
- •Оглавление
- •Глава 1. Множества и отношения
- •§1.1. Способы задания множеств
- •§1.2. Операции
- •§1.3. Перечисление подмножеств
- •Замечание 1.
- •§1.4. Отношения и функции
- •Отношения и графы.
- •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.
- •Теорема 3. Пусть X – конечное множество. Множество отношений эквивалентности на X является решеткой относительно включения.
- •Функции. Функцией или отображением называется тройка, состоящая из множествA и b и подмножества fab (графика функции), удовлетворяющего следующим двум условиям
- •§1.5. 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 .
- •Глава 2. Комбинаторика
- •§2.1. Размещения
- •§2.2. Сочетания
- •Треугольник Паскаля и бином Ньютона. Теорема 1. Число сочетаний удовлетворяет соотношениям:
- •Теорема 2. Число сочетаний из n по k 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 {1,2, , k} {1,2, , n}.
- •§2.3. Формула включения и исключения Перечисление элементов объединения подмножеств Теорема 1. (Формула включения и 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
- •Глава 3. Производящие функции
- •§3.1. Свойства производящих функций
- •Пример 1. Вычислим производящие функции некоторых последова-тельностей. С этой целью сначала вспомним формулу для суммы бесконечной геометрической прогрессии
- •§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.
- •§3.5. Упражнения Свойства производящих функций
- •Решение рекуррентных уравнений
- •Теорема 1. Граф является эйлеровым тогда и только тогда, когда нечетную степень имеют не более двух вершин.
- •Пример 1. Закрытое письмо (см. Рис. 4.2) невозможно нарисовать не отрывая карандаш и проходя каждую линию ровно один раз, а открытое – можно.
- •§4.2. Простые графы и их свойства
- •Замечание. Теорема Эйлера имеет место и для графов, не являющихся простыми. §4.3. Хроматическое число графа
- •Теорема 1. Следующие свойства графа равносильны
- •Пример 2. Вычислим хроматическую функцию графа, состоящего из двух имеющих общую сторону треугольников
- •Теорема 3. Хроматическая функция f(q) конечного графа с n вершинами является многочленом степени n.
- •Число последовательностей из n-2 чисел принадлежащих множеству {1, 2, ∙ ∙ ∙, n} равно nn-2, значит число нумерованных деревьев равно nn-2.
- •Теорема 1. Числа Каталана равны .
- •§4.6. Плоские графы
- •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:
- •§4.7. Упражнения Свойства графов
- •Хроматическое число и хроматическая функция графа
- •Деревья
- •Глава 5. Конечные частично упорядоченные множества §5.1. Диаграмма Хассе частично упорядоченного множества
- •Пример 1. На рис. 4. 8 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. Упражения Диаграмма Хассе
- •Функция Мебиуса
- •Глава 6. Индивидуальные домашние задания
- •§6.1. Множества и отношения
- •§6.1. Комбинаторные объекты
- •Библиографический список
Определение 2.
Атрибут Ak функционально зависит от множества атрибутов
,если для любых элементов x, y R A1 A2 An из равенства их компонент
следует равенство
.
Если атрибут Ak функционально зависит от множества атрибутов
,но не зависит функционально ни от какого строго содержащегося в нем подмножества
, то Ak называется функционально полно зависящим от множества атрибутов
.
Множество атрибутов
называется ключом записи файла, если для всех k{1, 2, , n} атрибуты Ak функционально зависят от
. Во множестве всех ключей можно отметить некоторые ключи. Эти ключи называются выделенными. Остальные – не выделенными.
Первичным ключом называется произвольный выделенный ключ. Ключ, не являющийся первичным, называется возможным.
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 .
Поскольку множество записей для файла в первой нормальной форме совпадает с отношением, определенном этим файлом, то можно говорить о второй нормальной форме отношения.
Пример 2. В приведенной выше таблице определим первичный ключ как множество атрибутов {ВУЗ, Номер зачетки}. Год поступления зависит от номера зачетки. Поэтому зависимость года поступления от первичного ключа не является функционально полной. Стало быть, файл не находится во второй нормальной форме. Разобьем этот файл на два файла, находящиеся во второй нормальной форме. Первый файл не будет содержать года поступления
ВУЗ |
Номер зачетки |
ФИО |
АмГПГУ |
10802 |
Иванов Павел Сергеевич |
КнАГТУ |
10802 |
Петрова Галина Сергеевна |
Второй содержит номер зачетки и год поступления. Он состоит из одной записи
-
Номер зачетки
Год поступления
10802
2010
Третья нормальная форма
Определение
4.
Атрибут
Ak
транзитивно зависит от множества
атрибутов
,если
существует множество, состоящее из
атрибутов
,каждый
из которых функционально зависит от
,такое,
что Ak
функционально
зависит от
.
Определение
5.
(3NF)
Файл с первичным ключом
находится
в третьей нормальной форме,
если он находится в первой нормальной
форме, и для любого
функциональная зависимость атрибута
Ak
от
атрибутов
не является транзитивной.
Произвольный ключ отношения можно выделить как первичный. Если с помощью выделения любого ключа как первичного мы получаем отношение, находящееся в третьей нормальной форме, то заданное отношение называется находящимся в нормальной форме Бойса-Кодда. В частности, отношение будет находиться в нормальной форме Бойса-Кодда, если оно допускает единственный ключ.
§1.6. Упражнения
Задано подмножество AÍU. Найти все подмножества XÍU, для которых A ÇX= .
Решить систему уравнений
Ответ:
,
при условии
.
Решить уравнения
(1)
(2)
(3)
(4)
Пусть
- множество всех функций B® A. Установить биекции между множествами
(1) A ´ B и B ´ A;
(2) (A ´ B)С и AC ´ BC;
(3) (AB)C и AB´C;
(4) ABÈC и AB ´ AC, если B Ç C = Æ.
Построить бинарное отношение
(1) рефлексивное, симметричное, не транзитивное
(2) рефлексивное, антисимметричное, не транзитивное
(3) рефлексивное, транзитивное, не симметричное;
(4) антисимметричное, транзитивное, не рефлексивное.
Доказать, что пересечение семейства отношений эквивалентности на заданном множестве является отношением эквивалентности.
Построить пример частично упорядоченного множества, имеющего ровно один минимальный элемент, но не имеющего наименьшего элемента.
Доказать, что если R – отношение порядка, то R-1 – отношение порядка.
Доказать, что пересечение отношений порядка является отношением порядка. Всегда ли объединение отношений порядка является отношением порядка?
Найти число рефлексивных отношений на множестве из n элементов.
Найти число симметричных отношений на множестве из n элементов.
Будет ли множество функций X R решеткой относительно отношения порядка
fg
f(a)
g(a)
?
Сколько подмножеств множества A={1,2,∙∙∙,300} содержат по крайней мере одно число кратное 5, и ни одного – кратного 10.
Сколько подмножеств множества A={1,2,∙∙∙,300} не содержат ни чисел кратных 4, ни чисел кратных 6?
Сколько подмножеств множества A={1,2,∙∙∙,300} состоят из чисел кратных 4, но не содержат чисел кратных 6?
Сколько подмножеств множества A={1,2,∙∙∙,300} состоят из чисел кратных 4 и, сверх того, содержат по крайней мере одно число кратное 6 ?