离散数学3_4
离散数学课后习题答案
1.3.1习题1.1解答1设S = {2,a,{3},4},R ={{a},3,4,1},指出下面的写法哪些是对的,哪些是错的?{a}∈S,{a}∈R,{a,4,{3}}⊆S,{{a},1,3,4}⊂R,R=S,{a}⊆S,{a}⊆R,φ⊆R,φ⊆{{a}}⊆R⊆E,{φ}⊆S,φ∈R,φ⊆{{3},4}。
解:{a}∈S ,{a}∈R ,{a,4,{3}} ⊆ S ,{{a},1,3,4 } ⊂ R ,R = S ,{a}⊆S ,{a}⊆ R ,φ⊆ R ,φ⊆ {{a}} ⊆ R ⊆ E ,{φ} ⊆ S ,φ∈R ,φ⊆ {{3},4 } 2写出下面集合的幂集合{a,{b}},{1,φ},{X,Y,Z}解:设A={a,{b}},则ρ(A)={ φ,{a},{{b}},{a,{b}}};设B={1,φ},则ρ(B)= { φ,{1},{φ},{1,φ}};设C={X,Y,Z},则ρ(C)= { φ,{X},{Y},{Z},{X,Y },{X,Z },{ Y,Z },{X,Y,Z}};3对任意集合A,B,证明:(1)A⊆B当且仅当ρ(A)⊆ρ(B);(2)ρ(A)⋃ρ(B)⊆ρ(A⋃B);(3)ρ(A)⋂ρ(B)=ρ(A⋂B);(4)ρ(A-B) ⊆(ρ(A)-ρ(B)) ⋃{φ}。
举例说明:ρ(A)∪ρ(B)≠ρ( A∪B)证明:(1)证明:必要性,任取x∈ρ(A),则x⊆A。
由于A⊆B,故x⊆B,从而x∈ρ(B),于是ρ(A)⊆ρ(B)。
充分性,任取x∈A,知{x}⊆A,于是有{x}∈ρ(A)。
由于ρ(A)⊆ρ(B),故{x}∈ρ(B),由此知x∈B,也就是A⊆B。
(2)证明:任取X∈ρ(A)∪ρ(B),则X∈ρ(A)或X∈ρ(B)∴X⊆A或X⊆B∴X⊆(A∪B)∴X∈ρ(A∪B)所以ρ(A)∪ρ(B) ⊆ρ( A∪B)(3)证明:先证ρ(A)∩ρ(B) ⊆ρ( A∩B)任取X∈ρ(A)∩ρ(B),则X∈ρ(A)且X∈ρ(B)∴X⊆A且X⊆B∴X⊆ A∩B∴X∈ρ( A∩B)所以ρ(A)∩ρ(B) ⊆ρ( A∩B)再证ρ( A∩B) ⊆ρ(A)∩ρ(B)任取Y∈ρ(A∩B),则Y⊆ A∩B∴Y⊆A且Y⊆B∴Y∈ρ(A)且Y∈ρ(B)∴Y∈ρ(A)∩ρ(B)所以ρ( A∩B) ⊆ρ(A)∩ρ(B)故ρ(A)∩ρ(B) = ρ( A∩B)得证。
离散数学(chapter3集合的基本概念和运算)
以上运算律的证明思路:欲证P=Q,即证 x P x Q。
2013-7-10 离散数学
20
Байду номын сангаас
三、集合算律
证明分配律:A∪(B∩C) = (A∪B)∩(A∪C) 对x, x A∪(B ∩C) (x A ) (x B∩C )
(x A) (x B x C )
Z: 整数集合
Q: 有理数集合
R: 实数集合 C: 复数集合
: 空集(不含任何元素) E: 全集 (在某一问题中,含有所涉及的全部集合的集合。)
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三、集合的表示方法
列出集合的所有元素,元素之间用逗号 1、列举法: 隔开。如A = { a, b, c } , B = { 1,2,4,6,7,9 } 用谓词概括该集合中元素的属性。 2、描述法: 如:A = { x | xZ 3 < x 6 } A = { x | P (x) },其中P (x)表示x满足的性质。 即A是由所有使P (x)为真的全体x构成。
2013-7-10 离散数学 3
§3.1 集合的基本概念
内容:集合,元素,子集,幂集等。 重点:(1) 掌握集合的概念及两种表示法, (2) 常见的集合N , Z, Q, R, C 和特殊集合 ,E, (3) 掌握子集及两集合相等的概念, (4) 掌握幂集的概念及求法。
2013-7-10 离散数学 4
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离散数学
8
四、集合之间的关系
3、真子集: B A。
B A B A B A
BABA B=A
4、幂 集:集合A的全体子集构成的集合,记作P (A)。 符号化为 P (A) = { x | x A} n 元集A的幂集P (A)含有2n个元素。
赵洪銮《离散数学》第五章3-4节
有
b∈S,b2=b*b∈S,…,bi∈S,…,bn∈S,
因S是有限集,j>i,使得bi=bj,令p=j-i, 所以有 bi=bp*bi,显然对于q≥i,有bq=bp*bq,
7
∵p≥1,∴总可以找到k≥1,使得 kp≥i,
对于S中的元素bkp,就有
10
例4:设I是整数集合,m是任意正整数, Zm是由模m的同
余类组成的同余类集,在Zm上定义两个二元运算+m和×m
分别如下: 对于任意的[i],[j] ∈ Zm
[i] +m[j] = [(i+j)(mod m)]
[i] ×m[j] = [(i × j)(mod m)] 试证明在这两个二元运算的运算表中任何两行或两列都不 相同。 咋证呢?
12
3) ∵ [0] +m[i]= [i] +m[0]= [i],
∴ [0]是< Zm, +m >中的幺元。
∵ [1] ×m[i]= [i] ×m[1]= [i], ∴ [1]是< Zm, ×m >中的幺元。 因此,代数系统< Zm, +m >,< Zm, ×m >都是独异点。 由定理5-3.3可知这两个运算表中任何两行或两列都不相同。
5-3
半群
1、广群、半群及其性质
定义 5-3.1 :一个代数系统 <S,*> ,其中 S 是非空集合, * 是S上的一个二元运算,如果运算 *是封闭的,则称代数系统 <S,*>为广群。 例如: ??
1
定义5-3.2:一个代数系统<S,*>,其中S是非空集合,*
离散数学课后习题答案(第三章)(doc)
a) 用矩阵运算和作图方法求出 R 的自反、对称、传递闭包; b) 用 Warshall 算法,求出 R 的传递闭包。
解 a) 0 1 00
MR= 1 0 1 0 0 0 01
0 0 00
R 的关系图如图所示。
a
b
d
c
MR+MIA=
0 1 00 1 0 10
反之,若 S∩ScIX,设<x,y>∈S 且 <y,x>∈S,则 <x,y>∈S∧<x,y>∈Sc <x,y>∈S∩Sc <x,y>∈IX 故 x=y,即 S 是反对称的。
3-7.3 设 S 为 X 上的关系,证明若 S 是自反和传递的,则 S○S=S,其逆为真 吗?
证明 若 S 是 X 上传递关系,由习题 3-7.2a)可知(S○S)S, 令<x,y>∈S,根据自反性,必有< x,x> ∈S, 因此有< x,y >∈S○S, 即 SS○S。得到 S=S○S.
自反的; b)若 R1 和 R2 是反自反的,则 R1○R2 也
是反自反的; c)若 R1 和 R2 是对称的,则 R1○R2 也是
对称的; d)若 R1 和 R2 是传递的,则 R1○R2 也是
传递的。
证明 a)对任意 a∈A,设 R1 和 R2 是自 反的,则<a,a>∈R1,<a,a>∈R2 所以,<a,a>∈R1○R2,即 R1○R2 也是 自反的。
解:L= {<1,2>,<1,3>,<1,6>,<2,3>,<2,6>, <3,6>,<1,1>,<2,2>,<3,3>,<6,6>} D={<1,2>,<1,3>,<1,6>, <2,6>,<3,6>,<1, 1>,<2,2>,<3,3>,<6,6>} L∩D= {<1,2>,<1,3>,<1,6>,<2,6>,<3,6>,<1,1>, <2,2>,<3,3>,<6,6>}
离散数学第三章第四节
R= R1R2R3 ={<a,a>,<b,b>,<c,c>,<d,d>,<e,e>, <a,b>,<b,a>,<d,e>,<e,d>}
15
5、等价关系、商集及划分之间的关系(4)
例3:给出A={1,2,3}上的所有等价关系。 解:因A的所有划分如下图所示:
A上的所有等价关系就是π1 、π2 、π3 、π4 、π5对应的等 价 关 系 ,它们依次为 EA , R2 , R3 , R4 , IA ,其中 EA=A A为全域关系, IA= {<1,1> ,<2,2> ,<3,3> }, R2={<2,3>,<3,2>} IA R3={<1,3>,<3,1>} IA R4={<2,1>,<1,2>} IA
12
5、等价关系、商集及划分之间的关系(1)
定理4 集合A上的等价关系R确定A的一个划分,这个划分 就是商集A/R。 证:1、A/R={[a]R|aA},显然
aA
[a]
R
A
2、对aA,有a[a]R,所以A中的每个元素都属于 某个分块。 3、下面证明A中的任一个元素仅属于某一个分块。 设aA ,a[b]R且a[c]R,那么,bRa,cRa 。因 R对称,所以aRc。又因R是传递的,所以bRc。按定理3, [b]R=[c]R 。 综上所述,A/R是A关于R的一个划分。
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3、等价类(2)
定理3 设R为非空集合A上的等价关系,a,b A, aRb当且仅当[a]R=[b]R。
证明:若aRb,任取c[a]R , c[a]RaRccRacRbbRcc[b]R , 故[a]R[b]R。 同理可证[b]R[a]R。 故[a]R=[b]R 。 反之,若[a]R=[b]R ,则 a[a]R a[b]R bRa aRb
离散数学概论习题答案第3章
第二部分集合、矩阵、关系和函数集合论是处理集合,函数和关系的数学理论。
集合包括最基本的数学概念,例如集合,元素和成员关系。
在大多数现代数学公式中,集合论提供了一种描述数学对象的语言。
集合可用来表示数及其运算,还可表示和处理非数值计算,如数据间关系的描述等。
集合论,逻辑和一阶逻辑构成了数学公理化的基础。
同时,函数和关系是基于集合的映射,它们是满足某些属性的特殊集合。
接下来,我们将在两个单独的章节中介绍它们。
集和矩阵将在第3章中介绍,而关系和函数将在第4章中介绍。
第三章集合和矩阵3.1 集合3.1.1 集合概念集合没有确定的概念。
一般地,我们把研究的对象统称为元素;把一些元素组成的总体叫做集合,也简称集。
通常用大写英文字母表示集合。
例如,N代表是自然数集合,Z代表是整数集合,R代表是实数集合。
用小写英文字母表示集合内元素。
若元素a是集合A的一个元素,则表示为a A∈,读作元素a属于集合A;若元素a不是集合A的一个元素,则表示为a A∉,读作a不属于集合A。
集合分为有限集合和无限集合两种,下面给出定义。
表示集合方法有列举法和描述法两种方式,下面分别介绍。
1. 列举法当集合是有限集合时,可以列出集合的所有元素,用逗号隔开各元素,并用花括号把所有元素括起来。
这种表述方式为列举法。
例如:S1={a, b, c, d, e, f},S2={a, b, b, c, d, e, f},S3={ d, e, a, b, c, f}上述三个集合S1、S2和S3是相同集合,尽管有重复元素。
且集合元素之间没有次序关系。
一个集合可以作为另个集合的元素。
例如,S1={a, b,{ c, d, e, f }}集合S1包含元素a, b和{ c, d, e, f }。
因为{ c, d, e, f }是集合S1中的元素,故可记为:{}∈。
,,,c d e f A以上给出的集合实例都是有限集合。
当集合是无限集合时,无法列出集合的所有元素,可先列出一部分元素,若剩余元素与已给出元素存在一定规律,那剩余元素的一般形式很明显可用省略号表示。
离散数学 第三-四章
Ai
(f) A (A∪B ), B (A∪B )
集合与关系 >集合的运算
交与 并的关系 定理3-2.1 设A、B、C为三个集合,则下列分配律 成立。 a) A∩(B∪C)=(A∩B)∪(A∩C) b) A∪(B∩C)=(A∪B)∩(A∪C) 定理3-2.2 设A、B为任意两个集合,则下列吸收律 成立 a) A∪(A∩B)=A b) A∩(A∪B)=A 定理3-2.3 A B 当且仅当 A∪B=B 或 A∩B=A。
集合与关系 > 集合的运算
本节重点掌握的概念: 集合, 集合相等,集合包含, 幂集。
本节重点掌握的方法: 集合的表示, 求幂集.
作业
3-1 (1)(a),(c) ,(e)
(3) (4) (a),(c) ,(e) (5) (6) (a),(c) ,(e) (9)
集合与关系 >集合的概念和表示法
上节知识点: 1. 集合的概念 2. 集合的表示 3 集合之间的关系 4 空集和全集 5 幂集(power set)
A-B
E B
A
集合与关系 >集合的运算
• 绝对补 定义3-2.4 设E为全集,任一集合A关于E的补 E-A, 称为集合A的绝对补,记作~A。
即 ~ A={ x| xE ∧ xA}
集合与关系 >集合的运算
(3) 集合的补(complement) 定义3-2.3 设A、B为任意两个集合,所有属于A而 不属于B的一切元素组成的集合S称为B对于A的 补集,或相对补,记作A-B。 即 A-B={ x| xA ∧ xB} 或 xA-B xA但 xB
例如 A={2, 5, 6} B={1, 2, 4, 7, 9} A-B={5, 6} B-A={1,4,7,9} E - A?
离散数学(第二版)最全课后习题答案详解
27.设 A、B 都是含命题变量项 p1,p2,…,pn的公式,证明: 重言式.
是重言式当且仅当 A 和 B 都是
解:
A
B
0
0
0
1
1
0
1
1
由真值表可得,当且仅当 A 和 B 都是重言式时,
0 0 0 1 是重言式。
28. 设 A、B 都是含命题变量项 p1,p2,…,pn的公式,已知
,该式为重言式,所以论述为真。
18.在什么情况下,下面一段论述是真的:“说小王不会唱歌或小李不会跳舞是正确的,而说如 果小王会唱歌,小李就会跳舞是不正确的.” 解:p:小王会唱歌。q:小李会跳舞。
真值为 1.
真值为 0.可得,p 真值为 1,q 真值为 0.
所以,小王会唱歌,小李不会跳舞。
19.用真值表判断下列公式的类型:
(2)p: 是无理数.
(7)p:刘红与魏新是同学. (10)p:圆的面积等于半径的平方乘以 π. (13)p:2008 年元旦下大雪.
3.写出下列各命题的否定式,并将原命题及其否定式都符号化,最后指出各否定式的真值.
(1)5 是有理数.
答:否定式:5 是无理数. p:5 是有理数.q:5 是无理数.其否定式 q 的真值
5.将下列命题符号化,并指出真值. (1)2 或 3 是偶数. (2)2 或 4 是偶数. (3)3 或 5 是偶数. (4)3 不是偶数或 4 不是偶数. (5)3 不是素数或 4 不是偶数.
答: p:2 是偶数,q:3 是偶数,r:3 是素数,s:4 是偶数, t:5 是偶数 (1)符号化: p q∨ ,其真值为 1. (2)符号化:p r∨ ,其真值为 1. (3)符号化:r t∨ ,其真值为 0. (4)符号化:¬ ∨¬q s,其真值为 1. (5)符号化:¬ ∨¬r s,其真值为 0.
离散数学第3-5章习题答案
第三章1、用枚举法写出下列集合。
①英语句子“I am a student”中的英文字母;解:{I,a,m,s,t,u,d,e,n}②大于5小于13的所有偶数;解:{6,,8,10,12}③20的所有因数;解:{1,2,4,5,10,20}④小于20的6的正倍数。
解:{6,12,18}2、用描述法写出下列集合。
①全体奇数;解:S={x|x是奇数}②所有实数集上一元二次方程的解组成的集合;解:S={x|x是实数集上一元二次方程的解}③二进制数;解:S={x|x是二进制数}④能被5整除的整数集合。
解:S={x|x是能被5整除的整数}3、求下列集合的基数。
①“proper set”中的英文字母;解:S={p,r,o,e,s,t}所以 cardS=|S|=6②{{1,2},{2,1,1},{2,1,2,1}};解: cardS=|S|=3③{x|x=2或x=3或x=4或x=5};解:cardS=|S|=4④{{1,{2,3}}}。
解:cardS=|S|=14、求下列集合的幂集。
①“power set”中的英文字母;解:S={p,o,w,e,r,s,t}(S)是所有S的子集构成的集合,这里不一一列举了。
②{3,6,9};解:℘(S)={Φ ,{3},{6},{9},{3,6},{3,9},{6,9},{3,6,9}} ③小于20的5的正倍数;解:S={5,10,15} ℘(S)={Φ,{5},{10},{15},{5,10},{5,15},{10,15},{5,10,15}} ④{{1,3}}。
解:℘(S)={Φ,{1,3}}5、设Φ=A ,B=a ,求P(A) ,P(P(A)) ,P(P(P(A))) ,P(B) ,P(P(B)) ,P(P(P(B)))。
解:P(A)={Φ};P(P(A))={Φ,{Φ}};P(P(P(A)))={Φ,{Φ},{{Φ}},{Φ,{Φ}}}P(B)={Φ,a };P(P(B))={Φ,{Φ},{a},{Φ,a}};P(P(P(B)))={Φ,{Φ},{{Φ}},{{a}},{{Φ,a}},{Φ,{Φ}},{Φ,{a}},{Φ,{Φ,a}},{{Φ},{a}},{{Φ},{Φ,a}},{{a},{Φ,a}},{Φ,{Φ},{a}},{Φ,{Φ},{Φ,a}},{Φ,{a},{Φ,a}},{{Φ},{a},{Φ,a}},{{Φ,{Φ},{a},{Φ,a}}}.6、如果集合A 和B 分别满足下列条件,能得出A 和B 之间有什么联系? ①A ∪B=A ; ②A ∩B=A ; ③A -B=A ; ④A ∩B=A -B ; ⑤A -B=B -A ; ⑥A B A =⊕。
离散数学_第_4_章习题解答讲解
第四章归结法原理习题与解答1. 用归结法证明:(1)(2)(3)(4)(5)(6)解(1) 首先将p→q,p→r,¬(p→q∧r)化为合取范式。
p→q⇔¬p∨qp→r⇔¬p∨r¬(p→q∧r)⇔¬(¬p∨(q∧r))⇔p∧(¬q∨¬r) 给出子句集{¬p∨q,¬p∨r,p,¬q∨¬r}的反驳如下。
⑴ ¬p∨q⑵ ¬p∨r⑶ p⑷ ¬q∨¬r⑸ q 由⑴和⑶由⑵和⑶⑹ r⑺ ¬r 由⑷和⑸⑻ □ 由⑹和⑺因此,p→q,p→r|=p→q∧r(2) 首先将p→r,q→r,¬(p∨q→r)化为合取范式。
p→r⇔¬p∨rq→r⇔¬q∨r¬(p∨q→r)⇔(p∨q)∧¬r给出子句集{¬p∨r,¬q∨r,p∨q,¬r}的反驳如下。
⑴ ¬p∨r⑵ ¬q∨r⑶ p∨q⑷ ¬r⑸ q∨r 由⑴和⑶ p→q,p→r|=p→q∧r p→r,q→r|=p∨q→r p→q∨r|=(p→q)→(p→r)p∧q→r|=(p→r)∨(q→r) p∨q∨r,p→r|=q∨r (p→q)→(p→r)|=p→(q→r)由⑵和⑸⑹ r⑺ □由⑷和⑹因此,p→r,q→r|=p∨q→r(3) 首先将p→q∨r,¬((p→q)∨(p→r))化为合取范式。
p→q∨r⇔¬p∨q∨r¬((p→q)∨(p→r))⇔¬((¬p∨q)∨(¬p∨r))⇔p∧¬q∧¬r 给出子句集{¬p∨q∨r,p,¬q,¬r}的反驳如下。
⑴ ¬p∨q∨r⑵ p⑶ ¬q⑷ ¬r⑸ q∨r 由⑴和⑵⑹ r 由⑶和⑸⑺ □ 由⑷和⑹因此,p→q∨r|=(p→q)∨(p→r)(4) 首先将p∧q→r,¬((p→r)∨(q→r))化为合取范式。
离散数学第三版课后习题答案
由此可得(A\B)\(B\C)(A\B)\C。
3)方法一:(A\C)\C
=A\(B∪C)(根据1))
=A\(C∪B)(并运算交换律)
4)真。因为是集合{}的元素;
5)真。因为{a,b}是集合{a,b,c,{a,b,c}}的子集;
6)假。因为{a,b}不是集合{a,b,c,{a,b,c}}的元素;
7)真。因为{a,b}是集合{a,b,{{a,b}}}的子集;
8)假。因为{a,b}不是集合{a,b,{{a,b}}}的元素。
4.对任意集合A,B,C,确定下列命题的真假性:
A′∪B=(A∪A′)∪B(∪的交换律)
A′∪B=X∪B(互补律)
A′∪B=X(零壹律)
方法三:因为A′X且BX,所以根据定理2的3)就有A′∪BX;
另一方面,由于BA′∪B及根据换质位律可得B′A′A′∪B,因此,由互补律及再次应用定理2的3),可得X=B∪B′A′∪B,即XA′∪B;
所以,A′∪B=X。
=(A\C)\B(根据1))
方法二:对任一元素x∈(A\B)\C,可知x∈A,xB,xC。由为x∈A,xC,所以,x∈A\C。又由xB,x∈(A\C)\B。所以,(A\B)\C(A\C)\B。
同理可证得(A\C)\B(A\B)\C。
9.设A、B是Ⅹ全集的子集,证明:
ABA′∪B=XA∩B′=
[解](采用循环证法)
离散数学辅助教材
概念分析结构思想与推理证明
第一部分
集合论
离散数学习题解答
离散数学4.3-4
例子
例1:R是N上的整除关系,则R具有自反性 证明:x∈N,x能整除x,∴<x,x>∈R,∴R
具有自反性。
6
例子
例2:R是Z上的同余关系,则R具有自反性, 证明:x∈Z,x-x/k=O∈Z, ∴x与x横直同余, ∴<x,x>∈R,∴R具有自反性。 其它≤,≥关系,倍数关系,人与人的同姓关
系。集合的≤关系,均是自反关系。
20
例3:设A={a,b,c}, R={<a,a>,<a,b>,<b,a>,<b,c>,<c,b>} S={<a,a>,<c,c>}, T={<a,c>,<b,b>}, R,S是对称关系,T不是对称关系。
21
(4) 若x y(x,y∈A ∧<x,y> ∈R ∧ x≠y <y,x>R),
则称R在A上是反对称的。( 隐含x = y <y,x>∈R )
例如:设A={1,2,3},R 是 A 上的关系, R={<2,3>,<3,2>} R是反自反的
3
§4.3 关系的性质
应该指出,任何一个不是自反的关系,未必是反自反 的;反之,任何一个不是反自反的关系,未必是自反 的。这就是说,存在既不是自反的也不是反自反的二 元关系。
例如:设A={1,2,3}, R 是 A 上的关系, R={<1,1>,<2,2>} 缺少{<3,3>}
10
结论
R是A上的关系,则: (1)R是自反关系的主要条件是IAA (2)R是反自反关系的主要条件是R∩IA=Ф。
11
(3) 若x y(x,y∈A ∧<x,y> ∈R <y,x> ∈R),则称R 在A上是对称的。
华科离散数学第三章
14
例3 设有函数f, g, h,均是由实数集R到R的函数,
且f (x)=x+3 ,g (x)=2x+1, h (x) =x/2 求复合函数 h •(g•f) , (h•g)•f 。
解: 所求的复合函数都是由R到R的函数
g f (x) g( f (x)) g(x 3) 2(x 3) 1 2x 7
所以# (BA)=8 。
f5={(a,2),(b,1),(c,1)} f6={(a,2),(b,2),(c,1)} f7={(a,2),(b,1),(c,2)} f8={(a,2),(b,2),(c,2)}
因此, #(BA)=(#B)#A 6
二、几种特殊的函数 定义3-3 设f是一由A到B的函数,
8
练习 3-1
1.设A={1, 2, 3, 4, 5} , B={6, 7, 8, 9, 10}, 判断下列由A到B的关系哪些是函数,哪些不是函 数。在相应的括号中键入“Y”或“N”。
(1) f1={(1, 10),(2, 9),(3, 8),(4, 7),(5, 6)} ( Y )
(2) f2={(3, 6),(1, 8),(2, 6),(4, 7)}
注意:当g•f 是内射时,g可能不是内射, 例如
22
当g•f 是满射,f可能不是满射.
例如
当g•f 是双射时,f可能不是满射,g可能不是内射.
例如
23
例6 设有函数f:R→R和g:R→R,定义为
f(x)=x2-2 , g(x)=x+4 试判断f是否内射?g•f是否内射。
解 (1)f不是内射。
因为3 ≠-3 ,但f(3)=f(-3)=7
f 3 (1)= (f•f 2)(1)=f (f 2(1))=f (3)=4 类似地f 3 (2)=1, f 3 (3)=2, f 3 (4)=3
离散数学3、4章
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离散数学
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双射的逆也是双射
• 显然,若是A到B的双射,则其逆映 射 – 1也是B到A的双射,并且对任意 的x∈A,均有: – 1((x)) = x .
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抽屉原理(鸽巢原理)
我们知道,若A,B均为有限集,且A与B 之间存在双射,则A和B的元素个数相等,即 A~B。但是:
定理4.1.2 任何有限集均不能和其真子集等势。
• 此定理也称为抽屉原则:若将n+1个物体放入 n个抽屉中,则至少有一个抽屉中放了两个或 两个以上的物体。
第三章 映 射
映射又称为函数,是两个集合 之间一种特殊的二元关系。
本章主要介绍各种典型的映射及 其性质、运算以及它们之间的联 系。
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离散数学
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§3.1 基本概念
定义3.1.1: 设A,B是两个集合,是A到B的二 元关系,若对A中每个元素a,有唯一的 b∈B, 使得<a,b>∈ ,则称为A到B的映射,记为:
本章将利用“映射”的概念建立集合 间的等势关系,并拓广集合中元素个数 的概念,引进集合的基数的概念,最后 讨论可数集与不可数集。
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§4.1 等 势
如何比较两个集合中元素的多少呢? 引入等势的概念。
定义4.1.1 设A和B是集合,若存在A到B 的双射,则称A与B等势,记为A ~B 。 (可形象理解为A与B的元素一样多。)
在,于是A~C,故~是传递的。 综上所
《离散数学》第七章_图论-第3-4节
图的可达性矩阵计算方法 (3) 无向图的可达性矩阵称为连通矩阵,也是对称的。 Warshall算法
例7-3.3 求右图中图G中的可达性矩 阵。 分析:先计算图的邻接矩阵A布尔乘法的的2、 v1
3、4、5次幂,然后做布尔加即可。
解:
v4
v2
v3 v5
P=A∨ A(2) ∨ A(3) ∨A(4)∨A(5)
图的可达性矩阵计算方法(2)
由邻接矩阵A求可达性矩阵P的另一方法: 将邻接矩阵A看作是布尔矩阵,矩阵的乘法运算和加 法运算中,元素之间的加法与乘法采用布尔运算 布尔乘:只有1∧1=1 布尔加:只有0∨0=0 计算过程: 1.由A,计算A2,A3,…,An。 2.计算P=A ∨ A2 ∨ … ∨ An P便是所要求的可达性矩阵。
v4
v3
v2
G中从结点v2到结点v3长度 为2通路数目为0,G中长 度为2的路(含回路)总数 为8,其中6条为回路。 G中从结点v2到结点v3长度 为3的通路数目为2, G中 长度为3的路(含回路)总
图的邻接矩阵的 应用 (2)计算结点vi与vj之间的距离。
中不为0的最小的L即为d<vi,vj>。
(一)有向图的可达性矩阵
可达性矩阵表明了图中任意两个结点间是否至少存在一条 路以及在任何结点上是否存在回路。
定义7-3.2 设简单有向图G=(V,E),其中V={v1, v2,…,vn },n阶方阵P=(pij)nn ,称为图G的可达 性矩阵,其中第i行j列的元素
p ij =
1 1 1 1 P v3 1 1 v4 0 0 v5 0 0 v1 v2 1 1 1 1 1 1
0 1 A(G)= 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0
《离散数学》第3章 集合
P ( A) = {φ , A}
第二节 集合的运算 内容: 内容:集合的运算,文氏图,运算律。 重点: 重点:(1) 掌握集合的运算
A ∪ B, A ∩ B, A − B, ~ A, A ⊕ B
(2) 用文氏图表示集合间的相互 关系和运算, (3) 掌握基本运算律的内容及运用。
一、集合的运算。 集合的运算。 集合 A, B 的并集 A ∪ B, 交集 A ∩ B,相对补集
三 包含排斥定理 设A和 B是两个有限集合,则 A ∪ B = A + B − A ∩ B ,
B 其中 A, B 分别表示 A、的元数.
把包含排斥定理推广到n个集合的情况可用如下定 理表述: 设A1 , A2 ,⋯ A为有限集合,其元数分别为 A , A ,⋯, A ,则 n
1 2 n
A1 ∪ A2 ∪ ⋯ ∪ An
A= B ⇔ A⊆ B∧B⊆ A
5、特殊的集合。 空集 φ 全集 E (或 U )
φ ⊆ A ⊆ E ( A 为任一集合)
例1、选择适当的谓词表示下列集合。 、 (1) 小于5的非负整数集 (2) 奇整数集合
{x | x ∈ N ∧ x < 5} {x | x = 2n + 1 ∧ n ∈ Z }
{ } (8) {a, b} ∈ {a, b, {{a, b}}}
(7) {a, b} ⊆ a, b, {{a, b}}
例3、A, B, C 为集合,若 A ∈ B 且B ∈ C , 、 有可能 A ∈ C 吗,有可能 A ∉ C 吗? 解:两种情形都有可能。 设 A = {a}, B = {{a}} , C = {{a}, {{a}}} , 则 A ∈ B, B ∈ C ,有 A ∈ C 。 又设 A = {a}, B = {{a}} , C = {{{a}}}, 则 A ∈ B, B ∈ C ,但 A ∉ C 。
离散数学04
例题 n元谓词的符号化
例4.5 将下列命题符号化 (1)兔子比乌龟跑得快。 (2)有的兔子比所有的乌龟跑得快。 (3)并不是所有的兔子都比乌龟跑得快。 (4)不存在跑得同样快的两只兔子。
解:令 F(x):x是兔子, G(y):y是乌龟, H(x,y):x比y跑得快, L(x,y):x与y跑得同样快。
(1) “凡人都呼吸”应符号化为 x(M(x)→F(x))
(2) “有的人用左手写字”符号化为 x(M(x)∧G(x))
在使用全总个体域时,要将人从其他事物中区别出来,为此 结 引进了谓词M(x),称为特性谓词。 论 同一命题在不同的个体域中符号化的形式可能不同。
思考:在全总个体域中,能否将(1)符号化为 x(M(x)∧F(x))? 能否将15(2)符号化为x(M(x)→G(x))?
定义4.4 一阶语言F的合式公式定义如下:
(1) 原子公式是合式公式。
(2) 若A是合式公式,则(┐A)也是合式公式。
(3) 若A,B是合式公式,则(A∧B),(A∨B),(A→B),(AB) 也是合式公式。
(4) 若A是合式公式,则xA,xA也是合式公式。
(5) 只有有限次的应用(1)~(4)构成的符号串才是合式公式。
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量词及相关概念
量词(quantifiers)是表示个体常项或个体变项之间数量关 系的词。
1. 全称量词:符号化为“”
日常生活和数学中所用的“一切的”、“所有的”、“每一 个”、“任意的”、“凡”、“都”等词可统称为全称量词 。
x表示个体域里的所有个体,xF(x)表示个体域里所有个体 都有性质F。
命题真值为假。 (2)有的人登上过月球。
令G(x):x登上过月球, M(x):x是人。命题符号化为 x(M(x)∧G(x))。
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说明:COV A中有多少个序偶,哈斯图就有多少条直线
例:前例中的COVA={<2,4>,<2,6>,<3,6>,<4,8>} 画出哈斯图。
8
4
6
2
3
集合A={2,3,4,6,8}上 的整除关系的哈斯图
哈斯图的意义在于:元素之间 从下向上有线相连,则这两 个元素存在着偏序关系;反之 则不存在偏序关系。如:左 图中,2,8两个元素有线从 下向上相连,故2,8存在着 偏序关系,即2|8;而4和6, 6和8,3和8,2和3则不存在 偏序关系。
<N,≤>都是良序集合。
定理: (1)良序集合一定是全序(线序)集合。 (2)有限的全序(线序)集合一定是良序集合。 例:大于0小于1的全部实数,按大小次序关系是一 个全序集合,但不是良序集,因为集合本身无最小 元。
14 无 2 无
无
极大元/极小元/最大元/最小元的特点
定理3-8.1 令<A,≼>为偏序集且B⊆A,若B有最大 (最小)元,则必是唯一的。 证明 假定a和b两者都是B的最大元素,则a≼b和b≼a, 从≼的反对称性,得到a=b。B的最小元情况与此类似。
(1)只要集合非空,极大元与极小元一定存在,并且可 能不唯一;反链中所有元素既是极大元又是极小元。
注意:求COVA的方法是依次考察偏序关系中的每个 非自反序偶<x,y>(x≠y),只要不存在序偶xRz和zRy 并且z≠x≠y,则<x,y>应进入COVA。
‘盖住’集合的图形表示法——哈斯图 哈斯图的画法: (1)用小圆圈代表元素 (2)如果x≼y,且x≠y,则将代表y的小圆圈画在代表x的 小圆圈上方 (3)如果<x,y>∈COV A,则在x与y的小圆圈之间用直线 连接。
COV A={<x,y>|x,y∈A;y盖住x}。
例:求集合A={2,3,4,6,8}上的整除关系R的COVA。
解:R={<2,2>,<3,3>,<4,4>,<6,6>,<8,8>,<2,4>,
<2,6>,<2,8>,<3,6>,<4,8>}
COVA={<2,4>,<2,6>,<3,6>,<4,8>}
例:已知偏序关系的哈斯图如下,求集合
B1={2,6,3},B2={3,36},B3={6,12}的上界,下界, 上确界,下确界。
24
12 6
36
上界 下界
B1 6,12, 24,36 无
B2 36 3 36 3
B3 12,24,36 2,3,6 12 6
上确界 6
2
3
下确界 无
定义3-8.9 任一偏序集合,假如它的每一个非空子 集存在最小元素,这种偏序集称为良序的。 例如:In={1,2,· · · ,n}及 N ={1,2,3,· · · }, 对于小于等于关系来说是良序集合,即<In,≤>和
(2)最大元与最小元可能不存在,存在则必唯一。
(3)最大元一定是唯一的极大元。
(4)最小元一定是唯一的极小元。
定义3-8.7 设<A,≼>为一偏序集,对于B⊆A,如有 a∈A,且对B的任意元素x,都满足x≼a,则称a为子集B 的上界。同样地,对于B的任意元素x,都满足a≼x, 则称a为B的下界。 定义3-8.8 设<A,≼>为偏序集且B⊆A为一子集,a为B 的任一上界,若对B的所有上界y均有a≼y,则称a为B 的最小上界(上确界),记作LUBB。同样,若b为B的 任一下界,若对B的所有下界z,均有z≼b,则称b为B 的最大下界(下确界),记作GLBB。
3-8 序关系
在一个集合上,我们常常要考虑元素的次序关系, 其中很重要的一类关系称作偏序关系。 定义3-8.1 设A是一个集合,如果A上的一个关系R, ห้องสมุดไป่ตู้足自反性,反对称性和传递性,则称R是A上的一个 偏序关系,并把它记为“≼”。序偶<A,≼>称作偏序 集。 例1:实数集合R上的小于或等于关系“≤”就是偏序 关系. 例2:定义整数集合I上的关系R={<x,y>|x整除y},则R 是偏序关系。
例:已知偏序关系的哈斯图如下, 求集合B1={2,7,3,21,14},B2={2,14},B3={2,7},
B4={2,7,14}的极大元.极小元.最大元.最小元。
14 21 15 极大元 极小元 2 7 3 5 最大元 最小元 B1 B2 B3
14 2,7 14
B4
14,21 14 2,7 2,7,3 无 无 2 2,7
证明:任意a∈I,有a|a,故<a,a>∈R,R自反;
R中任取序偶<a,b>,则a|b=b|a iff a=b,故R反对称;
R中任意序偶<a,b>和<b,c>,有a|b和b|c,显然,a|c,
故R传递。综上所述,R是I上的偏序关系。
定义3-8.2 在偏序集合<A,≼>中,如果x,y∈A, x≼y,x≠y且没有其他元素z满足x≼z、z≼y, 则称元素y盖住元素x。并且记
注意:
哈斯图中没有三角
哈斯图中没有水平直线(因为不能表示等级 关系 哈斯图与关系图是不同的,哈斯图有严格的 位置(上下)关系
定义3-8.3 设<A, ≼>是一个偏序集合,在A的一个 子集合中,如果每两个元素都是有关系的,则称这个 子集为链。在A的一个子集中,如果每两个元素都是 无关的,则称这个子集为反链。我们还约定,若A的 子集只有单个元素,则这个子集既是链又是反链。 链与反链哈斯图的特点:
定义3-8.4
例题
例: 给定P={φ ,{a},{a,b},{a,b,c}}上的包含 关系⊆,证明<P,⊆>是个全序集合。 证明:因为φ ⊆{a} ⊆ {a,b} ⊆ {a,b,c},故P中 任意两元素都有包含关系。其哈斯图如下所示:
{a,b,c} {a,b} {a} φ
定义3-8.5 设<A,≼>是一个偏序集合,且B是A的子 集,对于B中的一个元素b,如果B中没有任何元素x, 满足b≠x且b≼x,则称b为B的极大元。同理,对于 b∈B,如果B中没有任何元素x,满足b≠x且x≼b,则称 b为B的极小元。 定义3-8.6 令<A,≼>是一个偏序集,且B是A的子集, 若有某个元素b∈B,对于B中每一个元素x有x≼b,则 称b为<B,≼>的最大元。同理,若有某个元素b∈B, 每一个x∈B有b≼x,则称b为<B,≼>的最小元。
链的哈斯图可画成由下向上的一条直线。
反链的哈斯图中,任意两圆圈之间都没有连线。
定义3-8.4 在偏序集<A,≼>中,如果A是一个链,则 称<A,≼>为全序集合或称线序集合,在这种情况下, 二元关系≼称为全序关系或称线序关系。 即:全序集<A,≼>就是对任意x,y∈A,或者有x≼y或 者有y≼x成立。 例如:定义在自然数集合N上的“小于或等于”关 系“≤”是偏序关系,因为对任意a,b∈N,有(a≤b) 或(b ≤a)成立。