- •Директор идо _____________а.Ф.Федоров
- •Томск 2007
- •Содержание
- •Введение
- •Глава 1. Множества и отношения
- •1.1. Множества
- •1.1.1. Основные определения
- •1.1.2. Способы задания множеств
- •1.1.3. Диаграммы Эйлера – Венна
- •1.1.4. Операции над множествами
- •1.1.5. Свойства булевых операций над множествами
- •1.2. Отношения
- •1.2.1. Способы задания бинарных отношений
- •1.2.2. Свойства бинарных отношений
- •1.2.3. Эквивалентность и порядок
- •Пример. Каков индекс разбиения и мощности классов эквивалентности по отношению , если – отношение равенства (тождества) на любом множестве;
- •1.2.4. Операции над бинарными отношениями
- •1.2.5. Функциональные отношения
- •1.2.6. Функции и отображения
- •1.2.7. Операции
- •Глава 2. Математическая логика
- •2.1. Логические операции
- •2.1.1. Основные определения математической логики
- •2.1.2. Таблицы истинности
- •2.1.3. Основные логические операции
- •2.1.4. Функционально полные системы (базисы)
- •2.1.5. Совершенная дизъюнктивная нормальная форма
- •2.1.6. Основные эквивалентные соотношения в булевой алгебре
- •2.1.7. Переход от днф к сднф методом расщепления
- •2.2. Формы представления булевых функций
- •2.2.1. Геометрическое представление булевых функций
- •2.2.2. Интервальное представление булевых функций
- •2.3. Синтез логических схем
- •2.4. Минимизация дизъюнктивных нормальных форм
- •2.4.1. Приведение к дизъюнктивной нормальной форме
- •2.4.2. Геометрическая интерпретация задачи минимизации днф
- •2.4.3. Допустимые конъюнкции
- •2.4.4. Сокращенная днф
- •2.4.5. Построение сокращенной днф
- •2.4.6. Тупиковые днф
- •2.5. Логика предикатов
- •2.5.2. Кванторы
- •2.5.3. Выполнимость и истинность
- •2.5.4. Префиксная нормальная форма
- •Глава 3. Графы и сети
- •3.1. Графы
- •3.1.1. Основные определения теории графов
- •3.1.2. Способы задания графов
- •3.1.3. Операции над частями графа
- •3.1.4. Маршруты, пути, цепи, циклы
- •3.1.5. Эйлеровы циклы и цепи
- •3.1.6. Обобщенная теорема об эйлеровых цепях
- •3.1.6. Гамильтонов цикл. Взвешенные графы
- •3.1.7. Граф–дерево и граф–лес
- •3.1.8. Связность. Цикломатическое число графа
- •3.1.9. Двудольные (четные) графы
- •3.1.10. Планарность графов
- •3.2. Сети
- •3.2.1. Потоки в сетях
- •3.2.2. Расчет максимального потока в сети
- •Глава 4. Автоматы, языки, элементы кодирования
- •4.1. Автоматы
- •4.1.2. Реализация конечных автоматов
- •4.1.3. Автоматы–распознаватели
- •4.2. Элементы кодирования
- •4.2.1. Формулировка задачи кодирования.
- •4.2.1. Алфавитное (побуквенное) кодирование
- •4.2.3. Кодирование с минимальной избыточностью
- •4.2.4. Алгоритм квазиоптимального кодирования Фано
- •4.2.5. Алгоритм оптимального кодирования Хаффмена
- •4.2.6. Помехоустойчивое кодирование
- •4.2.7. Сжатие данных
- •Список литературы
Пример. Каков индекс разбиения и мощности классов эквивалентности по отношению , если – отношение равенства (тождества) на любом множестве;
Ответ: Все классы эквивалентности по отношению равенства на любом множестве состоят из одного элемента. Индекс разбиения по отношению равенства равен мощности множества, т.е. .
Пример. Каков индекс разбиения и мощности классов эквивалентности по отношению , если – отношение «иметь один и тот же остаток от деления на 5» на множестве натуральных чисел .
Ответ: Индекс разбиения множества по заданному отношению R равен 5. Множества натуральных чисел, составляющие каждый класс эквивалентности, счетны.
1.2.4. Операции над бинарными отношениями
Так как отношения на задаются подмножествами , то для них определены все те же операции, что и для множеств, т.е. объединение, пересечение, дополнение, разность. Кроме того, над отношениями определены и некоторые другие операции.
Обратное отношение .
Отношение имеет место тогда и только тогда, когда имеет место . Соответственно, .
Пример. Если – «быть моложе», то – быть старше ; если – «быть подчиненным, то – быть начальником”.
Пример. Пусть ={1,2,3,4,5}, ={6,7,8,9}, ={10,11,12,13}. Пусть определены следующим образом: ={(1,7), (4,6), (5,6), 2,8)}, ={(6,10), (6,11), (7,10), (8,13)}. Определить отношения .
Ответ: ={(7,1), (6,4), (6,5), (8,2)}, ={10,6), (11,6), (10,7), (13,13)}
Составное отношение (композиция) .
Пусть заданы множества и отношения . Составное отношение действует из в посредством , и из в посредством .
Составное отношение может быть определено и на одном множестве. В частности, если , то составное отношение .
Пример: если – «быть сыном», то – «быть внуком».
Транзитивное замыкание .
Транзитивное замыкание состоит из таких, и только таких пар элементов из , для которых в существует цепочка из элементов , , , между соседними элементами которой выполняется , т.е.
.
Например, если – отношение «быть сыном», то – «быть прямым потомком».
Если отношение транзитивно то .
Пример. Пусть – отношение «быть руководителем» на множестве . Определить . Каковы свойства отношений?
– «не быть руководителем»,
– «быть подчиненным»,
– «быть руководителем», так как R – транзитивно.
Отношение – «быть руководителем»:
-
не является рефлексивным, так как выражение «быть руководителем по отношению к самому себе» вряд ли имеет смысл;
-
антирефлексивно, так как ни для какого члена организации не выполняется « – руководитель »;
-
не симметрично, т.к. если – руководитель , то не может быть руководителем ;
-
антисимметрично, так как ни для каких членов организации не выполняется одновременно « – руководитель » и « – руководитель »;
-
Транзитивно, так как если – руководитель и – руководитель , то – руководитель .
Таким образом, отношение «быть руководителем» антирефлексивно, антисимметрично и транзитивно, т.е. является отношением строгого порядка на множестве сотрудников фирмы. Отношение задает на частичный порядок.