离散数学第五章

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离散数学第五章

离散数学第五章

作业:P178 (2);P185 (1), (2)
5.3 半群和独异点
一、半群
1、定义
①具有运算封闭性的代数系统A=〈s,*〉 称为 广群,满足运算封闭、结合律的代数 系统 A=<s,*>,称为半群,这里*是二 元运算。 ②存在么元的半群称为独异点,也称含么 半群, 单位半群,单元半群。
5.3 半群和独异点
二、么元(单位元)和零元
例:代数A=〈{a,b,c}, ○ 〉用下表定义: ○ a b c 特殊元: b是左么元,无右么元; a是右零元,b是右零元, 无左零元; 运算:既不满足结合律,也不满足交换律。 a a a a b b b b c b c a
二、么元(单位元)和零元
例: a)〈I,x〉, I为整数集
5.2 运算及其性质
5.吸收律:设<A,*,△>,若x,y,z∈A有: x*(x △z)=x 称运算*满足吸收律; x △(x * y) =x; 运算 △满足吸收律
例:N为自然数集,x,y∈N,x*y=max{x,y},
x△y=min{x,y}
试证:*,△满足吸收律 证明:x,y∈N, x*(x△y)=max{x,min{x,y}}=x ∴*满足吸收律 x x≥y x<y x≥y =x =x
则么元为1,零元为0
b)〈(s),∪,∩〉 对运算∪,是么元, s是零元,
对运算∩,s是么元 ,是零元。 c)〈N,+〉 有么元0,无零元。
二、么元(单位元)和零元
2、性质
性质1: 设*是s上的二元运算,满足结合律,具 有左么元el,右么元er,则el=er=e 证明: er = el* er = e
闭否,<A,+>,<A,/>呢? 解:2r,2s∈A, 2r x 2s=2r+s∈A (r+s∈N)

武汉大学《离散数学》课件-第5章

武汉大学《离散数学》课件-第5章
(1) 若i(1il), vi1, vi是ei的端点(对于有向图, 要求vi1是始点,
vi是终点), 则称为通路, v0是通路的起点, vl是通路的终点, l为通路的长度. 又若v0=vl,则称为回路.
(2) 若通路(回路)中所有顶点(对于回路, 除v0=vl)各异,则称为 初级通路(初级回路).初级通路又称作路径, 初级回路又称 作圈.
32
通路与回路(续)
定理 在n阶图G中,若从顶点u到v(uv)存在通 路,则从u到v存在长度小于等于n1的通路. 推论 在n阶图G中,若从顶点u到v(uv)存在通 路,则从u到v存在长度小于等于n1的初级通路.
定理 在一个n阶图G中,若存在v到自身的回路,则 一定存在v到自身长度小于等于n的回路. 推论 在一个n阶图G中,若存在v到自身的简单回 路,则存在v到自身长度小于等于n的初级回路.
D
D[{e1,e3}]
D[{v1,v2}]
26
补图
定义 设G=<V,E>为n阶无向简单图,以V为顶点集, 所有使G成为完全图Kn的添加边组成的集合为边集 的图,称为G的补图,记作 G . 若G G , 则称G是自补图.
例 对K4的所有非同构子图, 指出互为补图的每一对 子图, 并指出哪些是自补图.
图论
1
图论部分
第5章 图的基本概念 第6章 特殊的图 第7章 树
2
第5章 图的基本概念
5.1 无向图及有向图 5.2 通路, 回路和图的连通性 5.3 图的矩阵表示 5.4 最短路径, 关键路径和着色
3
5.1 无向图及有向图
▪ 无向图与有向图 ▪ 顶点的度数 ▪ 握手定理 ▪ 简单图 ▪ 完全图 ▪ 子图 ▪ 补图
27
5.2 通路、回路、图的连通性

《离散数学》第五章

《离散数学》第五章

⊕4b)⊕4c=
a
c), 满足结合律。 ⊕4(b ⊕4c),即⊕4满足结合律。
0是单位元,0的逆元是 ,1和3互为逆元,2的逆 是单位元, 的逆元是 的逆元是0, 和 互为逆元 互为逆元, 的逆 是单位元 元是2。 是一个群。 元是 。 <Z4; 4>是一个群。 ⊕ 是一个群
14
定义5-8:如果群 如果群<G; * >的运算 是可交换的,则称该群为 的运算*是可交换的 定义 的运算 是可交换的,
5
三、 子半群和子独异点
定义5-5 定义
<S; >的子代数,则称<T; >是<S; >的子半群。 ; 的子代数,则称 ; 是 ; 的子半群。 的子代数 的子半群

设<S; >是一个半群 ,若 <T; ; 是一个半群 ; ∗

例6
= {2n | n ∈ N} N3 = {3n | n ∈ N}, N4 = {4n | n ∈ N}, L
交换群或阿贝尔群。 交换群或阿贝尔群。
15
二、循环群
1.群中元素的幂 对于任意a∈ , 对于任意 ∈G, a0=e,
anƮ=e, ( a−1)n+1 = (a−1)n ∗ a−1 (n=0,1,2,…) (*) ) 引进记号 a−n = (a−1)n = a−1 ∗ a−1 ∗ ⋅ ⋅ ⋅ ∗ a−1 ( n个a-1 ) 个 因此( 因此( )式可表示为 (a −1 )0 = e, a−n−1 = a−n * a−1 对于任意整数
1
5.1 半群和独异点 一、半群 半群 定义5-1 定义
二元运算, 二元运算,如果 是半群。 是半群。∗ > < s; 是一个非空集合, 设S是一个非空集合, 是S上的一个 是一个非空集合 上的一个 是可 结 合 的 , 则 称 代 数 系 统

离散数学第五章

离散数学第五章

• 二元运算的性质
1.算律: 设 为S上的二元运算, (1)如果对于任意的x,y∈S,有x y=y x, 则称运算在S上满足交换律.
(2)如果对于任意的x,y,z∈S有 (x y) z=x (y z),则称运算在S上满足结 合律. (3)如果对于任意的x∈S有x x=x,则称 运算在S上满足幂等律.
4.群的性质 (1)群的幂运算规则 设G为群,则G中的幂运算满足: 1) a∈G,(a-1)-1=a. 2) a,b∈G,(ab)-1=b-1a-1. 3) a∈G,anam=an+m,n,m∈Z. 4) a∈G,(an)m=anm,n,m∈Z. 5)若G为交换群,则(ab)n=anbn.
设 和 为S上两个不同的二元运算,
(1)如果对于任意的x,y,z∈S有(x y) z= (x z) (y z)和z (x y)=(z x) (z y),则称 运 算对 运算满足分配律.
(2)如果 和 都可交换,并且对于任意的 x,y∈S有x (x y)=x和x (x y)=x,则称 和 运算满足吸收律.
(5) S为任意集合,则∪、∩、-、 为S 的幂集P(S)上的二元运算,这里∪和∩是初级 并和初级交.
(6) S为集合, SS为S上的所有函数的集合, 则函数的集合运算 为SS上的二元运算.
• 一元运算
1. 定义: 设S为集合,函数f:S→S称为S上的一 个一元运算,简称为一元运算. 2. 例: (1) 求一个数的相反数是整数集合Z,有理数集 合Q和实数集合R上的一元运算. (2) 求一个数的倒数是非零有理数集合Q*,非 零实数集合R*上的一元运算.
3.真子代数 任何代数系统V=<S,f1,f2,…,fk>,其子代数一定 存在. 最大的子代数就是V本身. 如果令V中所有代数常数构成的集合是B,且 B对V中所有的运算都是封闭的,则B就构成 了V的最小的子代数. 这种最大和最小的子代数称为V的平凡的子 代数. 若B是S的真子集,则B构成的子代数称为V的 真子代数.

离散数学课件(第5章)

离散数学课件(第5章)

的概率。
02
条件概率的性质
条件概率具有可交换性、可结合性、可分解性和归一性等性质。
03
条件概率的计算公式
条件概率的计算公式为P(A|B)=P(A∩B)/P(B),其中P(A∩B)表示事件A
和事件B同时发生的概率,P(B)表示事件B发生的概率。
独立性
事件的独立性
如果两个事件之间没有相互影响, 即一个事件的发生不影响另一个 事件的发生,则这两个事件是独
要点二
详细描述
关系的并运算是指两个关系的并集,表示两个关系中都存 在的关联;关系的交运算是指两个关系的交集,表示同时 存在于两个关系的关联;关系的差运算是指两个关系的差 集,表示存在于一个关系但不存在的关联;关系的逆运算 是指一个关系的逆关系,表示元素之间的关联方向相反。 这些运算可以用来对关系进行操作和变换,以得到所需的 关系。
路径与回路
总结词
路径是指一系列节点和边的有序集合,而回 路是指路径中至少有一条边是有向的。
详细描述
路径是指从图中的一个节点出发,经过一系 列的边和节点,最后回到起始节点或有终止 节点的一条路径。在路径中,所有的边都是 无向的。而回路则是指至少有一条边是有向 的路径,即起点和终点相同的路径。在图论 中,回路的概念非常重要,因为许多问题可
立的。
独立性的性质
独立性具有传递性、对称性和可 分解性等性质。
独立性的计算公式
如果事件A和事件B是独立的,则 P(A∩B)=P(A)P(B),即两个独立 事件的概率乘积等于它们各自的
概率。
05
离散随机过程
随机变量
定义
分类
随机变量是定义在样本空间上的可测函数 ,它将样本点映射到实数轴上。
离散随机变量和连续随机变量。

离散数学 第五章的课件

离散数学 第五章的课件

xF(x,y,z)yG(x,y,z)
tF(t,y,z)yG(x,y,z) tF(t,y,z)wG(x,w,z)
个体变项符号,其余部分不 变
(换名规则) (换名规则)
或者
xF(x,y,z)yG(x,y,z) xF(x,t,z)yG(x,y,z) xF(x,t,z)yG(w,y,z) (代替规则) (代替规则)
10
实例
例5.4 给定解释I如下: (a)个体域 D={2,3}. (b)D中特定元素 a =2 (c)D上的特定函数 f (x) : f (2) =3, f (3)=2 . (d)D上的特定谓词 F (x) : F (2)=0, F (3)=1; G (x,y): G (2,2)= G(2,3)= G(3,2)=1,G(3,3)=0; L (x,y): L (2,2)= L (3,3)=1, L (2,3)= L(3,2)=0; 求下列各式在I下的真值。 (2) x(F(f(x))∧G(x,f(x))) (F(f(2))∧G(2,f(2)))∨(F(f(3))∧G(3,f(3))) (F(3)∧G(2,3))∨(F(2)∧G(3,2)) (1∧1)∨(0∧1) 1
注意:(3)(4)说明量词的顺序不能随便颠倒
13
实例
例5.5 证明下列等值式。 (1) x(M(x)∧F(x)) x(M(x)→F(x)) (2) x(F(x)→G(x)) x(F(x)∧G(x)) (3) xy(F(x)∧G(y)→H(x,y)) xy(F(x)∧G(y)∧H(x,y)) (4) xy(F(x)∧G(y)∧L(x,y)) xy(F(x)∧G(y)→L(x,y))

x(F(x,y) yG(x,y,z)) x(F(x,y) tG(x,t,z))

离散数学 第五章 无限集合

离散数学 第五章 无限集合

那么Fk包括所有这样的函数, 其象是包含在B的枚举的前k个元素
组成的集合中; |Fk|=kn。 因为A是有限的, 对每一函数f:A→B存在某
m∈N, 如果取k>m, 那么f∈Fk; 所以
。 但每一集合Fk
是有限的因而BA是可数的。证毕。
5.1.3 基数c
不是所有无限集都是可数无限的, 下一定理说明需要新的无 限集基数。

(b) 设Σ={a,b}, S是Σ上以a带头的有限串集合, 考虑S的基数。 因为
f: Σ*→S, f(x)=ax
是一个双射函数。所以, |S|=|Σ*|=

第一个定理叫做三歧性定律。
定理5.2-2(Zermelo) 成立:
A和B是集合,那么下述情况恰有一个
N所
属等价类的名称。
(ii) 要证明一个集合S有基数α, 只需选基数为α的任意集合S′, 证明从S到S′或从S′到S存在一双射函数。选取集合S′的原则是使 证明尽可能容易。
例1 (a) 设E是正偶数集合, 考虑E的基数。因为
f: I+→E, f(x)=2x
是从I+到E的双射函数, 所以, |E|=|I+|=
(b) |(0,1)|=|[0,1]|。这两个集合的不同仅在于区间 的两端点; 为了构造从[0,1]到(0,1)的一个双射函数, 我们必须 在(0,1)中找出0和1的象而保持映射是满射的。定义集合A是
, 定义映射f如下:
图 5.1-4
(c) |R|=c。 我们定义一个从(0,1)到R的双射函数如下:
是Ai的枚举; 如果Ai是有限的我们用无限重复枚举。如果Ai= ,
我们置第i行等于第i-1行。这样, 数组包含所有A的元素而无其它
元素。A元素的一个枚举由图5.1-3中的有向路径指定。 从定理

离散数学第五章 函数

离散数学第五章  函数
f -1({0})={0, 1}, f -1({1})={2, 3}, f -1(Ø)= Ø
像与逆像: 映射的“提升”
设U和V是两个集合, f : U→V 是从U到V的一个函数, ρ(U)是U的幂集,ρ(V)是V的幂集。
像与逆像将从U到V的一个映射 f : U→V “提升” 为从U的幂集 ρ(U) 到V的幂集 ρ(V) 的映射
集合 A 在函数 f 下的 像 f (A)
U
f
V
A
f(A)
集合 B 在函数 f 下的 逆像 f -1(B)
U
f
V
-1
f (B)
B
例5.1.3 设 A={a, b, c, d, e} , B={1, 2, 3, 4} , φ: A→B, φ的定义如图所示。则
φ({a, b, c})={1, 2}
例:设 U={1,2,3,4},V={1,2,…,16},关系 f1={ <1,1>, <2,4>, <3,9>, <4,16> }, f2={ <1,1>, <2,3>, <4,4> }, f3={ <1,1>, <1,2>, <2,15>, <3,16>, <4,1> },
试判断哪些是函数?
解:f1 是,且 f1(a)=a2。 f2 不是,因为f2(3)=? f3 不是,因为两个f3(1)。
n×n×…×n = nm
m
映射:递归定义
例5.1.8 (1) 阶乘 n! f: N→N, f(0)=1, f(n+1)=f(n)(n+1), n∈N。
(但需要检查,是否都有射,是否没有一射多)

离散数学课件第5章 无限集合

离散数学课件第5章   无限集合

(a ) | I + |= S \
S 0
函数f: N→I+, f(x)=x+1是一双射函数。
S (b) | I |= S \ 0
x 2 函数f: N→I , f ( x ) = − x + 1 2
是一双射函数。
当x是偶数时 当x是奇数时
第五章 无 限 集 合 定义5.1-4 定义 如果存在从N的初始段到集合A的双射函数, 则称
3( n + 1), 如果n是偶数. f (n) = 3( n − 1), 如果n是奇数.
第五章 无 限 集 合 定理5.1-3 一个集合A是可数的当且仅当存在A的枚举。 定理 证 必要性。 如果A是可数的, 那么根据定义, 存在一从N的初 始段到A的双射函数, 这证明了存在A的枚举。 充分性。我们考虑两种情况: 情况1 如果A是有限的, 那么根据有限集合的定义和可数集合的 情况 定义, A是可数的。 情况2 情况 假设A不是有限的而f是A的枚举。枚举f必须以N的全集 作为它的前域。如果f是双射函数, 那么根据可数无限集合的定义, A 的基数是 S 而A是可数的。 如果f不是双射函数。利用下述办 | A |= S \ 0 法, 根据枚举f构造一个从N到A的双射函数g, 以证明A是可数的。
第五章 无 限 集 合 定理5.1-6 如果A是有限集合, B是可数集合, 那么BA是可数的。 定理 证 若A是空集, 则|BA|=1, 是可数的; 若A非空, 而B有限(包括是? 空集), 则|BA|=|B||A|有限, 因而是可数的。剩下只需证明|A|=n>0, 且B是可数无限的情况。设B的无重复枚举函数是g: N→B, 对每一 正整数k∈N定义集合Fk如下:
第五章 无 限 Βιβλιοθήκη 合5.1 可数和不可数集合

离散数学第5章_函数

离散数学第5章_函数

第5章 函数
证明 f和ρf的图示如图5 ― 2所示。 1) 任取a∈A, 有f(a)=f(a), 所以 (a, a)∈ρf, 故ρf自反; 任取a, b∈A, 若(a, b)∈ρf, 则f(a)=f(b), 所以 f(b)=f(a), 即(b 任取a, b, c∈A, 若(a, b)∈ρf, (b, c)∈ρf, 则f(a)=f(b), f(b)=f(c) , 所以 f(a)=f(c), 即(a, c)∈ρf; 故ρf传递。 综上ρf是A上的等价关系。
第5章 函数
任取b∈Rf, 由Rf的定义, 有a∈A, 使f(a)=b, 即有[a]∈A/ρf, 使得 g([a])=f(a)=b。 所以 g是满射。 综上g是双射。 定义 5.1 ― 5 恒等关系IA={(a, a)|a∈A}是A 到A的双射, 它称为A上的恒等函数。 定义 5.1 ― 6 若函数f: A→B, 对一切a∈A, 都 有f(a)=b, b∈B, 则f称为常函数。
第5章 函数
定义 5.1 ― 2 设有函数f: A→B, g: C→D, 若 有A=C、 B=D且对所有的x∈A, 有f(x)=g(x), 则称 函数f和g相等, 记为f=g。 定义 5.1 ― 3 集合A到集合B的所有函数的集合记 为BA, 即 BA={f|f: A→B}
第5章 函数
定理 5.1 ― 1 当A和B是有限集合时,有 |BA|=|B||A| 证明 设|A|=m, |B|=n(m, n∈N); 又设A={a1, a2, …, am}。 因为 Df=A,所以 f={(a1, f(a1)), (a2, f(a2)), …, (am , f(am))}。 而每个f(ai)(i∈Nm)都有n种可能, {n·n·…·n } =n +m个 m个即 |BA|=|B||A|

《离散数学》 第五章 函数

《离散数学》 第五章  函数
(1)函数的基本概念 (2)单射、满射和双射函数 (3)函数的复合运算 (4)函数的逆运算 (5)置换
主要内容
5.1 函数的概念 5.2 函数的性质 5.3 复合函数与逆函数
5.1 函数的概念
定义5.1.1 设和Y是任意两个集合,f是一个从X到Y的二元关系, 如果f满足:对于每一个x∈X,都有唯一的y∈Y,使得<x, y>∈f,则称关系f为X到Y的函数,记作: f:X → Y 或 X Y 当<x,y>∈f时,通常记为y=f(x),这f时 称x为函数的自变量 (或原象),y为x在f下的函数值(或映像)。集合X称为f的 定义域,由所有映像组成的集合称为函数的值域,记作f(X) 。
5.1 函数的概念
例5.1.1 判断下列关系中哪个能构成函数。 (1)集合X={a,b,c,d},Y={1,2,3,4,5,6},f1,f2, f3分别是X到Y的二元关系,其中 f1={<a,2>,<b,5>,<c,1>,<d,4>} f2={<a,2>,<b,6>,<d,4>} f3={<a,3>,<b,1>,<c,5>,<d,2>,<d,4>}
解 (1)f1不是从X到Y的函数,因为dom f1={1,2,3}≠X; f2是从X到Y的函数,但f2(3)= f2(5)=c,ran f2={a,b,c, e}≠Y,因此f2既非单射也非满射; f3是从X到Y的双射函数。
5.2 函数的性质
例5.2.1 确定如下关系是否是函数,若是函数,是否是单射、满射、 双射。
(3)设f:X → X,对于任意的x1,x2∈X,如果x1< x2,则有f(x1)≤f(x2),就称f为单调递增;如果x1<x2, 则有f(x1)<f(x2),就称f为严格单调递增的。类似地 也可以定义单调递减和严格单调递减的函数。它们统称为 单调函数。

离散数学 第五章 格与布尔代数

离散数学 第五章 格与布尔代数

由于这里的*和⊕就是上面格中的*运算和⊕运算,故有
a*b=glb{a,b}= GLB{a,b} a⊕b=lub{a,b}= LUB{a,b}
下面证明半序关系≤等于半序关系≤’。 1)若a≤b,则有GLB{a,b}=a ,又因为a*b=GLB{a,b}, 故有a*b=a,即a≤’b,由(a,b) 的任意性知≤ ≤’。 2)若a≤’b,则有a*b=a ,又因为a*b=GLB{a,b},故有 a=GLB{a,b},由下确界的定义知有a≤b,由(a,b)的任意性知 ≤’ ≤。
例2. 设I是整数集合, a,b∈I, 定义运算*和⊕如下: a*b=min{a,b} a⊕b=max{a,b} 则<I, *,⊕>是代数系统。 1)由于 a∈I, a*a=min{a,a}=a a⊕a=max{a,a}=a
故由定义1知,*和⊕运算均满足幂等律。 2)任取a,b∈I,由于有
a*(a⊕b)=min{a,max{a,b}}=a
由集合相等的定义知≤’=≤,即≤和≤’是同一个半序关 系。
由此可知,格与任意两个元素有上、下确界的半序集 是等价的,即格就是格。于是得到 格的另一种等价的定义。
定义3’ 设<L, ≤>是半序集,若L中的任意两个元素有上、 下确界存在,则称<L, ≤>是格。 由于定义3和定义3’的等价性,以后关于格,既可以用 <L,*,⊕>表示,也可以用 表示。当用<L,*,⊕>表示时,半序 关系是用a*b=a或a⊕b=b定义的。当用<L, ≤>表示时,两个运 算是用
故*运算和⊕运算满足结合律。
2)由于 a,b∈I,有 a*b=min{a,b}=min{b,a}=b*a a⊕b=max{a,b}=max{b,a}=b⊕a 故*运算和⊕运算满足交换律。

离散数学第五章递归函数论数论函数和数论谓词

离散数学第五章递归函数论数论函数和数论谓词
句 x≠0 x=0 x为y的倍数 x≤y x<y
特征函数 Nx N2 x
N2 rs(x,y) N2(x . y) N2((x+1) . y)
二、简单语句的特征函数
语句
特征函数
x=0 x≠0 x=a x≠a x与y互质
N2 x Nx
N2(x .. a) N(x .. a)
N2(dv(x,y) .. 1)
• A(x1,…,xn)为 真时,f(x1,…,xn)=0; • A(x1,…,xn)为 假时,f(x1,…,xn)=1。
则 f(x1,…,xn)是语句A(x1,…,xn)的特征 函数, 记为
ct A(x1,x2,…,xn)。
定理1 (p55) 任何一个语句A 均有唯一的特征函数
证明:
(1) 存在性:对于任何一个语句A,恒可以如上定义一个函数 f(x1,…,xn),此函数必为语句A的特征函数,故 存在性得证。
则, N2 f(x1,…,xn)为语句A 的特征函数。 证明: 当A(x1,…,xn)真时,由于f(x1,…,xn)=0,
所以 N2 f(x1,…,xn)=0;
当A(x1,…,xn)假时,由已知条件知: f(x1,…,xn)0,所以
N2 f(x1,…,xn)=1 由特征函数的定义知:N2 f(x1,…,xn)为语句 A(x1,…,xn)的特征函数。
一、数论谓词和特征函数
定义:数论谓词是指以自然数集为定义域以真假为 值域的谓词。
定义:由数论谓词利用联结词和量词构成的式子称 为数论语句。
数论语句例子 2为质数 8>7且9为平方数 x为质数 x>7且y为平方数
特征函数
定义:设A(x1,x2,…,xn)是一个含有n个变量的语 句,f(x1,x2,…,xn)是一个数论函数,若对 于任何变元组均有:

《离散数学》函数

《离散数学》函数

A
B
C
y=f(x)
z =g( y ) =( g◦f )( x )
x
29
函数的复合

– f : → ,f (x) = x+1, – g : → ,g(x) = 2x+1, – h : → ,h(x) = x2+1, g ◦ f (x)=g(f(x)) =2f(x)+1 =2(x+1)+1=2x+3 f ◦ g(x)=f(g(x)) =g(x)+1 =2x+1+1=2x+2 h ◦ g ◦ f (x)=h(g(f(x))) = (2x+3)2+1
20
函数的性质
练习 – f: + → + , – f(1) = 1,f(n) = n–1 (n>1)
– 单射? – 满射? – 双射?
21
函数的性质
对于有限集合上的函数,有如 下主要结果:
定理 假设 A 和 B 是两个有限集合
且满足 |A| = |B|,则函数 f : AB 是单射当且仅当 f 是满射。
第五章 函数
《离散数学及应用》
第五章 函数
§5.1 函数的定义 §5.2 函数的性质 §5.3 函数的复合 §5.4 逆函数 §5.5 计算机科学中的常用函数 *§5.6 双射函数及集合的势
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函数
A 和 B 为非空集合 设 f 为 A 到 B 的二元关系, 若对于任意 xDom( f ) 都存在唯一的 yRan( f ) 使得 (x, y)f 成立,则称 f 为函数 (function)。 函 数 也 称 作 映 射 ( mapping ) 或 变 换 (transformation)

离散数学第5章

离散数学第5章
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练习:
3.已知:f:X→Y, g:Y→Z, h= gf , f是满 射,h是单射,求证g是单射.
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证明3:已知:f:X→Y, g:Y→Z, h= gf , f是满射,h是单射. 求证g是单射.
证:假设 不是单射 假设g不是单射 假设 不是单射, 1.则存在y1≠y2,而 g(y1)=g(y2); 2.而f是满射,每个y都一定有对应的x,所以对于y1 和y2 必存在y1=f(x1), y2=f(x2) 2, 3.y1≠y2 所以f(x1)≠f(x2),所以x1≠x2 ; 4.h(x1)=g(f(x1))=g(y1) h(x2)=g(f(x2))=g(y2) 所以h(x1)=h(x2) 对于不同的x,h函数具有相同值, 显然就不是单射了,与已知条件矛盾! 所以原假设不成立! 所以原假设不成立!
一一对应
定义:集合X和Y间,存在从X到Y上的双 射,则称集合X和Y一一对应 一一对应. 一一对应 集合X和Y一一对应,则:
映射的条件 单射的条件 满射的条件
1.X中每个元素在Y中有唯一 象. 唯一的象 唯一 2.X中不同元素 象各不相同 不同元素的象各不相同. 不同元素 3.Y中每个元素在X上都有原象 原象. 原象
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实例
判断从{a,b,c,d}到{1,2,3,4,5}是否一一 是单射吗? 是满射吗? 是双射吗? 对应. 是单射吗? 是满射吗? 是双射吗? f为:f(a)=4, f(b)=5,f(c)=1,f(d)=3 不是一一对应的关系.虽然是单射,但 不是满射.所以不是双射.所以不是一 一对应的关系.
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反函数的性质
也是双射函数. 是双射的, 也是双射函数 定理 设 f:A→B是双射的 则f 1:B→A也是双射函数 : 是双射的 是函数, 是关系, 证 因为 f 是函数 所以 f 1 是关系 且 dom f 1 = ranf = B , ran f 1 = domf = A, 假设有x 对于任意的 y∈B = dom f 1, 假设有 1, x2∈A使得 ∈ 使得 <y,x1>∈f 1∧<y,x2>∈f 1 ∈ ∈ 成立, 成立 则由逆的定义有 <x1,y>∈f∧<x2,y>∈f ∈∧ ∈ 从而证明了f 是函数, 根据 f 的单射性可得 x1 = x2, 从而证明了 1是函数,且是 满射的. 的单射性. 满射的 下面证明 f 1 的单射性 若存在 y1, y2∈B 使得 f 1 (y1) = f 1 (y2) = x, 从而有 <y1,x>∈f 1∧<y2,x>∈f 1 ∈ ∈ <x,y1>∈f∧<x,y2>∈f y1 = y2 ∈∧ ∈

《离散数学》第5章 代数系统简介

《离散数学》第5章 代数系统简介
x ( x) 0, ( x) x 0 .
在 M n (R) 上,对于矩阵乘法只有可逆矩阵 M M n (R) 存在逆元
M 1 , M M 1 E 和 M 1 M E 成立, 使得 其中 E 为 n 阶 单位矩阵.
9、设 为 S 上的二元运算,如果对任意的 x, y, z S 满足以下条件 (1)若 x y x z 且 x 不是零元,则 y z , (2)若 y x z x 且 x 不是零元,则 y z , 就称运算 满足消去律
例如: 在幂集 P ( S ) 上的 和 是满足吸收律的.
若 算“”满足左分配律; b c a b a c a , 则运算“ ”对运算“ ”满足右分配律.若左右分配律 均满足, 称运算“ ”对运算“ ”满足分配律. 则

5、 设 是 A 上的二元运算,若存在 a A ,有
1、若 a b b a ,则称运算“ ”在A上是可换的 ,或 者说运算“ ”满足交换律.
例如:在实数集R上,通常的加法和乘法都满足交换律,但减法 和除法不满足交换律.因为2和4都是实数.因为2-4≠4-2.在幂集 P(S)上 , , 都满足交换律,但相对补不满足交换律.
2、若a b c a b c,则称运算“*”在A上是可结合 的.或称“*”满足结合律.
这些相当于前缀表示法,但对二元运算用得较多的还是 a1 a2 b .我们在本书中所涉及的代数运算仅限于一元. 和二元运算.
如果集合S是有穷集,S上的一元和二元运算也可以用 运算表给出.表5―1和表5-2是一元和二元运算表的一 般形式.
表5-1
表5-1
例2、(2) 设 S 0,1, 2,3, 4 ,定义 S 上的两个 二元运算如下:

离散数学第五章函数

离散数学第五章函数
在本章中,首先将定义一般的函数,然后讨论特种函数,由一种特殊函数—— 双射函数引出不可数集合基数的比较方法。在以后的各章中,这些概念将起着 重要作用。在开关理论、自动机理论、可计算性理论等领域中,函数都有着极 其广泛的应用。
主要内容
PART 01
函数的基本概念和性质
PART 02
函数的合成和合成函数的性质
5.1 函数的基本概念和性质
例5.5 设集合X={a,b,c,d}和Y={1,2,3,4,5},并且有 f={<a,1>,<b,3>,<c,4>,<d,4>}
试求出domf,ranf 和 f 的矩阵表达式。 解: domf ={a,b,c,d}
ranf ={1,3,4}
f 的简化关系矩阵为:
a 1
5.2 函数的合成和合成函数的性质
例5.10 设Z是整数集合,并且函数f: Z→Z给定成f(i)=2i+1。试求出合 成函数f3( i ) 。 解:合成函数 f3( i ) 是一个由Z到Z的函数,于是有
f 3(i) f 2 (i) f (i) ( f (i) f (i)) f (i) f ( f ( f (i)) f ( f (2i 1)) f (4i 3) 2(4i 3) 1 8i 7
Mf
b
c
3 4
d 4
5.1 函数的基本概念和性质
定义5.4 设A和B是任意两个集合,记:BA { f f : A B} 为从A到B的 所有函数的集合。
例5.6 设集合X={a,b,c}和集合Y={0,1}。试求出所有可能的函数f: X→Y。 解:首先求出的X×Y所有序偶,于是应有
X Y {a,0, b,0, c,0, a,1, b,1, c,1}
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MORE EXAMPLES
Example 5.1.3: E(·, ·) eats E(· domain = A × A, where A = animal . For instance, E(wolves, rabbits). Example 5.1.4: The relation Q from the set {1, 2, 3} to the set {A,B,C}, with the orderedpairs model Q = {(1,A), (1,B), (2, C), (3,A), (3, C)} has the lists-of-relatives model 1 : A,B 2:C 3 : A,C and the matrix model
TRANSITIVITY PROPERTY OF RELATIONS
A relation R on a set A is transitive if whenever (a,b) and (b,c) ∈ R ,then (a,c) ∈ R , for all a,b,c ∈A. Example 7.1.1, continued: ≤ domain = R × R, where R = real numbers. TRANSITIVE, since x≤y∧y≤z⇒x≤z Example 7.1.2, continued: B(·, ·) brother of domain = P × P, where P = all persons. QUESTION: Is your brother’s brother your brother? YES or NO

R
Example 5.1.11: M(·, ·) mother of domain = P × P, where P = all persons. NONTRANSITIVE, vacuously. Example 5.1.12: ancestor of domain = P × P, where P = all persons. TRANSITIVE Example 5.1.13: TRANSITIVE A={1,2,3,4},R={(3,4)}
Example 20 Example 21 Let R be the relations on the set of all people such that (a,b) ∈R if
person a is a parent of person b. RoR
DEF7: Let R be a relation on set A. Then the powers of R are defined inductively: R1 =R Rn+1 = Rn ° R EXAMPLE 22 Theorem1 The relation R on a set A is transitive if and only if Rn ⊆ R EXERCISES 28,30,31
Example 5.1.9, continued: B(·, ·) brother of domain = P × P, where P = all persons. NON-ANTISYMMETRIC Example 5.1.10, continued: M(·, ·) mother of domain = P × P, where P = all persons. ANTISYMMETRIC.
Example 5.1.5, continued: B(·, ·) brother of domain = P × P, where P = all persons. QUESTION: If George is Bill’s brother, does that imply that Bill is George’s brother? YES or NO
Chapter 5
Relations
5.1 RELATIONS AND THEIR PROPERTIES 5.5 EQUIVALENCE RELATIONS
Outline
1.Relations
a binary relation from A to B a relation on the set A
5.1 RELATIONS AND THEIR PROPERTIES
DEF: Binary Relation Let A and B be sets. A binary relation from A to B is a subset of A×B. A× The notation a R b means that (a,b)∈R.
Relations on a set
DEF2: A relation on the set A is a relation from A to A. A relation on a set A is a subset of A× A Ex4 Let A be the set {1,2,3,4}, which ordered pairs are in the relation R={(a,b)|a divides b} Ex5 pp 473
EXAMPLE 19
COMPOSITION OF BINARY RELATIONS
DEF: Let R be a relation from A to B and S a relation from B to C. Their composition S ° R is the relation on A × C that is true for any pair (a, c) such that (∃b ∈ B)[R(a, b) ∧ S(b, c)]
ANTISYMMETRY PROPERTY OF RELATIONS
A binary relation R is antisymmetric if and only if (∀x, y)[R(x, y) ∧ R(y, x) → x = y] Example 7.1.2, continued: ≤ domain = R × R, where R = real numbers. ANTISYMMETRIC, since x≤y∧y≤x⇒x=y
Functions as relations
Function :let A and B be sets. A function f from A to B is an assignment of exactly one element of B to each element of A Relations are a genralization of functions.
Ex 6 How many relations are there on a set with n elements? Solution: Since A×A has n2 elements A× when A has n elements, and a set with m elements has 2m subsets, 2n there are subsets of A×A . A×
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REFLEXIVE PROPERTY of RELATIONS
A binary relation R on a set A is reflexive if and only if (a,a) ∈ R for every element a ∈A Example ≤ domain = R × R, where R = real numbers. REFLEXIVE, since (∀x ∈ R)[x ≤ x]. Example B(·, ·) brother of domain = P × P, where P = all persons. NONREFLEXIVE, since B(Joseph, Joseph) is false.
COMBINING RELATIONS
Since relations from A to B are subsets of A×B, two relations from A to B A× can be combined in any way two sets can be combined. 1. R1∪R2 R1∩R2 R1-R2
• E.g., a < b means (a,b)∈ < E.g.,
.
Example 5.1.1: (a,b) where a is a a,b) student entolled in course b. Example 5.1.2 (a,b) belosngs to (a,b) R if city a is in province b e.g. (shenzhen, Guangdong) ∈R (shenzhen, (chengdu, Guangdong) chengdu,
Example 13,14 in book.
Example 5.1.14 Is the divides relation on the set of positive intergers transive? Example 5.1.15 How many reflexive relations are there on a set with n elements?
Example 5.1.6, continued: E(·, ·) eats domain = A × A, where A = animal species. There are some symmetric pairs, such as ants and anteaters. Nonetheless, NONSYMMETRIC, since there also exist nonsymmetric paபைடு நூலகம்rs.
Example 5.1.7: Some familial relationships are symmetric: spouse, sibling, cousin.
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