической взвешенной по формуле:
- •2.Составьте блок-схему алгоритма вычисления суммы кубов последовательности, состоящей из положительных чисел до первого введенного отрицательного числа.
- •5.3. Применение теории алгоритмов. Машины Тьюринга
- •1. Пусть требуется добавить 1 к натуральному числу n, представленному на ленте машины Тьюринга в двоичной системе счисления, то есть в алфавите {0,1}.
- •3. Составьте программу машины Тьюринга, подсчитывающую число вхождений символа a в слово р в алфавите {a, b, c}.
- •5.3.1. Постройте машину Тьюринга,
- •5.3.2. Постройте машину Тьюринга, подсчитывающую
- •5.3.3. Постройте машину Тьюринга, осуществляющую перевод натурального числа n
- •5.3.4. Постройте машину Тьюринга,
5.3. Применение теории алгоритмов. Машины Тьюринга
Машина Тьюринга состоит из бесконечной в обе стороны ленты, разбитой на ячейки, и рабочей головки. Она работает в дискретные моменты времени: t0, t1, … , tn, … В каждый момент во всякой ячейке ленты может быть записана одна из букв некоторого конечного внешнего алфавита A = { a0, a1, … ak-1}, а головка может находиться в одном из конечного числа внутренних состояний Q = {q0,q1,…qr-1}- внутренний алфавит. Символ a0 является "пустым" (будем обозначать его ) и что все клетки ленты заполнены этим символом.
В каждый момент времени рабочая головка обозревает одну ячейку ленты и выполняет следующие действия:
заменяет символ в обозреваемой ячейке новым (возможно, прежним);
переходит в новое состояние (возможно, в прежнее);
сдвигается на одну ячейку (вправо R или влево L) либо остается на месте H.
Работа машины задается системой команд вида: qiaj qlapD, где D{R, L, H}.
Совокупность команд будем называть программой машины Тьюринга.
Среди состояний машины (головки) выделено одно, называемое заключительным (впредь мы будем считать, что это состояние q0).
Под конфигурацией машины Тьюринга мы понимаем распределение букв алфавита А по ячейкам ленты, состояние головки и обозреваемую ячейку. Работа машины Тьюринга по программе состоит в смене конфигураций. Конфигурацию в момент времени ti будем обозначать Kti. Если эта конфигурация не является заключительной, то машина в соответствии со следующей командой переходит в конфигурацию Kti+1.
Если нужно решить некоторую задачу на машине Тьюринга, исходным данным задачи сопоставляется начальная конфигурация Kt0, а ответ задачи определяется заключительной конфигурацией, в которую программа машины переводит конфигурацию Kt0.
Примеры выполнения заданий
1. Пусть требуется добавить 1 к натуральному числу n, представленному на ленте машины Тьюринга в двоичной системе счисления, то есть в алфавите {0,1}.
Решение: внешний алфавит машины будет следующим: {, 0, 1}.
Будем считать начальной следующую конфигурацию: q11…p. Для того, чтобы прибавить 1 к двоичному числу n сначала необходимо "отогнать" головку машины вправо и установить ее под последней (самой младшей) цифрой двоичного числа. Если последняя цифра числа есть 0, то достаточно заменить 0 на 1 и завершить процесс, то есть перевести головку (машину) в заключительное состояние q0.
Если же последняя цифра числа есть 1, то необходимо заменить ее на 0, а головку сдвинуть влево, чтобы "увидеть" следующий разряд двоичного числа. Если окажется, что этот разряд содержит 0, то заменить 0 на 1 и опять-таки перевести головку (машину) в заключительное состояние q0. Если же этот разряд содержит 1, необходимо заменить ее на 0 и опять сдвинуть головку влево. И так далее, до тех пор, пока либо не встретится разряд, содержащий 0, либо головка дойдет до первого слева пустого символа . В любом из этих случаев 0 или следует заменить на 1 и перевести головку (машину) в заключительное состояние q0.
Программа машины, прибавляющей 1 к двоичному числу, имеет вид:
|
q11 q11R q10 q10R q1 q2L q20 q31H q21 q20L |
q2 q01H q31 q31L q30 q30L q3 q0R.
|
2. Пусть требуется перевести унарную запись натурального числа n, изображенного в виде последовательности n "палочек" (|) n 1, в двоичную запись в алфавите {0,1}. Т.е. конфигурация q1|||…| должна быть преобразована в q012…p , где 12…p - двоичная запись n.
Решение: в качестве внешнего алфавита машины берем алфавит:{, |, 0,1}.
Опишем алгоритм решения задачи в словесной форме:
"Отогнать" головку машины влево до первого пустого символа, заменить этот символ нулем (0).
"Отогнать" головку машины вправо до последней черточки, заменить ее пустым символом. Запомнить, что 1 из унарного представления числа n вычтена.
Установить головку под младшим разрядом формируемого двоичного числа и прибавить к двоичному числу 1 (так как мы делали это при построении предыдущей машины). Запомнить, что 1 к двоичному числу прибавлена.
Пункты 2 и 3 повторять до тех пор, пока не исчерпается исходное число, то есть на ленте не останется "палочек".
Головку отогнать в крайнюю левую позицию полученного двоичного числа и остановить машину.
Программа работы машины имеет вид:
|
q1| q1|L q1q20R q2| q2|R q2 q3L q3| q4 L q4 | q4|L q40 q51R q41q40L |
q4 q51R q51 q51R q50 q50R q5| q2|H q5 q6 L q61 q61L q60 q60L q6 q0R |