260 likes | 521 Vues
RAR3230 DISKREETNE MATEMAATIKA 5 EAP. Введение. Учебные материалы :. Основной учебник : . Diskreetne matemaatika (H.Lensen., M.Kruus. Tallinn, 2003. ). Дополнительная литература :. Diskreetse matemaatika elemendid (R.Palm, TÜ, 2003) Graafid (A.Buldas, P.Laud, J.Villemson, TÜ, 2003)
E N D
RAR3230DISKREETNE MATEMAATIKA 5 EAP Введение Учебные материалы: Основной учебник: • Diskreetne matemaatika (H.Lensen., M.Kruus. Tallinn, 2003.) Дополнительная литература: • Diskreetse matemaatika elemendid (R.Palm, TÜ, 2003) • Graafid (A.Buldas, P.Laud, J.Villemson, TÜ, 2003) • Diskreetne analüüs (J.Henno, TTÜ, 1991) • www-страница предмета, читаемого в ТТУ : • http://www.pld.ttu.ee/~kruus/diskmat/
На русском языке: • лекции доцента ТТУ Александра Судницына • http://www.pld.ttu.ee/~alsu/IAY0010.html • Домашняя страница УГТУ по предмету Дискретная математика • http://ait.ustu.ru/disciplines/discret/el_ucheb/ • Дискретная математика. Кулабухов С.Ю. • http://www.allmath.ru/higheralgebra.htm • Видеокурс Дискретная математикана INTUIT.RU • http://www.intuit.ru/department/ds/discretemath/ • Курс Основы дискретной математикина INTUIT.RU • http://www.intuit.ru/department/ds/discrmath/
МАТЕМАТИКА ДИСКРЕТНАЯантонимНЕПРЕРЫВНАЯ изучаемые разделы: · логика высказываний · математическая логика · теория множеств · теория графов · комбинаторика · криптология · теория алгоритмов · теория автоматов · и т.д. … • входят все области математики, которые занимаютсянепрерывными • функциями (графики которых – непрерывные кривые, • аргументы – действительные числа): • математический анализ • дифференциальное исчисление • интегральное исчисление входят в данный курс
Двоичная система счисления Позиционная система счисления- система счисления, в которой значение каждого числового знака (цифры) в записи числа зависит от его позиции (разряда). Основанием системы счисленияkназывается количество различных символов (цифр), используемых для записи чисел в данной системе счисления . Десятичная система: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 (основаниеk = 10) Двоичная система: 0,1 (основаниеk = 2) Шестнадцатиричная система: 0,1,…,8,9,A,B,C,D,E,F (основаниеk = 16) Наибольший интерес для информатиков представляют системы счисления с основаниями 2, 8 и 16.
В позиционной системе счислениякаждый разряд числа имеет свой вес, который связан со степенью основания: an an-1an-2…...a1 a0 , a-1a-2…...a-m - веса kn kn-1 kn-2…...k1 k0 , k-1 k-2…...k-m- степени основания Если основание равно k, то ki = k i Развернутой формой записи числа называется запись в виде Аk=аn-1kn-1+аn-2kn-2+...+а0k0+а-1k-1+а-2k-2+...+а–mk-m, где Аk - само число,k - основание системы счисления,аi - цифра данной системы счисления,n - число разрядов целой части числа, m - число разрядов дробной части числа.
Примеры: 537,610= 5*102 + 3*101 + 7*100+ 6*10-1 1101,112=1*23+1*22+0*21 + 1*20+ 1*2-1 + 1*2-2 = 13,7510 A6,E16= 10*161 + 6*160+ 14*16-1 =166,87510 , где A = 10 и E = 14
Преобразования • Из 10-ой системы в 2-ую Целая и дробная части преобразуются отдельно. • При преобразовании целой частинеобходимо делитьчисло на основание новой системы счисления (т.е. 2),до тех пор, пока частное больше нуля, выделяя на каждом шаге целую часть деления и остаток. • Запись числа происходит в направлении снизу вверх. Пример: a) 2510=?2 2510=110012 b) 3710= ?2 c) 10510= ?2
Очень важно запомнить в ближайшее время представление в двоичной системе чисел от 0 до 15. 810 = 10002 910 = 10012 1010 = 10102 1110 = 10112 1210 = 11002 1310 = 11012 1410 = 11102 1510 = 11112 010 = 02 110 = 12 210 = 102 310 = 112 410 = 1002 510 = 1012 610 = 1102 710 = 1112
Припреобразовании дробной частинеобходимопоследовательно умножать данную дробную часть на основание новой системы счисления (т.е. 2), выделяя на каждом шаге целую и дробную части произведениядо тех пор, пока дробная часть произведения не станет равной нулю или не будет достигнута требуемая точность представления числа в новой системе счисления. • Запись числа происходит в направлении сверху вниз. Пример: a) 0,610=?2 0,610= 0,100112 (точность5знаковпосле запятой) b) 0,410= ?2 (точность7знаковпосле запятой) c) 0,2310= ?2 (точность5знаковпосле запятой)
Замечание 1:дроби в общем случае не преобразуются точно, точность оценивается весом последнего вычисленного разряда. Замечание 2:при преобразовании смешанных чисел целая и дробная части преобразуются отдельно, а затем соединяются. 25,610= 11001,100112
Гл. I. Математическая логика 1. Логика высказываний(математическая модель логического мышления) Определение 1.1Каждое предложение, для которогоимеет смысл говорить о соответствии этого предложения действительности, называют(простым)высказыванием. Если высказывание соответствует действительности, тоназовем это высказываниеистинным, в противном случае – ложным. Т.о. каждому высказываниюможно присвоить одно из двух возможныхзначений истинности – истина илиложь. Истинность – мера соответствия высказывания действительности. значения истинности истина 1 t T ложь 0 v F
Обозначаем высказываниябольшими латинскими буквами: A, B, C, D, ... • Примеры простых высказываний: • A = "2 простое число" = 1 • B = "Сегодня хорошая погода" = 0 • C = "2 + 2 = 5" = 0 • D = " Сегодняидет снег" = 1 • E = "Светит солнце" = 0 • Высказываниями в логике не являются: • Вопросы: ”Как дела?” • Восклицания: “Tere!” • Предложения, истинность которых невозможно определить: “Быть или не быть”
1.1. Логические действия При помощи логических действий образуют из простых высказыванийсоставные или сложные. Простые высказывания в составе сложных называют компонентами. • 2 соглашения при образовании сложныхвысказываний: • Логические действияможно выполнятьс любыми высказываниями. • Истинность составного высказываниязависит только от истинности компонент, не от смысла полученного высказывания. Основные логические действия: "не" (отрицание, инверсия, обозначают ) "и" (конъюнкция, обозначают& , ^, *) "или" (дизъюнкция, обозначают V, + ) "если" ….., "то" ……. (импликация,следование, , ) "тогда и только тогда" (эквиваленция, равносильность, , )
Основные логические действия: "не" (отрицание, инверсия, обозначают ) "и" (конъюнкция, обозначают& , ^, *) "или" (дизъюнкция, обозначают V, + ) "если" ….., "то" ……. (импликация,следование, , ) "тогда и только тогда" (эквиваленция, равносильность, , ) Пример: “Начальник на месте только тогда, когда его машина у дома.” A B “Если зарплату не поднимают или рабочее время не сокращают, то начинается забастовка.” ( A V B) C “Не верно, что еслиКадри сильна в физике, то она не сильна в математике, ине верно, что Кадри сильна в математикеи в физикеодновременно.” (F M) & (M & F)
Определение 1.1.1Конъюнкциейвысказываний A и B называютвысказывание A&B, которое истиннотогда и только тогда, когда оба компонента A и Bистинны (A = 1 и B = 1). Таблица истинности для &:
Определение 1.1.2Дизъюнкциейвысказываний A и B называютвысказываниеAB, котороеложнотогда и только тогда, когда оба компонента A и Bложны (A = 0 и B = 0). Таблица истинности для:
Определение 1.1.3Импликациейвысказываний A и B называютвысказываниеA B, котороеложнотогда и только тогда, когдапервый компонент A истинен, а второй компонент B ложен (A = 1 и B = 0). Таблица истинности для: Пример: “ Если начальник на месте, то его машина у дома.” “Если зарплату не поднимают или рабочее время не сокращают, то начинается забастовка.”
Определение 1.1.4Эквиваленциейвысказываний A и B называютвысказываниеA B, которое истиннотогда и только тогда, когда оба компонента A и Bодновременно истинны или одновременно ложны (A = 1 и B = 1 или A = 0 и B = 0). Таблица истинности для:
Определение1.1.5Отрицаниемвысказывания A называютвысказываниеA , которое истиннотогда и только тогда, когда высказывание A ложно (A = 0). Таблица истинности для: Приоритет логических действий: , &, V, , .
1.2. Формулы логики высказываний Формальные представления простых и составных высказываний называют формулами. • Определение 1.2.1Формула логики высказыванийопределяется следующим образом: • все высказывания (A, B, ...) формулы; • значения истинности 0 и 1 формулы (логические константы); • если A формула, тоA тожеформула; • если A и B формулы, то A & B, A B, A B, A B тожеформулы. Пример:Найти значения истинности формул: a) (A B) A ; b) A & B A B.
Пример:Найти значения истинности формул: a) (A B) A b) A & B A B
Определение 1.2.2Формула логики высказываний A называетсятождественно истинной (тавтологией), еслиона принимает значение 1 для всехкомбинаций значений истинности компонент. Пример:A v A 1 Определение 1.2.3Формула логики высказыванийA называетсятождественноложной (противоречие), еслиона принимает значение0 для всехкомбинаций значений истинности компонент. Пример:A & A 0
Замечание:если формула не является тождественно ложной, то она называетсявыполнимой, т.е.она принимает хотя бы одно не равное 0 значение. Определение 1.2.4Формула логики высказыванийA и B называютсяравносильными, если они принимают равные между собой значения истинности при всехкомбинациях значений истинности компонент. Пример:A & A (A v A)
Законы математической логики 1. Закон двойного отрицания: A A • 2. Коммутативность: • A & B B & A • A B B A • 3. Асоциативность: • (A & B ) & C A & (B &C) • (A B ) C A (B C ) • 4. Дистрибутивность: • A & ( B C ) A &B A &C • A ( B & C ) ( A B) & ( A C ) • 5. Идемпотентность: • A & A A • A A A
6. Действия с константами: • A & 0 0 • A 0 A • A &1 A • A 1 1 • A A 1 • A & A 0 • 7. Законы де Моргана: • (A & B) A B • (A B) A & B • 8. Преобразования импликации: • A B A B • A B (A & B) • 9. Преобразованияэквиваленции: • A B (A & B) ( A & B) • A B (A B) & (B A) • 10. Законы склеивания: • (A & B) (A & B) A • (A B) & (A B) A • 11. Законы поглащения: • A & (A B) A • A (A & B) A