Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Литература / Дополнительная литература / 25_В.В.Аниськов, И.В.Близнец - Дискретная математика. Практиченское пособие

.pdf
Скачиваний:
33
Добавлен:
29.02.2016
Размер:
477.26 Кб
Скачать

 

21)

f (x˜3)

= (11001010);

 

 

 

 

) 3

f (x˜3) = (00110011);

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

линейнойзаданиеешенункцииf (донелжноx˜ )å.=явяетссоЕсдерсолидержитябу.жлеваатьнечетное(1010101001101000);ункциячисчислоявляетслоединицялинейной,.Следовательно,.Векторноееезаданиевекторноеункциядан-

 

линейной.являетсянеункцияОтвет:

 

 

 

54) f (x˜4) = (1101011010010111);

 

 

 

) 6

f (x˜4) = (1001011001101001);

 

 

 

 

4

 

 

ñ

мощью

подстЗадаановкиf (x˜÷à) =íà96(0100100010100101)мест. Выяснить,аеепереìенныхожноли. ункцийизданной ункции

 

 

 

 

0, 1, x, y, x,¯

, ïîлучить

xy.

1)

 

 

 

 

 

 

2

f (x˜3) = (11101010);

 

 

 

 

) 3

f (x˜3) = (10001000);

 

 

 

 

 

3

 

линейункцияойу.довлетворПосклькуялавекторноеусловиюбунелевабыла

çàäàчешение,fнеобх(x˜ункции) =.оДлядимо,сотого,дерчтобыжитчтобыона(11101000);

являетстого,чтобыядостнеункциидляâèå

2

n

1

= 2

2

= 4

-ñëîýòîéó

аточнымункциябыла.Сост78линейной,авимтедиаблицувыпоиц,лняетсистинноститонеобхя.Нодимоедляэто

 

льрасоСкможноами?амипредметпредметжчетырьмяэтимимеждуамеждуярлыксинихдваразличнымикими

-пользуйтеИспоярлыка?зеленогодногониспособамисинихдвакрасных,два

синиекрасные,пределить

естьнасчтоловии,уприлыкиярзеленые

того,дляответлученный

соглашенияцелесообразностьпоказатьчтобы

m

 

 

 

 

 

Cкурсовшести=â)áà)Çàäà1возмоск.совпадаетчалькжных43ими.имеетсСтуспо.дентувремени?яобамиспособовнужномоетвыбратьвыбора,бытьсделандваесличтениеакуэтотльвыбор?тативныхкаких-либокурсадвухиз

n

 

 

чтениеесливыбора,для

курсов

начинается

 

 

остальномдвухачасов,12вдругихдвухчтениечасов,10

времени?вопересекаютсянекурсы

 

 

содержитэлементовдесятиизмножествочтоДоказать,44.Задача

эпятиизподмножествльше

 

-друлюбогоизподмножествчем

икгобог

.лементов,эчисла

 

 

круглымзарасположитьможноспособамилькимиСк45.сированногоЗадача

лисьстоломи никсупружакиеизескихсупруговпарn

-чередоваженщиныитнеак,сиделичтобыбымужчинывместе?

19

 

 

соотношенияекуррентные1.3.

 

 

 

екуррентным

(мотношени

-называет)ормулойкуррентной

членся ормупоследовательностьла видавательностиa = f (n, a

. . . a

 

) выражающая при n > k каждый

 

 

n

n−1

n−k

 

 

 

,

 

 

a через предыдущие k членовсоотношение,,a a

. . .

 

 

 

n

 

 

n−1

n−2

 

a

Ïîñ.×èñ

k называется порядком рекуррентного соотношения.

 

 

n−k

 

 

 

 

 

 

 

-ятоноесопределяетсчленчастнымярекуррентногозываетсегоаждыйшениемрекуррентное.аютэтоâешениечно,,отлирекуррентногозависрекуррентногопроизвовыпоприялняетсеелишьльнойподстотя.ановкпостосоотношенияномераназыотношенияяннойешениезависитшенияднознаждественнотононе

 

 

 

{an}

 

 

 

 

 

зависитоноесли,щим

 

k-того порядка называетс

 

-îá

этихподбораданногоПутемние

 

k

постоянныхпроизвольных

C1

,

C2

,

. . .

 

,

Ck

 

поудовлетворлучитьлюбоеяющеечастноепостоянныхсоотношения,можно

ðåøå.

собирающаяловиямОбщееекуррентное. решениевсе чассоорекуррентногоыеошениерешениявида:.соотношения это общаянаk чальнымормула,

ãäåf (n + k) = a1f (n + k − 1) + a2f (n + k − 2) + . . . + ak f (n) + ϑ(n),

(1.2)

.линейнымяициентаминазываетскоэвида:соотношение,постояннымисекуррентноесоотношением

рекуррентным

 

a1, a2, . . . , ak C ϑ(n)

6≡0

 

 

 

 

 

ãäå

f (n + k) = a1f (n + k − 1) + a2f (n + k − 2) + . . . + ak f (n)

(1.3)

 

a , a2, . . . , an C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.ициентамиоднороднымкоэлинейнымназываетсяпостояннымисУравнениесоотношением

рекуррентным

 

k

 

k

1

. . .

 

a = 0

 

 

íияазываетсОбщее(1.3). ярешениехарактеристическимлинейногоx a x

 

 

 

 

 

 

-рекуррентногорекуррентногосоотношения(1.4)дногоавнением20уродноро

 

 

1

 

 

 

k

 

 

((x1 x2) (x2 x1)) x3

0

1

0

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

0

1

0

1

1

0

1

1

0

1

0

0

1

0

0

1

1

0

1

0

0

0

1

1

0

0

0

0

1

1

1

0

1

0

0

0

0

1

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

0

1

1

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

ýтогоТициентов,епвнарьчалепостроимкторыйбыллиномполиномподробноЖегЖегалкинаразобраналкинаметовобщемвдомпредыдущейнеопределенныхвиде:теме.Дляко1 1 1 0 1 1 1 1 1 -

 

 

 

получаем:истинности,таблицупостроеннуюИспользуя

α1x1x2x3

α2x1x2 α3x1x3 α4x2x3

α5x1 α6x2 α7x3 α8.

f (0, 0, 0) = 0

íî

α8 = 0;

 

 

f (1, 0, 0) = 1

 

α5 = 1

 

 

f (0, 1, 0) = 1

 

α6 = 1

 

 

f (0, 0, 1) = 1

 

α7 = 1

 

 

f (1, 1, 0) = 0

íî

α2 = 0

 

 

f (0, 1, 1) = 0

 

α3 = 0

 

 

f (1, 0, 1) = 0

 

α4 = 0

 

 

определению,

.даннойзнавченияусловиидля

чтоициентов,имеетвид:получаем,ункцииоэ

полинПодстмЖегавивалкинапоf (1 1, 1) = 1,лученныеследователь

α1 = 0

 

 

5)Ответ:По

 

 

 

x1 x2 x3.

 

 

линейной.является.ункцияункцияданнаяявляетсвяулинейнойсловии

6 (((x1 x2) x3) x4) x1;

 

 

(x1 x2) (x2

x3) (x1

x3).

 

 

линейной.ункциялиявляетс77яВыяснить,95.Задача

 

 

x1

x2

x3

 

f

 

 

 

 

0

0

0

 

 

0

 

 

 

 

0

0

1

 

 

0

 

 

 

 

0

1

0

 

 

1

 

 

 

 

0

1

1

 

 

1

 

 

 

 

1

0

0

 

 

1

 

 

 

1

0

1

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

 

0

 

 

Из таблицы видно, что указанным1 1 1

 

 

набором1

 

наборявляется

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(0, 1, 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

x

 

f

 

 

 

1

0

0

 

1

 

 

 

Итак, нами получена константа0 1

1

 

1

 

 

 

2)

 

 

 

 

1.

 

 

 

 

 

 

3

((x1 x2 x3) x4) x¯1x2x3;

 

 

 

 

 

 

 

4

(x1x2) (x1 x3);

 

 

 

 

 

 

 

 

5

x1x2 x1x3 x2x4 x3x4;

 

 

 

 

 

 

 

 

) 6

x1 (x2 (x3 x4));

 

 

 

 

 

 

 

 

являетс1)Зада(ÿx1ëè÷à x2) (x3 x4).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

выяснить,Жегалкина,полиномвункциюазлагая.линейной94.она

2

(x1x2 12) x3;

3

x1x2(x1 x2);

4) 1x2 2x3 3x4 4x1;

истинности.таблицуункцииданной76дляПостроимешение.

 

((x1 x2) (x2 x1)) x3;

видимеет(1.3)

 

 

 

 

 

s

 

 

 

 

 

(1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ãäå

 

 

 

α(n) =

X

(Ci1

+ Ci2 n + . . . + CiR nr− in,

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ностразлCij

(

1

i

 

 

ачисла,омплексные;арактеристическ)

λ1, λ2, . . , λs

 

 

s

1

6

j

6

r

 

 

 

 

 

è÷íûå6корни6

 

õ

 

 

 

-кратсоответственноуравненияого

оответствующийлучае,

 

ϑ(n) = Rm(n)λn, ã

Rm многочлен степени m,

r1

r2, . . . , rs

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.моднорожносоотношения(1дногопредст2)ункциичастногосоотношениясоответствующегорешениясоотношения.2)решение.изнекобщегорекуррентноговоторогодоврешениякядеаждого(1решениесуммы.3)èввОбщееотношенвитьДля

(1.2),Вчастное

когда

 

имеет определенныйϑ(n) рекуррентноговид.

 

r (r > 1).

Çàäàλ кчаорень46. хПокарактеристическазать,Основныечто рекуррентноеогозадауравнениячисоотношениекратности

шение р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

членуимеетпосвидледовательностиледовательности,,частное

 

 

соотнош

níèÿ-íîìó(1.2)

 

 

Qm(n)λ

n

äå

 

λ

6= 0

 

 

степени

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qm

многочлен

не являетс,яm

корнемтветствующийхарактеристическn-ному членуогоуравненияпос

 

âèä

 

 

åñëè λ

åñëè

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nrQm(n λn,

 

x

 

 

 

+ f (n − 1)

 

f (n) =

f (n − 1)

 

 

 

условииначальномпри

2

 

квадр тного корня из числаf (0) = 2 можно использовать для вычисления

Задача 47. Найти общееx.решение рекуррентного соотношения

данномуешениерекуррентному. Составимf (nхарактеристическсоотношению:ое+ 2) = 3f (n + 1) −уравнение,2f (n).

соответствующее

2

уравнения= 0.

числаявляются

Корнями данного характеристическогоλ − 3λ + 2

 

 

λ1 =

= 1 λ2 = 2. Кратность аждого из21корней единица. Следовательно,

виде:взапишетсясоотношениярекуррентногоданногорешение

 

 

s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверка:α(n) =

Ci1λin = C11 · 1n + C21 · 2n = C1 + C2 · 2n.

 

 

i=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C1 + C2 · 2n+2 = 3(C1 + C2 · 2n+1) − 2(C1 + C2 · 2n);

 

C1 + 4C2 · 2n = 3C1 + 6C2 · 2n − 2C1 − 2C2 · 2n;

 

Ответ:

C1 + 4C2 · 2n = C1 + 4C2 · 2n.

 

 

C1 + C2 · 2

n

.

 

 

 

 

 

 

соотношениярекуррентногорешениечастноеНайти48.Задача

удовл творяющее начальнымрекуррентномусловиямf (n + 2) = 4f (n + 1) − 4f (n),

 

 

Данномуоеуравнение:.ешениерактеристическ

fсоотношению(0) = 1; f (1) соответствует= 4.

-õà

 

 

 

 

2

имеет+ 4 = один0.

реньк

 

 

Это характеристическоеуравнениеλ − 4λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ1 = 2 кратности

2шетсСледоватя. âèäå:ëüíî, ðåø

 

-записоотношениятногорекурреданного

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

систему:получаем

 

 

Учитывая начальные значения,α(n) = (C1

+ C2n) · 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(C1 + C2 · 0) · 21

= 1;

 

 

 

легкокоторойиз

получается

· 1) · 2

= 4

 

 

 

 

 

(C1 + C2

 

 

 

 

 

 

 

C1 = 1;

 

 

 

 

 

Поэтому

 

 

 

C1 + C2 = 2.

 

 

 

n

Проверка:

 

решениеискомоеСледовательно,

 

= 1.

(1 + n) · 2 .

C1 = C2

 

 

 

 

 

 

 

(1 + n + 2) · 2n+2 = 4(1 + n + 1) · 2n+1 − 4(1 + n) · 2n; 4(n + 3) · 2n = 8(n +22) · 2n − 4(1 + n) · 2n;

 

x1

x2

x3

x4

f

 

0

0

0

0

0

 

0

0

0

1

0

 

0

0

1

0

0

 

0

0

1

1

1

 

0

1

0

0

0

 

0

1

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

0

1

 

0

1

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

0

0

 

1

0

0

1

1

 

1

0

1

0

1

 

1

0

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

0

0

 

1

1

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

0

1

 

 

 

 

 

 

Посквыпольку

1

1

1

1

1

 

 

0. Следовательно,.

 

ункция5)Ответ:самоf (1двойственнойункциянеявляетснеиявляетссамоядвойственной, 0, 0, 0) = 0 f (0, 1, 1, 1). =

данная

должно

лняться

 

¯ ¯ ¯ ¯

ункции самодвойственной для то ,

 

 

равенство

1)

что видно,

(1, 0, 0,

0) = (0, 1, 1,

 

 

¯ ¯ ¯ ¯ ¯ . Из таблицы

 

 

 

 

f

(1, 0, 0, 0) =

f (0 1, 1, 1)

 

6

f (x˜4) = (0011001111001100);

 

 

 

4

-подстановпомощьюсункции

ки наЗадаместf (x˜÷à) переменных=93.(1100011100011100)Из несамоункцийдвойственной.

1)

x è x¯

константу.получить

 

 

3

 

 

тинности:ябыешениеfäèí((x˜ )набор.=Поскольку(00111001); ункция несамодвойственна, то найдется чтох-

 

(a1, a2, a3) значений переменных x1, x2, x3

àêîé,

f (a1, a2, a3) = f (¯a1, a¯2, a¯3). Построим75 для данной ункции

исаблицу

¯

 

¯ ¯

f (0, 1) = 1 = 0

= g¯(1, 0) = g¯(0, 1);

¯

(ýòî

¯ ¯

f (1, 0) = 1 = 0

= g¯(0, 1) = g¯ 1, 0);

Булевыопределениювто,темепо

¯

¯ ¯

 

данобылоние

f (1, 1) = 0 = 1

= g¯(0, 0) = g¯(1, 1),

 

ункцияопредел),ункцииункциидвойственнойиихсвойства

 

ункциикной

 

g

-двойствентсяåÿâëÿ

2)Ответ: являетс.я.f

 

 

 

 

 

f (x˜2) = x1 x2

 

3)

g(x˜2) = x2 x1;

 

 

f (x˜3) = x1x2 x1x3 x2x3;

 

4)

g(x˜3) = x1x2 x1x3 x2x3;

 

 

f (x˜3) = x1 x2 x3;

 

5)

g(x˜3) = x1 x2 x3;

 

 

f (x˜3) = x¯12x3 x1(x2 x3);

6)

g(x˜3) = (01101101);

 

 

f (x˜3) = (11001100);

 

 

3

ункции?следующиели

1)Задачаg(x˜ ) =92.(10101100)Самодвойственны.

2

(x1x2 x3) x1;

3

((x1 x2) x1x3) (x2 x3);

4) ((x¯1 xx 3) x4) x¯1x23;

 

4

ункции:ешение.f (x˜ ) = Составим(0001001001100111);таблицу истинности74 по векторному заданию

4n · 2n + 12 · 2n = 8n · 2n + 16 · 2n − 4 · 2n − 4n · 2n;

 

 

n

n

 

n

n

.

 

Из первоначального4n · 2 соотношения+ 12 · 2 = 4nполучим:· 2 + 12 · 2

 

 

наТеперьчалныхпроверим,условий:получатсяf (n) = ëèf (nзаданны+ 1) −

1

(условииn + 2).

длязначениязадачи

4 fâ

 

 

 

 

 

 

å

 

 

 

 

 

 

 

 

f (0) = f (1) −

1

f

(2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

f (0) = 2 · 21

 

· 3 · 22 = 1;

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

f (1) = f (2) −

1

f

(3);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

Ответ:

f (1) = 3 · 22

 

· 4 · 23 = 4.

 

 

 

4

 

 

 

 

n

соотношениярекуррентногорешениечастное

 

Задача(1 +49.n) ·Найти2 .

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

удовл творяющее начальномурекуррентноесловиюf (n + 1) = f (n) + 2,

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

отношение,ным. ешениеешимт.внае.Данноерекуррентноечале соо ветствующеесоотношениесоотношениеемуднородноеявляетсрекуррентноеянеодноросодf (0) = 6.

-

1

 

λ1 = 1 . Ñëå-

ношения:Составим характеристическоеf (nуравнен+ 1) = èåfäëÿ(n).этого рекуррентного сооот-

3

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

Это характеристическое уравнениеλ −

 

имеет= 0.

орекуррентногодинорень

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

однородногоявляетсдовательно,явыражобщимениерешением

соотношения3

1

 

 

 

 

C1(23)n.

 

 

 

 

åíîìäвивнеоднорозапишемдномхениевыражСледовательно,Вис

рекуррентном соотношении v(n) = 2. Ýòî

 

 

 

 

 

 

Rm(n)λn = 2 · 1.

 

 

 

 

виданем характеристическогоm = 0, R0уравнен(n) = 2 èÿ,λ =òî1доПосклжн. îлькусуществоватьнеявляерекуррентноечастноерешеяорие1

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

.степени,ойнулемногочленискгатьдевыражвидесоотношениебудем

-

Q0(n) · 1

 

,

Q0(n)

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ýòî

 

 

ение,C ·1получим:Подст= C. авив в исх дное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

частноговетЗначитоотношениятвующ,С=3решения:го. ПоэтомуднможнородногообщееполучитьрекуррCрешениеввидеданногосуммысоотношениявобщегоуловиирешениярекуррентнополученногосоот= åíтного+ 2. -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

n

 

 

 

 

 

условияначальногоИз

 

C1(

 

)

 

+ 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (0) = 6

чтонаходим,

 

 

 

 

поэтомуи

 

 

 

 

 

C1(

 

1

)0

+ 3 = 6

 

 

 

 

 

= 3.

 

 

3

 

 

 

 

C1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ороеноерешениеудовлетворданногояетзаданнымвусловииусловиям,задачиòбурекуррентногодетиметьвид:соотношения,Теперьчаско

 

 

(нужно

 

 

 

 

+ 3 = 3 · ( 3 )

 

+ 1 .

 

 

 

 

полученноетакреα n) = 3 ·ж( 3 )

 

 

 

 

 

Попроверкудст.авивОтвет:улатьсловий)

 

 

 

 

1

n

 

 

 

 

1

n

 

 

 

 

 

 

 

-имостьошение,налегкчальныхосдеíлтсоевыпоîипроверитьисхднениеø

Задача 350.·

( 3 )

 

+ 1 .

 

 

соотношениярекуррентногорешение

 

 

 

 

1

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

частноеайтиÍ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

удовл творяющееСоответствующееначальномусловиюf (n + 1) = f (n) + n + 1,

 

 

 

ешение:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дноро24дноеf (0) =рекуррентное1.

соотношение

Класс K P2

если),максимальным(илипредполнымназываетсявляетс

KполнанеПредпоявляетс.уществулныйяетпоровнолным,класс5нопредподля любойялныхзамкнутымклассовункции.

f P2 \K система {f } K

 

 

 

 

T0, T1, S, M, L.

 

 

A = {x1x2; 0; 1; x1 x2 x3} является полной.

 

любая ункцияA из замкнутого класса M называется полной в M, åñëè

Система

 

M может ыть задана ормулой над A.

 

система

A

M

 

базисомегоя

A полна в M , но любая ее собственная подсистема не полна в

Mсистему.СистемаИз,любойсодержпоащуюлной несистемыболее четырехбулевых ункций, кмоотораяжновыделитьакжполнапод.-

ВтораяПерваяэтогоцийбазиседу

A = {x1x2; 0; 1; x1 x2 x3}

базисомявляетс

P2

-Ввиункввункций.дальнейшегоКаждыйМноествозамкнутыйуменьшениявсехзамкнутыхклассчисбулаклассовлевых.Посттребоватьбазистеоремаимеет.нельзяконечный

задачиункциялиОсновныеЯвляется91.ча.Задасчетно

P2

1)

 

 

 

 

 

g двойственной к ункции f ?

2

x2;

 

 

 

 

 

 

 

f (x˜2) = x1

 

 

 

 

 

 

 

ункций:обеихдляистинноститаблицыСоставим

ешение.g(x˜ ) = x1

x2;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

x2

 

x1

x2

 

 

 

0

0

0

 

0

1

0

 

 

0

1

1

 

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поскольку

 

1

0

1

 

1

1

1

 

 

 

 

 

¯

73

 

 

¯ ¯

 

f (0, 0) = 0 = 1 = g¯(1, 1) = g¯(0, 0);

ункцияантконстбулевалиановкиЕсподст

f (x˜) не является линейной,реализутонее пут

îò

 

 

 

ее отрицания, можно0, 1,получитьункцийназываетсx,îðìóx, луакж, отораяможет быть иетвзятиåì

 

x

xбу.ле ых ункций

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

ункцию ожно представить какM ормулу надяполной, ес

булеву любую

 

 

 

 

 

M .

 

 

 

 

Ñè åìà P2 являетсявляетсполной; система {0, 1}

полной.являетсяне

 

Ïóñòü äàíû{ , äâå, }системы буялевыхполной. ункций

 

 

 

 

è

 

 

{f1, f2, . . . , fm}

 

 

 

(2.1)

 

 

.яТпоогдалнойсистемакаждая(2.2)янадсистемыявляетс(2.2)

ункцияполноймо(2ж.ет.2)ееявляетс

являютсормулой(2.1)бытьакие,заданалнымичтосистема

{g1, g2, . . . gs}

 

ункции,

 

 

 

 

 

 

полна}.

 

 

Ïîнятно, что система, содержащая,{ , } {âñå, }операции,{0, 1, ,

Системы .

ствуютными?{ Вспомогательными} лизаданныесисемы,деркжоторыепомощьюатвсего{ , } булевымистосдвеледующейятоперацииизункциямиднойтабл.Возникцыназываютсаетиявляютсвопрос:буясущелевыпо-

x

y

|

0

0

1

1

0

1

1

0

1

0

1

0

1

1

0

0

 

 

 

 

 

x|y штрих Ше ера;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x праведливы↓ y стрелкаледующиеПиркса.

равенства:

 

 

= x|x;

 

= x ↓ x; x y =

 

|

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

x

x

y

xy =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Системыx ↓ y.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и достДляаточнотог ,чтобыионасистемапоцеликлныбу.омлевыхнесо{|} {↓} дерункцийжаласьбылани впоолнойдномнеобхизклассовдимо

T

, TÂñ,ÿêèé,S M

,замкнутый.L

класс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

 

 

 

 

 

K

 

 

 

 

 

 

K 6= P2

содержитс

 

 

чтотакой,ункцийбулевых

классовизодномвбыхотя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

72

T0, T1, S, M, L.

 

 

 

 

 

вид:имеет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Его характеристическим уравнениемf (n + 1) =будетf (n). уравнение

 

 

етбунем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ = 1. Åãî êîð-

днороäíîãîλ1

рекуррентногоКратностьсоотношениякорняравнабудетПоэтомувыражениеобщим= 1. 1.

решением

исходномвПоскольку

 

 

C1 · 1

n

= C1.

 

 

 

 

 

 

 

соотношениирекуррентном

 

 

соотношения

 

v(n) = (n + 1) · 1n = R1(n) · 1n

 

 

днороявляетсдного1

веристическвидечастноерешениеогоуравненияисходногосоответствующегорекуррентногосоотношение,букордемемискхаракатьсоотношения,

рекуррентноедноеисх

 

 

 

n(anполучим:Подставив+ b).

выражениеэто

или, после приведения(n + 1)(подобных,a(n + 1) + b) = n(an + b) + n + 1

 

системуПоэтому, приравняв коэ 2anициенты+ a + bïðè= nстепенях+ 1.

получаеммногочлена,

ешив этудовательно,систему получаем: a + b = 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2a = 1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

âèä:åòåСлимния

общее решениеa = b

исходного= .

-соотношерекуррентного

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

Подставив в это соотношениеα(n) íà= ÷à(льноеn + 1) + C1.

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

условие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (0) = 1, получим, что

откуда

 

 

0

(0 + 1) + C1 = 1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

являетсного у C1 = частнымТакимрешениемобразом,1.

-рекуррентногочтодлязаданногосоотношенияначальиспохлучаем,одного

ловия,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n(n + 1)

 

 

 

 

Теперь, как и в предыдущèõ çàäà25 ÷àõ,+ 1.осталось сделать проверку.

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

Ответ: n(n + 1)

 

 

 

1)Задача 51. Íàéòè+ общее1, (n решение> 0).

соотношения: рекуррентного

 

2

 

 

 

куррентногоешение.f (n + соотношения:Составляемхарактеристическое3) = −10f (n + 2) − 32f (n + 1) −уравнение32f (n).

-реданногодля

Проверка дает корень λ3 + 10λ2 + 32λ + 32 = 0.

 

 

 

λ1 = −4. азделив уголком, получим разложение

 

2

 

 

 

разлоВтораяжитьскобкнаалинейныепредставляетмнособойжителиквадратныйипредставитьтрехчлен,уравнениекоторыйввиде:можно(λ + 4)(λ + 6λ + 8) = 0.

Полученное уравнение равносильно(λ + 4)(λ + 4)(совокупностиλ + 2) = 0.

 

 

 

λ + 4 = 0;

 

 

 

λ + 4 = 0;

 

 

кореньполучаемкратностивнашемлучае,Следовательно,

 

 

рекуррентногоорень

λ + 2 = 0.

 

и2кратности

 

 

λ1 = −4

 

λ2 = −2соотношения1. буСледдет вательно,соотношениеобщим решением исх дного

Проверка:

(C1 + C2n) · (−4)n + C3(−2)n.

 

 

 

(C1 + C2(n + 3)) · (−4)n+3 + C3(−2)n+3 =

 

 

−10((C1 +C2(n+2))·(−4)n+2 +C3(−2)n+2)−32((C1 +C2(n+1))·(−4)n+1+ C3(−2)n+1) − 32((C1 + C2n) · (−4)n + C3(−2)n);

−64(C1 + C2(n + 3))26· (−4)n − 8C3(−2)n =

−10(16(C1 +C2(n+2))·(−4)n +4C3(−2)n)−32(−4(C1 +C2(n+1))·(−4)n− 2C3(−2)n) − 32((C1 + C n) · (−4)n + C3(−2)n);

 

 

БуКласслеваL замкнутункция .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

åñëè,åé

 

 

n

 

f (x˜n) называется самодвойственной булевой унк-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

левыхсамодвойственныхвсехжноествосамодвойственныхМно.классомункцийчаетсназываетсячерезяцийбулевыхиобозна

 

 

 

 

f (x˜ ) = f (x1

, x2, . . . , xn)

 

 

 

 

 

 

 

=

 

fНаборыf = f

 

.

 

 

 

 

 

S. Класс S ìî

 

 

иещеопределить

àê: S =

{

}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

|

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

зываютсКласся

противоположными

 

 

 

 

 

 

 

 

переменных

x1, x2, . . . , xn íà-

 

(a1, a2, . . . , an) (a1., a2, . . . , an)

 

 

 

 

."симметричнымествезамкнутжныежныхзначениясонаборахдернаоборот")бы-противопомнокобразом:етпеременныхспротивопояННак

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2N

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-ункцииункцийпринимаявляотойункцияжит(векторноесаморовнодвойственная.заданиебулевыхак

 

{0, 1} определим бинарное отношение 6

следующим

 

(a1, a2, . . . , an) è (b1, b2, . . . , bn) òàêèõ, ÷òî

Вектор0 6 0, 0 6 1, 1 6

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

(a1, a2, . . . , an)

предшествует вектору (b1, b2

. . . , bn) åñëè

a1 6 b1, a2 6 b2, . . . , an 6 bn. При этом используется обозначение

Булева ункция(a1, a2, . . . , an) (b1, b2, . . . , bn).

 

 

если для любых наборовf (x˜n) называется монотонной булевой ункцией,

всегда выполняется (a1, a2, . . . , an) (b1, b2, . . . , bn)

 

 

нотонныхМножествобувсехлевых f (a1, a2, . . . , an) 6 f (b1, b2, . . . , bn).

 

-моклассом

 

ункцийячерезназываетсяибуобозналевыхчаетсункциймонотонных

 

Класс

 

 

 

 

 

 

 

M .

 

 

можКлассыЕсетлибытьмонотозадазамкнутнаяДНФ.булевабезM

онатонепеременныхявляется.константой,ункцияотрицаний

Если булева,T T ,ункция,,S M L различны.

 

 

 

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

путем подстановки ункцийf (x˜n) не является самодвойственной, то из нее

 

 

 

 

 

реализуонстЕсантулиет.бунесамолевадвойственнуюк ункция x булевумоx жноункциюпомонотонной,лучитьдногопеременного,ормулукоторая. .

подстановкитем

онстант f (x˜n) не является

 

-пунееизто

которая реализует булеву 0ункцию, 1 ункции x,

ормулу,получитьжно

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

71x

 

 

 

 

булевыхсистемзамкнутостьиПолнота2.3.

 

 

 

 

Пустьмыканием

Mмножеснекваоторое непустое множество,булевых ункций. За-

через

 

 

 

 

 

 

M

 

называется

æ

обозначаетсякоторое

äàíû [Mормуил] с йстоитнад из всех булевых ункций, которые могут быть за

 

Ê

àññ

 

 

 

 

M .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ä1)ëя замыкM àзываетсния справедливыязамкнутымследующие,если[Mсоотношения:.] = M

 

 

 

 

2

M [M ];

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

[åñëèM ] = [[M ]];

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) 4

 

 

M1 M2, òî

[M1] [M2];

 

 

 

 

 

 

 

 

ункцва

ÿ

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

Áóë[M1

] [M2] [M1 n M2]

 

 

 

 

 

 

 

 

константу

 

 

 

f (x˜ ) называется булевой ункцией, охраняющей

îò

переменных,есл0

è f (0, 0, . . . , 0) = 0. Множество всех бу евых ункци

ункцийn

сохра яющихсохраняющихконстантуонстанту 0

зывается

булевыхсомаë

 

Áó

 

ó

êö

 

 

 

 

 

0

è îáîçíàчается T0.

 

 

 

 

константу

 

 

 

f (x˜n) называется левой

 

 

аняющей

îò

 

 

 

1

åñë

f (1, 1, . . . , 1) = 1. Множество всех бу евых ункци

ункций,сохраняющихn сохраняющихконстантуонстанту 1

зывается

буассом ë

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

è îáîçíàчается T1.

22N−1

 

 

 

 

 

T0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Класс

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

зависящ

îò

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

T1 булевых ункций замкнут и содержит ровно 22 −1

левых

 

ункция Булева

n

переменных.

 

 

 

 

 

существуют

 

 

 

f (x˜n) называется линейной булевой ункцией, если

 

 

 

 

a0, a1, . . . , an {0, 1}

чтоакие,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

) = a0 a1x1 . .

anxn.

 

 

 

 

всехМножество

булевыхf (x˜

 

 

 

 

 

 

 

 

отункций

 

 

 

 

 

 

чаелинейными,Еся называется классом линейныхn переменнбулевûхх, ункцийоторые являютсиобозная-

 

 

L. линейная булева ункция

 

 

 

 

 

 

содержитзаданиевекторное

 

f (x˜n) не является ункциионстантой, то ее

 

Ïðè

 

 

 

 

 

 

 

2n−1

åä

èö.

 

 

 

 

 

ä

житЕсличетноеприn > 2

булевойнейнойлчисвектлвекторноеединицзадание.

 

 

f (x˜n) ñî-

нечетное числоn единиц,> 2

 

ункциязадание булевой ункции f (x˜n) содержит

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

70f (x˜n) не является линейной.

 

 

 

 

−64(C1 + C2(n + 3)) · (−4)n − 8C3(−2)n =

 

Ответ:

 

−64(C1 + C2(n + 3)) · (−4)n − 8C3(−2)n.

 

2)

(C1 + C2n) · (−4)n + C3(−2)n.

 

 

 

 

 

 

 

 

Задачаf (n + 52.3) =Найти−3f (n + 2) − 3f (n + 1) − f (n).

 

условиям:1)

 

 

 

an

начальнымисоотношениямрекуррентнымпо

2

an+2 − 4an+1 + 3an = 0; a1 = 10; a2 = 16;

 

видевзапишемсоотношениерекуррентноеДанноеешение.

 

 

an+3 − 3an+1 + 2an

= 0; a1 = 3;

a2

= 7; a3 = 27;

 

Составляем соответствующееf (n + 3) характеристическое= 3f (n + 1) − 2f (n).уравнение:

 

Проверклучаем

чтопоказывает,

λ3 − 3λ + 2 = 0.

 

 

 

 

 

ïî

 

разложение

 

 

λ1 = 1

уголком,деленияПослекорень.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

После разложения второйскобки:− 1)(λ + λ − 2) = 0.

 

Следовательно, получаем(λ −корень1)(λ − 1)(λ + 2) = 0.

 

букратностидетиметь1.

вид:Тогда

 

 

 

 

 

 

исходногократностирекуррентного2иореньсоотношения

 

общее решение λ1 = 1

 

 

 

 

λ2

= −2

теперьВоспользуемся

 

C1 + C2n + C3(−2)

n

.

 

 

 

 

 

 

 

 

условиями:начальными

 

 

 

 

 

 

C1

+ 2 · C2

+ 4 · C3 = 7;

 

 

 

 

 

 

Ñ1

+ Ñ2

− 2 · C3

= 3;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 3

·

C2

8

·

C3 = 27.

 

 

 

 

 

 

C1

 

 

 

 

значения:следующиеполучимсистему,этуешив

 

 

 

 

 

 

 

 

73

 

 

 

 

84

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

C1 = −

 

; C2 27=

 

 

;

C3 = −

 

.

 

 

 

 

 

9

9

 

9

 

Следовательно:

 

 

 

 

 

 

 

 

73

 

 

 

84

8

 

n

 

 

 

 

Ответ:Теперь осталось an = −

9

+

9 n −

9

(−2)

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ó.ðêпровесделать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

73

 

 

84

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

соотношения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

 

 

an = − 9 + 9 n − 9 (−2)n.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

a

 

 

a

− 8an = 27 · 5

n

 

a

 

a

 

 

.

 

 

 

n+2

+ 2

 

n+1

 

;

21 = −9; 2

= 45

 

 

 

 

an+3 −6an+2 +11a11−6an = 6n −4n−17; a−1 = 3; a2 = 15 a3 =

= 411)Задача.

рекуррентногорешениеобщееНайти53.

 

 

2

f (n + 3) = 3f (n + 1) − 2f (n);

 

 

 

 

 

 

 

3

f (n + 3) = 2f (n + 2) − f (n + 1) − 4f (n);

 

 

 

 

 

) 4

f (n + 3) = 3f (n + 2) + 3f (n + 1) − 10f (n);

 

 

 

соотношения,1)Задачаf (n + 3)54заданного=. Найти7f (n +÷íà1)стноечальнымирешениеусловиями:неоднородного− 6f (n).

рекуррентного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

an+2 − 6an+1 + 8an = 41 · 3n;

 

 

 

 

 

 

 

 

3

a

a

 

 

 

a

 

 

 

6 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n+2

 

n+1

+ 6

 

n = 12 · n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) 4

 

 

55

 

+ 6an = 6 · 5n;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

an+2 − 5an+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

an+2

− an+1 − 6an

= 19 · 5 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача

 

 

соотношения:задачирекуррентногорешениелнительныеобщееДопоНайти.

2

an+2 + 3an = 0;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

an+2 − an+1 − an = 0;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найти56.Задача

 

= 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

an+2

+ 2an+1

+ an

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

условиям:1)

 

 

 

 

 

 

 

an по рекуррентным соотношениям и начальным

 

an+3 − 3an+2 + an+1 − 3an =

280; a1 = 3; a2 = 7; a3 = 27;

21)

(x1 x2 3) (x1 x2 x3) (x¯2 3);

 

3

(x1 x4) (x2 3 4) (x¯1 2 3);

нормальной

îðìû1)Çàäà(x1 x¯2 x¯3) (x¯1 x4) (x2 x3 x¯4).

 

дизъюнктивнойункцийсокращенной.длинуНайти89.следующихчадля

 

2

x1 x2 . . . xn;

 

3

(x1 x2 x3) (x¯1 2 3) x4 x5 . . . xn;

 

4

(x1 x2 x3) (x¯1 2 3) (x4 x5 . . . xn);

 

5) (x1 x2 . . . xk) (xk+1 xk+2 . . . xn); 1 6 k 6 n;

-ункцийгеометрическнайтисокращеннуюойинтерормубулевыхспомощьюнормальнуюДляследующих90.чаации.Зададизъюнктивную1)

ïðåò

(x1 x2 . . . xn) (x1 x2 . . . xk k+1 k+2 . . . x¯n); 1

6 k 6 n;

2

f (x˜4) = (0110000101000110);

3

f (x˜4) = (0110101001011110);

 

f (x˜4) = (1110011000010000).

69