
- •Тема 1. Множества, отношения, функции.
- •1.1 Элементы и множества
- •1.2 Задание множеств
- •1.3 Операции над множествами
- •1.4 Свойства операций над множествами.
- •Тема 2. Булевы функции
- •2.1 Функции алгебры логики
- •2.2 Булевы функции одной переменной
- •2.3 Булевы функции двух переменных
- •2.4 Реализация функций формулами.
- •3 Логические исчисления
- •3.1 Основные понятия.
- •3.2 Высказывания.
- •3.3 Формулы.
- •3.4 Интерпретация.
- •3.5 Формальная теория.
- •Тема 4. Графы и сети
- •4.1 История возникновения теории графов.
- •4.2 Определение графа.
- •Смежность.
- •Графическое изображение графа.
- •4.5 Основные определения теории графов.
- •Представление графа в эвм матрицей смежности.
- •Тема 5 комбинаторные задачи
- •5.1 Комбинаторные конфигурации.
- •5.2 Комбинаторные задачи.
- •Тема 6 основы теории алгоритмов
1.4 Свойства операций над множествами.
Пусть задан
универсум U.
Тогда
выполняются
следующие свойства:
1. идемпотентность:
2. коммутативность:
3. ассоциативность:
;
4. дистрибутивность:
;
5. поглощение:
;
свойства нуля:
свойства единицы:
,
8. инволютивность:
Пояснение:
В
справедливости перечисленных свойств
можно убедиться различными способами.
Например,
нарисовать диаграммы Венна для левой
и правой частей равенства и убедиться,
что они совпадают, или же провести
формальное рассуждение для каждого
равенства. Рассмотрим для примера первое
равенство:
.
Возьмем произвольный элемент x,
принадлежащий левой части равенства,
.
По определению операции объединения
имеем
.
В любом случае
.
Взяв произвольный элемент из множества
в левой части равенства, обнаружили,
что он принадлежит множеству в правой
части. Отсюда по определению включения
множеств получаем, что
.
Пусть теперь
.
Тогда, очевидно, верно
.
Отсюда по определению операции объединения
имеем
.
Таким образом,
.
Следовательно, по определению равенства
множеств,
.
Аналогичные рассуждения нетрудно
провести и для остальных равенств.
Тема 2. Булевы функции
2.1 Функции алгебры логики
Функции
где
,
называются
функциями
алгебры логики,
или булевыми
функциями,
по имени Дж. Буля. Множество булевых
функции от n
переменных
обозначим
.
Булеву функцию от n переменных можно задать таблицей истинности:
Таблица истинности
|
…, |
|
|
|
0 |
… |
0 |
0 |
|
0 |
… |
0 |
1 |
|
0 |
… |
1 |
0 |
|
… |
... |
… |
… |
|
1 |
… |
1 |
1 |
Если число переменных
n,
то в таблице истинности имеется
строк, соответствующих
всем
различным комбинациям значений
переменных, которым можно
сопоставить
различных столбцов,
соответствующих
различным функциям. Таким
образом,
число булевых функций от n
переменных с ростом n
растет весьма быстро:
2.2 Булевы функции одной переменной
Переменная х |
0 |
1 |
|
Название |
Обозначение |
|
|
нуль тождественная отрицание единица |
0 x
1 |
0 0 1 1 |
0 1 0 1 |
2.3 Булевы функции двух переменных
|
Переменная x |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
Переменная у |
0 |
1 |
0 |
1 |
Название |
Обозначение |
|
|
|
|
нуль |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
конъюнкция |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
сложение по модулю 2 |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
дизъюнкция |
|
0 |
1 |
1 |
1 |
стрелка Пирса |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
эквивалентность |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
импликация |
|
1 |
1 |
0 |
1 |
штрих Шеффера |
| |
1 |
1 |
1 |
0 |
единица |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |