- •Одеса Наука і техніка 2006
- •Розділ 1. Теорія множин і алгебраїчних систем
- •1.1. Основні поняття і завдання множин
- •1.2. Операції над множинами. Формули. Тотожності
- •1.3. Доведення тотожностей. Булева алгебра множин
- •1.4. Узагальнення операцій. Подвійність
- •Спісок літератури: Основна
- •2.1. Рівняння
- •2.2. Покриття і розбивки
- •2.3. Потужність множин. Зчисленні і континуальні множини
- •Список літератури Основна
- •3.1. Упорядковані множини
- •3.2. Графіки
- •Список літератури Основна
- •4.1. Відповідності
- •4.2. Образи і прообрази
- •4.3. Відображення і діаграми
- •Список літератури Основна
- •5.1. Основні поняття відношень
- •5.2. Множинні операції відношень
- •Список літератури Основна
- •6.1. Перестановка, ототожнення, приписування фіктивної координати
- •6.2. Згортка де Моргана, суперпозиція
- •Список літератури Основна
- •7.1. Успадковані властивості відношень
- •7.2. Спеціальні властивості відношень
- •Список літератури Основна
- •8.1. Еквівалентність
- •8.2. Порядок
- •8.3. Толерантність
- •8.4. Квазіпорядок
- •Список літератури Основна
- •9.1. Замикання відношень
- •9.2. Спеціальні функції
- •9.2.1. Підстановки
- •9.2.2. Послідовності
- •9.2.3. Функціонали
- •9.2.4. Функції, що зберігають алгебраїчні властивості
- •9.3. Операції
- •9.3.1. Загальні визначення операцій
- •9.3.2. Властивості операцій
- •Список літератури Основна
- •10.1 Композиція об'єктів
- •10.2. Внутрішній закон композиції
- •11.1 Алгебраїчні системи (моделі)
- •11.2. Групи підстановок і кільце множин
- •Розділ II. Комбінаторика
- •12.1. Вибірка елементів
- •12.2. Правило суми і добутку
- •12.3. Перестановки
- •12.4. Сполучення
- •12.5. Рекурентні співвідношення
- •12.6. Біном Ньютона
- •Список літератури Основна
- •13.1. Поліноміальні твірні функції
- •13.2. Експонентні твірні функції
- •13.3. Принцип включення і виключення
- •13.4. Розбивки
- •Список літератури Основна
- •Розділ III. Графи
- •14.1. Основні визначення
- •14.2. Способи представлення графів
- •Список літератури Основна
- •15.1. Основні визначення (продовження)
- •15.2. Зважені (відзначені) графи
- •Список літератури Основна
- •16.1. Операції над графуми
- •16.2. Властивості базових операцій над графами
- •Список літератури Основна
- •17.1. Чисельні характеристики графів
- •17.1.1. Ступінь вершин
- •17.1.2. Цикломатичне число
- •17.1.3. Хроматичне число
- •17.1.4. Множина внутрішньої стійкості
- •17.1.5. Множина зовнішньої стійкості
- •17.2. Представлення графів у пам'яті еом
- •Список літератури Основна
- •Розділ IV. Скінченні автомати
- •18.1. Абстрактний автомат
- •18.2. Способи завдання автоматів
- •18.2.1. Табличний спосіб
- •18.2.2. Графічний спосіб
- •18.3. Розширення функцій і
- •Список літератури Основна
- •19.1. Синхронні й асинхронні автомати
- •19.2. Асинхронні автомати, що тактуються
- •19.3. Перетворення автоматів Мілі і Мура
- •19.3.1. Перетворення автомата Мура в автомат Мілі
- •19.3.2. Перетворення автомата Мілі в автомат Мура
- •19.4. Сполучена модель автоматів – с-автомат
- •Список літератури Основна
- •20.1. Композиція автоматів
- •20.1.1. Рівнобіжне з'єднання
- •20.1.2. Послідовне з'єднання двох автоматів
- •20.1.3. З'єднання зі зворотним зв'язком
- •20.2. З'єднання автоматів з вихідною функцією
- •Список літератури Основна
- •21.1. Мережі автоматів
- •21.2. Еквівалентні автомати мережі
- •Список літератури Основна
- •Розділ V. Булева алгебра
- •22.1. Логічні функції
- •22.2. Булеві функції
- •22.3. Логічні формули
- •Список літератури Основна
- •23.1. Способи завдання булевих функцій
- •23.1.1. Табличний спосіб
- •23.1.2. Аналітичний спосіб Нормальні форми
- •23.1.3. Геометричний спосіб
- •23.1.4. Чисельний спосіб
- •23.2. Приведення формул булевої алгебри до досконалої форми
- •Список літератури Основна
- •24.1. Булева алгебра
- •24.2. Спрощення запису формул
- •24.3. Подвійність формул булевої алгебри
- •24.4. Булева алгебра множин
- •Список літератури Основна
- •25.1. Алгебра Жегалкіна
- •25.2. Типи булевих функцій
- •25.3. Функціональна повнота
- •25.4. Логічні (перемикальні) схеми
- •25.5. Канонічна задача синтезу логічних схем
- •Список літератури Основна
- •26.1. Графічний метод мінімізації булевих функцій
- •26.2. Табличний метод мінімізації
- •Список літератури Основна
- •27.1. Аналітичні методи мінімізації
- •27.1.1. Комплекс кубів
- •27.1.2. Постановка задачі
- •27.2. Метод Квайна
- •27.3. Алгебраїчний метод одержання мінімального покриття (алгоритм Петрика)
- •Список літератури Основна
- •28.1. Метод Квайна-МакКласкі
- •28.2. Мінімізація частково визначених функцій
- •Список літератури Основна
- •29.1 Основні визначення
- •29.2 Інтервальне представлення в матричній формі
- •29.3. Спрощення днф за матричною формою Закревського
- •30.1. Формулювання алгоритму побудови максимальних інтервалів для точки
- •30.2. Алгоритм для днф
- •30.3. Метод Блейка
- •31.1. Основні визначення
- •32.2. Використання системи булевих функцій для синтезу кс
- •31.3 Точний метод мінімізації систем булевих функцій Барті-Полянського
- •31.4. Інтуїтивний метод спрощення системи днф за матричною формою
- •32.1. Інтервальне представлення в еом
- •32.2. Основні операції над інтервальним представленням
- •33.1. Використання операцій інтервального представлення
- •33.2. Метричні властивості диз'юнктивної нормальної форми
- •34.1 Булеві рівняння
- •34.2. Булеві нерівності
- •34.3. Спільні системи нерівностей і рівнянь
- •35.1. Властивості булевой різниці
- •35.2. Методи знаходження булевой різниці
- •35.3. Подвійна булева різниця
- •35.4. Булеві похідні й диференціали
- •36.1. Висловлення предикатів
- •36.2. Логіка предикатів
- •36.3. Правила застосування кванторів
- •Список літератури Основна
- •Список літератури
- •Вступ 3
- •1. Теорія множин і алгебраїчних систем 4
- •2. Комбінаторика 65 Лекція 12. Комбінаторика. Базові методи 65
- •3. Графи 78
- •4. Скінченні автомати 101
- •5. Булева алгебра 123 Лекція 22. Булеві функції 123
2.3. Потужність множин. Зчисленні і континуальні множини
Множини бувають скінченними і нескінченними. Операції і властивості, що вивчені, справедливі для скінченних і нескінченних множин.
Порівняння множин зв'язане з установленням взаємооднозначної відповідності. Елементи множин М1 і М2 знаходяться у взаємооднозначній відповідності, якщо кожному елементу множини М1 за деякім законом зіставлений єдиний елемент множини М2 і навпаки. Такі множини називаються рівнопотужними (еквівалентними).
Приклад. Множина N рівно потужна множини N2.
Множини, рівнопотужні множині натуральних чисел N, називаються зчисленними. Усяка нескінченна підмножина зчисленної множини також зчислена. Множини цілих, раціональних чисел, слів скінченної довжини в скінченному алфавіті зчисленні.
Теорема. Об'єднання скінченної чи зчисленної сукупності зчисленних множин також є зчисленною множиною.
Існують нескінченні множини, елементи яких не можна перерахувати.
Теорема Кантора. Множина усіх дійсних чисел інтервалу (0,1) числової осі незчисленна.
Усяка множина, еквівалентна множині всіх дійсних чисел інтервалу (0,1), називається континуальною (множиною потужності континууму).
Приклад. Множини ірраціональних, трансцендентних чисел незчисенні.
Теорема. Множина B(М) усіх підмножин деякої зчисленної множини М є множиною потужності континуума.
Нехай F(А) - множина усіх слів у скінченному алфавіті А. Будь-яка підмножина LF(A) називається мовою над алфавітом.
Приклад. Множина усіх мов над скінченним алфавітом є множиною потужності континуума.
Кардинальне число множини М - це деЯкій об'єкт, що визначає потужність множини М (з розглянутої сукупності множин). У випадку скінченної множини М кардинальним числом М= кожної з множин розглянутої сукупності є натуральне число, що визначає число елементів у ньому і називане потужністю множини. Для нескінченних множин кардинальні числа називають трансфінітними.
Для кардинальних чисел скінченних множин можливі відношення:
12.
М12.
М12.
Приклад. 1{1, 2, 3}, 2{a, b, c}, \1\\2\. 3{1, 2, 3, 4}, 4{a, b, c}, \3\\4\.
При порівнянні нескінченних множин логічно можливі випадки:
Множини М1 і М2 рівно потужні, тобто М1=М2
Множини М1 і М2 не рівнопотужні, але одне з них, наприклад М1, рівно потужне підмножині іншого - М1=М2’ і М2’2. У цьому випадку потужність множині М1 менше потужності множині М, таким чином М12.
Множина М1 еквівалентна (рівно потужна) деякій підмножині множині М2 і, навпаки, множина М2 еквівалентно (рівно потужна) деякій підмножині множині М1. Випадок зводиться до першого.
Теорема Кантор-Бернштейна. Якщо множина М1 еквівалентна (рівнопотужна) деякій підмножині множини М2 і одночасно множина М2 еквівалентна (рівнопотужна) деякій підмножині множини М1, то множини М1 і М2 еквівалентні (рівнопотужні).
Множина М1 не еквівалентна (нерівнопотужна) ніякій підмножині множини М2 і множина М2 не еквівалентна (нерівнопотужна) ніякій підмножині множини М1, тобто М1 і М2 - непорівнянні. Цей випадок неможливий і множина усіх кардинальних чисел цілком упорядкована.
Приклад. 1{mM\mN & m – квадрат натурального числа}, 2N, c}, 12, 3(0, ), 4(0, 1), 34.
Наслідок. Якщо справедливе включення М12, причому М і М2 – еквівалентні (рівно потужні), то М і М1 еквівалентні (рівно потужні).
Приклад. (0, 1), 1(0, 1,5), 2(0, 2), 2, М21, 21.
Наслідок. Якщо М12, то М1М2.
Наслідок. Якщо М - довільна кінцева множина, то М0, де 0- кардинальне число множини натуральних чисел N (будь-якої зчисленної множини), називане алеф-нуль.
Теорема. У всякій нескінченній множини М можна виділити деяку зчисленну підмножину.
Теорема. Потужність множини В(М) усіх підмножин будь-якої непорожньої множини М більше потужності даної множини, тобто В(М)М.
Приклад. 1{0, 1}, 2B(M)={{(0, 1}, {0}, {1}, }, 1<2.
Наслідок. Не існує множин найбільшої потужності, множина усіх кардинальних чисел не має максимального елемента.
Контрольні запитання
Що таке рівняння? Як виконується розв’язання рівнянь?
Яка різниця між покриттям і розбивкою?
Які блоки покрить і розбивок можуть бути?
У чому різниця скінченних і нескінченних множин?
Чи усі множини можна перерахувати?
Як порівнюються нескінченні множини?
Чи е найбільша множина, як це підтвердити?