дискретна+математика_09
.pdfСкласти матрицю суміжності на матрицю інцидентності. Написати маршрут, ланцюг, простий ланцюг, цикл, простий цикл. Знайти:
а) число вершин і число ребер;
б) степені всіх вершин;
в) центр, периферійні вершини, радіус і діаметр;
г) точки зчленування і мости.
Розв’язання: Виконаємо операції видалення вказаних вершин та ребер. Отриманий граф набуває вигляду:
101
Звернемося до п.6.2 методичних вказівок та опишемо відношення інцидентності графа трьома способами. Матриця інцидентності графа має вигляд:
|
(1;3) |
(2;3) |
(2;7) |
(3;7) |
(6;7) |
(6;10) |
(7;10) |
(7;12) |
(8;9) |
(8;12) |
(9;12) |
(12;13) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
3 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
6 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
7 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
8 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
9 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
10 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
12 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
13 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
102
|
|
Запишемо матрицю суміжності графа: |
|
|
|
|||||
|
|
2 |
3 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
12 |
13 |
|
1 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
3 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
6 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
8 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
9 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
10 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
12 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
13 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
І, нарешті, список ребер:
Р |
(1;3) |
(2;3) |
(2;7) |
(3;7) |
(6;7) |
(6;10) |
(7;10) |
(7;12) |
(8;9) |
(8;12) |
(9;12) |
(12;13) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П |
1 |
2 |
2 |
3 |
6 |
6 |
7 |
7 |
8 |
8 |
9 |
12 |
В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К |
3 |
3 |
7 |
7 |
7 |
10 |
10 |
12 |
9 |
12 |
12 |
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
За визначенням 5.16 приведемо приклад маршруту
довжини 10: М(1;3;7;2;3;7;10;6;7;12;13). Тут початок маршруту – вершина 1, а кінець – вершина 13.
103
Скористаємося визначенням 5.19 та наведемо приклад
ланцюга М(1;3;2;7;12;8;9;12;13) та простого ланцюга
М(1;3;2;7;12;9;8).
За визначенням 5.20 одним з циклів є маршрут
М(7;6;10;7;2;3;1;3;7), а приклад простого циклу – це маршрут М(7;2;3;7).
Число вершин графу – 10; число ребер – 12.
Знайдемо степені всіх вершин. Для цього скористаємося визначенням 5.9:
Виконаємо перевірку за теоремою 5.1:
,
тобто сумарний степінь всіх вершин вдвічі перевищує кількість ребер .
Для знаходження центра, периферійних вершини, радіусу і діаметру графа, необхідно побудувати матрицю
відстаней: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
3 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
12 |
13 |
|
1 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0 |
2 |
1 |
3 |
2 |
4 |
4 |
3 |
3 |
4 |
2 |
2 |
0 |
1 |
2 |
1 |
3 |
3 |
2 |
2 |
3 |
3 |
1 |
1 |
0 |
2 |
1 |
3 |
3 |
2 |
2 |
3 |
6 |
3 |
2 |
2 |
0 |
1 |
3 |
3 |
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
104
7 |
2 |
1 |
1 |
1 |
0 |
2 |
2 |
1 |
1 |
2 |
8 |
4 |
3 |
3 |
3 |
2 |
0 |
1 |
3 |
1 |
2 |
9 |
4 |
3 |
3 |
3 |
2 |
1 |
0 |
3 |
1 |
2 |
10 |
3 |
2 |
2 |
1 |
1 |
3 |
3 |
0 |
2 |
3 |
12 |
3 |
2 |
2 |
2 |
1 |
1 |
1 |
2 |
0 |
1 |
13 |
4 |
3 |
3 |
3 |
2 |
2 |
2 |
3 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Знайдемо максимальну відстань від кожної з вершин
графа:
.
Звідси за визначенням 5.35 центр складається з однієї вершини – 7; за визначенням 5.36 знаходимо периферійні вершини – 1, 8, 9, 13. За визначенням 5.40 знаходимо радіус та діаметр графа.
Завдання 12. Автомат Мілі
рис. 8.1, |
де |
ai , bi |
|
(i = 1, 2,3, 4) – |
параметри, |
|
|
конкретні |
значення яких |
s0 |
|
відповідають |
номеру |
|
|
варіанта в |
наведеній далі |
Start |
|
таблиці. |
Врахувавши |
||
конкретні |
|
значення |
|
параметрів, |
|
зобразити |
|
діаграму автомату A для відповідного варіанта. s3 Записати його вхідний X
і вихідний Y алфавіти й
алфавіт станів S , а також
105
A заданий діаграмою на
a4 , B
a2 , A s1
1, b2
0, b4 |
|
1,b1 |
|
0, b3 |
a , A |
||
|
|||
|
|
1 |
a3 , C s2
Рис. 8.1
початковий стан s0 . Скласти його таблицю переходів, таблицю виходів і автоматну таблицю.
Побудувати еквівалентний автомат Мура A . Записати його вхідний X і вихідний Y алфавіти й алфавіт станів S , а також початковий стан s0 . Скласти його розширену таблицю переходів і зобразити діаграму.
|
a1 |
|
a2 |
|
a3 |
|
a4 |
|
b1 |
|
b2 |
b3 |
|
b4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
1 |
|
1 |
|
0 |
|
A |
|
B |
C |
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Розв’язання. |
|
Діаграма |
автомату |
A |
зображена на |
|||||||||
рис. 8.2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
0, B |
|
|
|
|
|
|
|
Вхідний і вихідний |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
алфавіти: |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
s0 |
1, A |
|
|
s1 |
|
X = {0,1} ; |
Y = {A, B,C} . |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
1, C |
|
|
1, A |
|
|
|
Алфавіт станів: |
|||||
Start 0, B |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
0, C |
|
|
0, A |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
S = {s0 |
, s1, s2 , s3} . |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
s3 |
1, C |
|
|
s2 |
|
|
|
Функція виходів |
||||||
|
|
|
|
y(t) = g(s(t − 1), x(t)) : |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
Рис. 8.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
g (s0 ,0) = B ; |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
g (s0 ,1) = A ; |
|
g (s1, 0) = C ; |
g (s1,1) = A ; |
g (s2 , 0) = A ; |
|
g (s2 ,1) = C ; |
g (s3, 0) = B ; g (s3,1) = C .
Функція переходів s(t) = f (s(t −1), x(t)) :
106
f (s0 , 0) = s0 ; |
f |
(s0 ,1) = s1 ; |
f (s1, 0) = s3 ; |
f (s1,1) = s2 ; |
f (s2 , 0) = s2 ; |
f |
(s2 ,1) = s3 ; |
f (s3 , 0) = s0 ; |
f (s3 ,1) = s1 . |
За початковий стан прийнято s0 .
Далі наведено таблицю переходів, таблицю виходів і автоматну таблицю автомату Мілі A :
Таблиця переходів |
Таблиця виходів |
автомату Мілі A |
автомату Мілі A |
S |
s0 |
s1 |
s2 |
s3 |
X |
|
|
|
|
0 |
s0 |
s3 |
s2 |
s0 |
|
|
|
|
|
1 |
s1 |
s2 |
s3 |
s1 |
|
|
|
|
|
S |
s0 |
s1 |
s2 |
s3 |
X |
|
|
|
|
0 |
B |
C |
A |
B |
|
|
|
|
|
1 |
A |
A |
C |
C |
|
|
|
|
|
Таблиця автомату Мілі A (переходів і виходів)
S |
s0 |
s1 |
s2 |
s3 |
X |
|
|
|
|
0 |
s0 ,B |
s3 ,C |
s2 , A |
s0 , B |
|
|
|
|
|
1 |
s1, A |
s2 , A |
s3,C |
s1,C |
|
|
|
|
|
Для даного автомату Мілі A одержуємо наступний еквівалентний автомат Мура A :
1) Вхідний і вихідний алфавіти:
X |
= X = {0,1} ; |
Y |
= Y = {A, B,C} . |
107
2) Алфавіт станів S :
S (0) = {(s0 , B)} = {s0} ; S (1) = {(s1, A), (s1,C)} = {s1, s2 } ;
S (2) = {(s |
|
, A)} = { |
|
}; |
S (3) = {(s ,C)} = { |
|
|
}; |
2 |
s |
s |
4 |
|||||
|
3 |
3 |
|
|
S= S (0) U S (1) U S (2) U S (3) = {s0 , s1, s2 , s3 , s4}.
3)Функція виходів g (sr ) :
g (s0 ) = B ; g (s1) = A ; g (s2 ) = C ; g (s3 ) = A ; g (s4 ) = C .
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4) Функція |
переходів f ( |
s |
r , x p ) : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 , 5) = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s1, 5) = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 ,1) = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s1 ,1) = |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
f |
( |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 ; |
|
f ( |
|
|
|
|
|
0 ; |
f ( |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 ; |
|
|
f ( |
|
|
2 |
; |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
s |
s |
s |
s |
s |
s |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
( |
|
|
0 , 2) = |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
( |
|
s1, 2) = |
|
|
|
|
3 ; |
|
|
( |
|
|
|
|
|
2 ,1) = |
|
|
|
|
3 ; |
|
|
|
( |
|
|
|
|
2 , 2) = |
|
4 ; |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
f |
; |
f |
f |
f |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
s |
s |
s |
s |
s |
s |
s |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
( |
|
|
|
|
|
2 , 5) = |
|
|
|
|
|
|
|
( |
|
|
|
|
3 ,1) = |
|
|
|
|
|
|
|
( |
|
|
|
|
3 , 2) = |
|
|
|
5 |
|
|
|
( |
|
|
|
3 ,5) = |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
f |
; |
f |
4 ; f |
; |
f |
; |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
s |
s1 |
s |
s |
s |
s |
s |
s1 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 ,1) = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, 5) = |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
( |
|
|
|
|
5 ; |
f ( |
|
|
4 , 2) |
|
|
0 ; |
|
f ( |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s |
s |
s |
s |
s |
s1 ; |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
|
5 ,1) = |
|
0 ; |
|
|
( |
|
5 , 2) |
|
= |
|
|
|
|
( |
|
5 ,5) = |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
f |
|
|
f |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s |
s |
s |
|
s1 ; |
s |
s1 . |
|
5) За початковий стан прийнято s0 .
Діаграму синтезованого автомату Мура A зображено на рис. 8.3, а далі наведено розширену таблицю переходів.
108
|
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
s |
0 |
0 |
|
|
0 |
s1 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Start |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
||||
|
1 |
|
s |
4 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
||||
s |
|
|
|
|||||||||||
|
2 |
1 |
|
|
s |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
Рис. 8.3
Розширена таблиця переходів автомату Мура A
Y |
|
|
|
B |
A |
C |
A |
C |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
4 |
||||
|
S |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
X |
|
|
s |
0 |
|
|
|
s1 |
s |
s |
s |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
0 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
s |
0 |
|
s |
4 |
|
s |
4 |
|
s |
|
s |
|||||||||||||||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
||||||||||||||
|
|
|
s1 |
|
|
s |
3 |
|
s |
3 |
|
|
s |
4 |
|
|
s |
Завдання 13. Розв’язати рівняння .
Розв’язання: За формулами (7.3), (7.4) маємо
109
;
.
Підставимо отримані вирази у рівняння:
.
;
звідки
,
або ,
звідки
, .
Усі від’ємні значення відпадають, бо , тобто відповідь
.
110