离散数学习题二参考答案
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习题3.71. 列出关系}6|{=⋅⋅⋅∈><+d c b a d c b a d c b a 且,,,,,,Z 中所有有序4元组。
解 }6|{=⋅⋅⋅∈><+d c b a d c b a d c b a 且,,,,,,Z,2,1,3,1,3,1,2,1,2,3,1,1,3,2,1,1,1,1,1,6,1,1,6,1,1,6,1,1,6,1,1,1{><><><><><><><><=><><><><><><><><2,1,1,3,3,1,1,2,1,2,1,3,1,3,1,2,1,1,2,3,1,1,3,2,1,2,3,1,1,3,2,12. 列出二维表3.18所表示的多元关系中所有5元组。
假设不增加新的5元组,找出二维表3.18所有的主键码。
表3.18 航班信息航空公司 航班 登机口 目的地 起飞时间 Nadir 112 34 底特律 08:10 Acme 221 22 丹佛 08:17 Acme 122 33 安克雷奇 08:22 Acme 323 34 檀香山 08:30 Nadir 199 13 底特律 08:47 Acme 222 22 丹佛 09:10 Nadir 32234底特律09:44解 略3. 当施用投影运算5,3,2π到有序5元组><d c b a ,,,时你能得到什么?解 略4. 哪个投影运算用于除去一个6元组的第一、第二和第四个分量? 解 略5. 给出分别施用投影运算4,2,1π和选择运算Nadir 航空公司=σ到二维表3.18以后得到的表。
解对航班信息二维表进行投影运算5,3,2π后得到的二维表航班 登机口 起飞时间 112 34 08:10 221 22 08:17 122 33 08:22 323 34 08:30 199 13 08:47 222 22 09:10 3223409:44对航班信息二维表进行选择运算Nadir 航空公司= 后得到的二维表航空公司 航班 登机口 目的地 起飞时间 Nadir 112 34 底特律 08:10 Nadir 199 13 底特律 08:47 Nadir 32234底特律09:446. 把连接运算3J 用到5元组二维表和8元组二维表后所得二维表中有序多元组有多少个分量?解 略7. 构造把连接运算2J 用到二维表3.19和二维表3.20所得到的二维表。
一、1.(1 3 2)(4 5);2.不一定。
因为无限循环群恰有两个生成元;3.一定;4.B;5.C;6.D;7.一共两个子群,一个是{0},一个是A;8.偶置换,奇置换;9.A={1,2,4,5,20},关系是整除;10.B;二、1.x8-x4+1;2.4Z;3.商式:2x4+ x3 + 2x2+ 4x+2;余式:2;4.{I,(1 3)},{(1 2),(1 3 2)},{(2 3),(1 2 3)}5.0的周期是1;1的周期是6;2的周期是3;3的周期是2;4的周期是3;5的周期是6。
三、证明:如果它可约必为一次式与四次及以下因式乘积或二次式与三次及以下因式乘积的形式。
(1)在R2上3x5+5x2+1是x5+x2+1,而f(0)=f(1)=10,所以它在R2上无一次质因式;(2)在R2上的二次质因式只有x2+x+1,而x5+x2+1=x2(x+1)(x2+x+1)+1,所以它在R2上也无二次质因式,因此它在R2上不可约,从而在R0上不可约。
四、1)由C的定义知C?G2)设(G,*)的单位元为e,则有e A和e B,所以e=e*e C;3)任取x, y C,令x=a1*b1, y=a2*b2,则x*y= (a1*b1)*(a2*b2),因为*满足结合律和交换律,所以有x*y= (a1* a2)*( b1*b2) C,故*在C上是封闭的。
4)任取c C,令x=a*b,则x-1=(a*b)-1= b-1*a-1= a-1*b-1C,故C中每个元素都有逆元素。
因此结论成立。
五、显然X 非空,如(0,0)属于X根据运算的定义,在X上封闭,且满足交换律与结合律,(X, )的单位元是(0,0),任取(a,b) X,(a,b)的负元是(-a,-b)。
所以(X, )是交换群。
运算在X上封闭,且满足结合律,所以(X, )是半群。
任取(a1,b1),(a2,b2) ,(a3,b3) X,有(a1,b1) ((a2,b2) (a3,b3))=(a1a2+a1a3,b1b2+b1b3)((a1,b1) (a2,b2)) ((a1,b1) (a3,b3))= (a1a2+a1a3,b1b2+b1b3),再根据和满足交第 1 页共 2 页。
习题与解答1. 将下列命题符号化:(1) 所有的火车都比某些汽车快。
(2) 任何金属都可以溶解在某种液体中。
(3) 至少有一种金属可以溶解在所有液体中。
(4) 每个人都有自己喜欢的职业。
(5) 有些职业是所有的人都喜欢的。
解 (1) 取论域为所有交通工具的集合。
令x x T :)(是火车, x x C :)(是汽车, x y x F :),(比y 跑得快。
“所有的火车都比某些汽车快”可以符号化为))),()(()((y x F y C y x T x ∧∃→∀。
(2) 取论域为所有物质的集合。
令x x M :)(是金属, x x L :)(是液体, x y x D :),(可以溶解在y 中。
“任何金属都可以溶解在某种液体中” 可以符号化为))),()(()((y x D y L y x M x ∧∃→∀。
(3) 论域和谓词与(2)同。
“至少有一种金属可以溶解在所有液体中” 可以符号化为))),()(()((y x D y L y x M x →∀∧∃。
(4) 取论域为所有事物的集合。
令x x M :)(是人, x x J :)(是职业, x y x L :),(喜欢y 。
“每个人都有自己喜欢的职业” 可以符号化为))),()(()((y x L y J y x M x ∧∃→∀(5)论域和谓词与(4)同。
“有些职业是所有的人都喜欢的”可以符号化为))),()(()((x y L y M y x J x →∀∧∃。
2. 取论域为正整数集,用函数+(加法),•(乘法)和谓词<,=将下列命题符号化:(1) 没有既是奇数,又是偶数的正整数。
(2) 任何两个正整数都有最小公倍数。
(3) 没有最大的素数。
(4) 并非所有的素数都不是偶数。
解 先引进一些谓词如下:x y x D :),(能被y 整除,),(y x D 可表示为)(x y v v =•∃。
x x J :)(是奇数,)(x J 可表示为)2(x v v =•⌝∃。
1-1.都是命题:1-2设P:明天天气晴朗Q:我们就去郊游则P →Q:如果明天天气晴朗,我们就去郊游1-3根据真值表求公式P → (P∧(Q →R ))的主析取范式。
解表1.15 例1.42真值表则P → (P∧(Q →R )) ⇔ (﹁P∧Q∧R )∨(﹁P∧Q∧﹁R )∨(﹁P∧﹁Q∧R )∨⌝(﹁P∧Q∧﹁R )∨(P∧﹁Q∧R )∨(P∧﹁Q∧﹁R )∨(P∧Q∧R ) ■由于任意一组命题变元P1, P2, …, P n的真值指派和它的极小项之间是一一对应的,故可以对极小项进行编码。
首先需要规定变元在极小项中的排列次序,假设为P1, P2, …, P n,用m表示极小项,若P i出现在极小项中,则编码的第i个位置上的值为1,否则为0。
比如变元P, Q, R(规定次序为P, Q, R)的极小项P∧﹁Q∧﹁R的编码为100,将此极小项记为m100。
若将编码看作是一个二进制数,又可将例中的极小项记为m4。
用此方法,可以简写所求得的给定公式的主析取范式。
P → (P∧(Q →R )) ⇔m0∨m1∨m2∨m3∨m4∨m5∨m7(规定P, Q, R的次序为P, Q, R)公式P → (P∧(Q →R ))的主析取范式。
解P → (P∧(Q →R ))⇔﹁P∨(P∧(﹁Q∨R ))⇔ (﹁P∨P)∧(﹁P∨﹁Q∨R)⇔ (﹁P∨﹁Q∨R )⇔ (﹁P∨﹁Q∨R )1-4试证明(﹁P →Q )∧(P →R )∧(﹁Q∨S ) ⇒S∨R。
证明(1)﹁P →Q P(2)﹁Q∨S P(3)Q →S T, (2), E16(4)﹁P →S T, (1), (3), I13(5)﹁S →P T, (4), E18(6)P →R P(7)﹁S →R T, (5),(6), I13(8)﹁﹁S∨R T, (7),E16(9)S∨R T, (8), E11-5如果迈克有电冰箱,则或者他卖了洗衣机,或者他向别人借了钱。
《离散数学》习题一参考答案第一节 集合的基数1.证明两个可数集的并是可数集。
证明:设A ,B 是两可数集,},,,,,{321 n a a a a A =,},,,,,{321 n b b b b B = ⎪⎩⎪⎨⎧-→j b i a N B A f j i 212: ,f 是一一对应关系,所以|A ∪B|=|N|=0ℵ。
2.证明有限可数集的并是可数集证:设k A A A A 321,,是有限个可数集,k i a a a a A in i i i i ,,3,2,1),,,,,(321 ==⎪⎩⎪⎨⎧+-→==i k j a N A A f ij k i i )1(:1,f 是一一对应关系,所以|A|=| k i i A 1=|=|N|=0ℵ。
3.证明可数个可数集的并是可数集。
证:设 k A A A A 321,,是无限个可数集, ,3,2,1),,,,,(321==i a a a a A in i i i i⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-+-+→=∞=i j i j i a N A A f ij i i )2)(1(21:1 , 所以f 是一一对应关系,所以|A|=| ∞=1i i A |=|N|=0ℵ。
4.证明整系数多项式所构成的集合是可数集。
证明:设整系数n 次多项式的全体记为}|{1110Z a a x a x a x a A i n n n n n ∈++++=--则整系数多项式所构成的集合 ∞==1N n A A ;由于k x 的系数k a 是整数,那么所有k x 的系数的全体所构成的集合是可数集,由习题2“有限个可数集的并是可数集”可得n A 是可数集,再又习题4“可数个可数集的并是可数集”得出整系数多项式所构成的集合 ∞==1N n A A 也是可数集。
5.证明不存在与自己的真子集等势的有限集合.证明:设集合A 是有限集,则|A|=n ,若B 是A 的真子集,则|B|≤|A|=n ,A-B ≠φ,即|A-B|=|A|-|AB|>0;又A=(A-B )∪B ,(A-B )B=φ,所以,,就是|A|>|B|,即得结论。
离散数学答案屈婉玲版第二版高等教育出版社课后答案第一章部分课后习题参考答案16 设p、q的真值为0;r、s的真值为1,求下列各命题公式的真值。
(1)p∨(q∧r)⇔0∨(0∧1) ⇔0(2)(p↔r)∧(﹁q∨s) ⇔(0↔1)∧(1∨1) ⇔0∧1⇔0.(3)(⌝p∧⌝q∧r)↔(p∧q∧﹁r) ⇔(1∧1∧1)↔ (0∧0∧0)⇔0(4)(⌝r∧s)→(p∧⌝q) ⇔(0∧1)→(1∧0) ⇔0→0⇔117.判断下面一段论述是否为真:“π是无理数。
并且,如果3是无理数,则2也是无理数。
另外6能被2整除,6才能被4整除。
”答:p: π是无理数 1q: 3是无理数0r: 2是无理数 1s:6能被2整除 1t: 6能被4整除0命题符号化为:p∧(q→r)∧(t→s)的真值为1,所以这一段的论述为真。
19.用真值表判断下列公式的类型:(4)(p→q) →(⌝q→⌝p)(5)(p∧r) ↔(⌝p∧⌝q)(6)((p→q) ∧(q→r)) →(p→r)答:(4)p q p→q ⌝q ⌝p ⌝q→⌝p (p→q)→(⌝q→⌝p)0 0 1 1 1 1 10 1 1 0 1 1 11 0 0 1 0 0 11 1 1 0 0 1 1所以公式类型为永真式(5)公式类型为可满足式(方法如上例)(6)公式类型为永真式(方法如上例)第二章部分课后习题参考答案3.用等值演算法判断下列公式的类型,对不是重言式的可满足式,再用真值表法求出成真赋值.(1) ⌝(p∧q→q)(2)(p→(p∨q))∨(p→r)(3)(p∨q)→(p∧r)答:(2)(p→(p∨q))∨(p→r)⇔(⌝p∨(p∨q))∨(⌝p∨r)⇔⌝p∨p∨q∨r⇔1所以公式类型为永真式(3)P q r p∨q p∧r (p∨q)→(p∧r)0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 10 1 0 1 0 00 1 1 1 0 01 0 0 1 0 01 0 1 1 1 11 1 0 1 0 01 1 1 1 1 1所以公式类型为可满足式4.用等值演算法证明下面等值式:(2)(p→q)∧(p→r)⇔(p→(q∧r))(4)(p∧⌝q)∨(⌝p∧q)⇔(p∨q) ∧⌝(p∧q)证明(2)(p→q)∧(p→r)⇔ (⌝p∨q)∧(⌝p∨r)⇔⌝p∨(q∧r))⇔p→(q∧r)(4)(p∧⌝q)∨(⌝p∧q)⇔(p∨(⌝p∧q)) ∧(⌝q∨(⌝p∧q)⇔(p∨⌝p)∧(p∨q)∧(⌝q∨⌝p) ∧(⌝q∨q)⇔1∧(p∨q)∧⌝(p∧q)∧1⇔(p∨q)∧⌝(p∧q)5.求下列公式的主析取范式与主合取范式,并求成真赋值(1)(⌝p→q)→(⌝q∨p)(2)⌝(p→q)∧q∧r(3)(p∨(q∧r))→(p∨q∨r)解:(1)主析取范式(⌝p →q)→(⌝q ∨p)⇔⌝(p ∨q)∨(⌝q ∨p)⇔(⌝p ∧⌝q)∨(⌝q ∨p)⇔ (⌝p ∧⌝q)∨(⌝q ∧p)∨(⌝q ∧⌝p)∨(p ∧q)∨(p ∧⌝q)⇔ (⌝p ∧⌝q)∨(p ∧⌝q)∨(p ∧q)⇔320m m m ∨∨⇔∑(0,2,3)主合取范式:(⌝p →q)→(⌝q ∨p)⇔⌝(p ∨q)∨(⌝q ∨p)⇔(⌝p ∧⌝q)∨(⌝q ∨p)⇔(⌝p ∨(⌝q ∨p))∧(⌝q ∨(⌝q ∨p))⇔1∧(p ∨⌝q)⇔(p ∨⌝q) ⇔ M 1⇔∏(1)(2) 主合取范式为:⌝(p →q)∧q ∧r ⇔⌝(⌝p ∨q)∧q ∧r⇔(p ∧⌝q)∧q ∧r ⇔0所以该式为矛盾式.主合取范式为∏(0,1,2,3,4,5,6,7)矛盾式的主析取范式为 0(3)主合取范式为:(p ∨(q ∧r))→(p ∨q ∨r)⇔⌝(p ∨(q ∧r))→(p ∨q ∨r)⇔(⌝p ∧(⌝q ∨⌝r))∨(p ∨q ∨r)⇔(⌝p ∨(p ∨q ∨r))∧((⌝q ∨⌝r))∨(p ∨q ∨r))⇔1∧1⇔1所以该式为永真式.永真式的主合取范式为 1主析取范式为∑(0,1,2,3,4,5,6,7)第三章部分课后习题参考答案14. 在自然推理系统P中构造下面推理的证明:(2)前提:p→q,⌝(q∧r),r结论:⌝p(4)前提:q→p,q↔s,s↔t,t∧r结论:p∧q证明:(2)①⌝(q∧r) 前提引入②⌝q∨⌝r ①置换③q→⌝r ②蕴含等值式④r 前提引入⑤⌝q ③④拒取式⑥p→q 前提引入⑦¬p(3)⑤⑥拒取式证明(4):①t∧r 前提引入②t ①化简律③q↔s 前提引入④s↔t 前提引入⑤q↔t ③④等价三段论⑥(q→t)∧(t→q) ⑤置换⑦(q→t)⑥化简⑧q ②⑥假言推理⑨q→p 前提引入⑩p ⑧⑨假言推理(11)p∧q ⑧⑩合取15在自然推理系统P中用附加前提法证明下面各推理:(1)前提:p→(q→r),s→p,q结论:s→r证明①s 附加前提引入②s→p 前提引入③p ①②假言推理④p→(q→r) 前提引入⑤q→r ③④假言推理⑥q 前提引入⑦r ⑤⑥假言推理16在自然推理系统P中用归谬法证明下面各推理:(1)前提:p→⌝q,⌝r∨q,r∧⌝s结论:⌝p证明:①p 结论的否定引入②p→﹁q 前提引入③﹁q ①②假言推理④¬r∨q 前提引入⑤¬r ④化简律⑥r∧¬s 前提引入⑦r ⑥化简律⑧r∧﹁r ⑤⑦合取由于最后一步r∧﹁r 是矛盾式,所以推理正确.第四章部分课后习题参考答案3. 在一阶逻辑中将下面将下面命题符号化,并分别讨论个体域限制为(a),(b)条件时命题的真值:(1) 对于任意x,均有2=(x+)(x).(2) 存在x,使得x+5=9.其中(a)个体域为自然数集合.(b)个体域为实数集合.解:F(x): 2=(x+)(x).G(x): x+5=9.(1)在两个个体域中都解释为)∀,在(a)中为假命题,在(b)中为真命题。
离散数学复习题二一、简要回答下列问题:1.请给出⌝P,P∧Q,P∨Q的真值表。
2.请给出公式蕴涵的定义。
举一个例子。
3.请给出命题∀xG(x)的真值规定。
4.什么是谓词逻辑公式的解释?5.叙述谓词逻辑公式G与它的Skolem范式之间的区别与联系。
6.什么是图的关联矩阵?7.什么是简单路?举一例。
8.什么是有向树?举一例9.设G为整数加群,H为5的所有倍数组成的加法群,给出H的所有陪集。
二、判断下列公式是恒真?恒假?可满足?a) (P→(Q∧R))∧(⌝P→(⌝Q∧⌝R));b) P→(P∧(Q→P));c) (Q→P)∧(⌝P∧Q);d) (⌝P∨⌝Q)→(P↔⌝Q)。
三、指出下列公式哪些是恒真的哪些是恒假的:(1)P∧(P→ Q)→Q(2)(P→ Q)→(⌝P∨Q)(3)(P→ Q)∧(Q→R)→(P→ R )(4)(P↔ Q)↔(P∧ Q∨⌝P∧⌝ Q)四、给P和Q指派真值1,给R和S指派真值0,求出下面命题的真值:a) (P∧(Q∧R))∨⌝((P∨Q)∧(R∨S))b) (⌝(P∧Q)∨⌝R)∨(((⌝P∧Q)∨⌝R)∧S)c) (⌝(P∧Q)∨⌝R)∨((Q↔⌝P)→(R∨⌝S))d) (P∨(Q→(R∧⌝P)))↔(Q∨⌝S)五、证明:连通图中任意两条最长的简单路必有公共点。
离散数学复习题二答案一、简要回答下列问题:1.请给出⌝P,P∧Q,P∨Q的真值表。
P Q ⌝P P∧Q P∨Q0 1 1 0 11 0 0 0 11 1 0 1 10 0 1 0 02.请给出公式蕴涵的定义。
举一个例子。
答:设G,H是两个公式,如果解释I满足G,I也满足S,称G蕴涵H。
例如:P∧Q蕴涵P。
3.请给出命题∀xG(x)的真值规定。
答:∀xG(x)取1值⇔对任意x∈D,G(x)都取1值;∀xG(x)取0值⇔有一个x0∈D,使G(x0)取0值。
4.什么是谓词逻辑公式的解释?答:词逻辑中公式G的一个解释I,是由非空区域D和对G中常量符号,函数符号,谓词符号以下列规则进行的一组指定组成:1. 对每个常量符号,指定D中一个元素;2. 对每个n元函数符号,指定一个函数,即指定D n到D的一个映射;3. 对每个n元谓词符号,指定一个谓词,即指定D n到{0,1}的一个映射。
离散数学习题答案之羊若含玉创作习题一及答案:(P14-15) 14、将下列命题符号化: (5)李辛与李末是兄弟解:设p :李辛与李末是兄弟,则命题符号化的成果是p (6)王强与刘威都学过法语解:设p :王强学过法语;q :刘威学过法语;则命题符号化的成果是p q ∧(9)只有天下大雨,他才乘班车上班解:设p :天下大雨;q :他乘班车上班;则命题符号化的成果是q p → (11)下雪路滑,他迟到了解:设p :下雪;q :路滑;r :他迟到了;则命题符号化的成果是()p q r ∧→15、设p :2+3=5. q :大熊猫产在中国. r :太阳从西方升起. 求下列复合命题的真值: (4)()(())p q r p q r ∧∧⌝↔⌝∨⌝→ 解:p=1,q=1,r=0,()(110)1p q r ∧∧⌝⇔∧∧⌝⇔,19、用真值表断定下列公式的类型: (2)()p p q →⌝→⌝解:列出公式的真值表,如下所示:由真值表可以看出公式有3个成真赋值,故公式是非重言式的可知足式. 20、求下列公式的成真赋值: (4)()p q q ⌝∨→解:因为该公式是一个蕴含式,所以首先剖析它的成假赋值,成假赋值的条件是:所以公式的成真赋值有:01,10,11. 习题二及答案:(P38)5、求下列公式的主析取范式,并求成真赋值: (2)()()p q q r ⌝→∧∧解:原式()p q q r ⇔∨∧∧q r ⇔∧()p p q r ⇔⌝∨∧∧()()p q r p q r ⇔⌝∧∧∨∧∧37m m ⇔∨,此即公式的主析取范式,所以成真赋值为011,111.*6、求下列公式的主合取范式,并求成假赋值: (2)()()p q p r ∧∨⌝∨解:原式()()p p r p q r ⇔∨⌝∨∧⌝∨∨()p q r ⇔⌝∨∨4M ⇔,此即公式的主合取范式,所以成假赋值为100.7、求下列公式的主析取范式,再用主析取范式求主合取范式: (1)()p q r ∧∨解:原式()(()())p q r r p p q q r ⇔∧∧⌝∨∨⌝∨∧⌝∨∧13567m m m m m ⇔∨∨∨∨,此即主析取范式.主析取范式中没出现的极小项为0m ,2m ,4m ,所以主合取范式中含有三个极大项0M ,2M ,4M ,故原式的主合取范式024M M M ⇔∧∧. 9、用真值表法求下面公式的主析取范式: (1)()()p q p r ∨∨⌝∧ 解:公式的真值表如下:由真值表可以看出成真赋值的情况有7种,此7种成真赋值所对应的极小项的析取即为主析取范式,故主析取范式1234567m m m m m m m ⇔∨∨∨∨∨∨ 习题三及答案:(P52-54)11、填充下面推理证明中没有写出的推理规矩. 前提:,,,p q q r r s p ⌝∨⌝∨→ 结论:s 证明:① p 前提引入 ②p q ⌝∨ 前提引入 ③ q ①②析取三段论 ④q r ⌝∨ 前提引入⑤ r ③④析取三段论⑥r s→前提引入⑦ s ⑤⑥假言推理15、在自然推理系统P中用附加前提法证明下面推理:(2)前提:()(),()∨→∧∨→p q r s s t u结论:p u→证明:用附加前提证明法.① p 附加前提引入②p q∨①附加③()()∨→∧前提引入p q r s④r s∧②③假言推理⑤s④化简⑥s t∨⑤附加⑦()∨→前提引入s t u⑧ u ⑥⑦假言推理故推理正确.16、在自然推理系统P中用归谬法证明下面推理:(1)前提:p q∧⌝⌝∨,r s→⌝,r q结论:p⌝证明:用归谬法① p 结论的否认引入②p q→⌝前提引入④r q⌝∨前提引入⑤r⌝③④析取三段论⑥r s∧⌝前提引入⑦ r ⑥化简⑧r r∧⌝⑤⑦合取由于0∧⌝⇒,所以推理正确.r r17、在自然推理系统P中结构下面推理的证明:只要A曾到过受害者房间并且11点以前没分开,A就是谋杀嫌犯.A曾到过受害者房间.如果A在11点以前分开,看门人会看见他.看门人没有看见他.所以,A是谋杀嫌犯.解:设p:A到过受害者房间,q:A在11点以前分开,r:A是谋杀嫌犯,s:看门人看见过A.则前提:()∧⌝→,p,q sp q r→,s⌝结论:r证明:①q s→前提引入②s⌝前提引入③q⌝①②拒取式④p前提引入⑤p q∧⌝③④合取引入⑥()∧⌝→前提引入p q r习题四及答案:(P65-67)5、在一阶逻辑中将下列命题符号化: (2)有的火车比有的汽车快.解:设F(x):x 是火车,G(y):y 是汽车,H(x,y):x 比y 快;则命题符号化的成果是:(3)不存在比所有火车都快的汽车. 解:办法一:设F(x):x 是汽车,G(y):y 是火车,H(x,y):x 比y 快;则命题符号化的成果是:(()(()(,)))x F x y G y H x y ⌝∃∧∀→或(()(()(,)))x F x y G y H x y ∀→∃∧⌝办法二:设F(x):x 是火车,G(y):y 是汽车,H(x,y):x 比y 快;则命题符号化的成果是:(()(()(,)))x G x y F y H x y ⌝∃∧∀→或(()(()(,)))x y G x F y H x y ⌝∃∀∧→9、给定说明I 如下: (a) 个别域为实数聚集R. (b) 特定元素0a -=.(c) 函数(,),,f x y x y x y R -=-∈.(d) 谓词(,):,(,):,,F x y x y G x y x y x y R --=<∈.给出以下公式在I 下的说明,并指出它们的真值: (2)(((,),)(,))x y F f x y a G x y ∀∀→解:说明是:(0)x y x y x y ∀∀-=→<,寄义是:对于任意的实数x ,y ,若x-y=0则x<y.该公式在I 说明下的真值为假.14、证明下面公式既不是永真式也不是抵触式: (1)(()(()(,)))x F x y G y H x y ∀→∃∧解:取说明I 如下:个别域为全总个别域,()F x :x是兔子,()G y :y 是乌龟,(,)H x y :x 比y 跑得快,则该公式在说明I 下真值是1;取说明'I 如下:(,)H x y :x 比y 跑得慢,其它同上,则该公式在说明'I 下真值是0;故公式(1)既不是永真式也不是抵触式.此题答案不唯一,只要证明公式既不是永真式也不是抵触式的每个说明合理即可.习题五及答案:(P79-81) 5、给定说明I 如下: (a) 个别域D={3,4}(b) ():(3)4,(4)3f x f f ---==(c) (,):(3,3)(4,4)0,(3,4)(4,3)1F x y F F F F -----==== 试求下列公式在I 下的真值: (1) (,)x yF x y ∀∃解:办法一:先消去存在量词15、在自然推理系统N ξ中,结构下面推理的证明:(3)前提:(()())⌝∃xG xx F x G x∀∨,()结论:()∃xF x证明:①()⌝∃前提引入xG x②()∀⌝①置换x G x③()⌝②UI规矩G c④(()())∀∨前提引入x F x G x⑤()()F cG c∨④UI规矩⑥()F c③⑤析取三段论⑦()∃⑥EG规矩xF x*22、在自然推理系统N中,结构下面推理的证明:ξ(2)凡大学生都是勤奋的.王晓山不勤奋.所以王晓山不是大学生.解:设F(x):x为大学生,G(x):x是勤奋的,c:王晓山则前提:(()())⌝G cx F x G x∀→,()结论:()⌝F c证明:①(()())∀→前提引入x F x G x②()()→①UI规矩F cG c③()⌝前提引入G c④()⌝②③拒取式F c25、在自然推理系统N中,结构下面推理的证明:ξ每个科学工作者都是耐劳钻研的,每个耐劳钻研而又聪明的人在他的事业中都将获得成功.王大海是科学工作者,并且是聪明的.所以,王大海在他的事业中将获得成功.(个别域为人类聚集)解:设F(x):x 是科学工作者,G(x):x 是耐劳钻研的,H(x):x 是聪明的,I(x):x 在他的事业中获得成功,c :王大海 则前提:(()())x F x G x ∀→,(()()())x G x H x I x ∀∧→,()()F c H c ∧ 结论:()I c 证明:①()()F c H c ∧前提引入 ②()F c ①化简 ③()H c ①化简④(()())x F x G x ∀→前提引入 ⑤()()F c G c →④UI 规矩 ⑥()G c ②⑤假言推理 ⑦()()G c H c ∧③⑥合取引入 ⑧(()()())x G x H x I x ∀∧→ 前提引入 ⑨()()()G c H c I c ∧→⑧UI 规矩 ⑩()I c ⑦⑨假言推理 习题六及答案(P99-100) 28、化简下述聚集公式:(3)(())(())(())(())A B C A B C A B C A B C --⋃-⋂⋃⋂-⋂⋂ 解:(())(())(())(())A B C A B C A B C A B C --⋃-⋂⋃⋂-⋂⋂30、设A,B,C 代表任意聚集,试断定下面命题的真假.如果为真,给出证明;如果为假,给出反例. (6)()A B A B ⋃-=解:该命题为假,()A B A B A ⋃-=-,如果B A ⋂=∅,则B A B -=,不然B A B -≠,故B A B -=为假.举反例如下:{1,2},{1,3},A B ==则(){3}A B A B ⋃-=≠. (8)A B A C B C ⋃=⋃⇒=解:该命题为假,举反例如下:如果B ,C 都是A 的子集,则A B A C ⋃=⋃一定成立,但B C =不一定成立,例如:{1,2}A =,{1}B =,{2}C =,则A B A C A ⋃=⋃=,但B C ≠.33、证明聚集恒等式: (1)()A B A B A ⋂⋃=⋂证明:()A B A ⋂⋃A B =⋂B A =⋂习题七及答案:(P132-135)26 设{}1,2,3,4,5,6A =,R 为A 上的关系,R 的关系图如图7.13所示: (1)求23,R R 的聚集表达式;(2)求r(R), s(R), t(R)的聚集表达式. 解:(1)由R 的关系图可得{}1,5,2,5,,3,3,4,5R =所以{}23,1,3,3,R R R =︒=,{323,1,3,3,3,5RR R =︒=,可得{}3,1,3,3,,n>=2n R =当;(2){A r(R)=RI 1,5,2,5,3,1,3,3,4,5,1,1,2,2,4,4,5,5,6,6=,41、设A={1,2,3,4},R 为A A⨯上的二元关系,,,,a b c d A A ∀<><>∈⨯,,,a b R c d a b c d <><>⇔+=+(1)证明R 为等价关系;(2)求R 导出的划分.(1)只需证明R 具有自反性、对称性和传递性即可,证明进程如下: (a )任取,a b A A ∀<>∈⨯,有a b a b +=+,,,a b R a b ∴<><>,所以R 具有自反性;(b )任取,,,a b c d A A ∀<><>∈⨯,若,,a b R c d <><>,则有a b c d +=+,c d a b ∴+=+,,,c d R a b ∴<><>,所以R 具有对称性; (c )任取,,,,,a b c d e f A A ∀<><><>∈⨯,若,,a b R c d <><>且,,c d R e f <><>, 则有a b c d +=+且c d e f +=+,a b e f ∴+=+,,,a b R e f ∴<><>,所以R 具有传递性,综合(a )(b )(c )可知:R 为聚集A A ⨯上的等价关系;(2)先求出聚集A A ⨯的成果:再分离求聚集A A ⨯各元素的等价类,成果如下:[4,4]{4,4}R <>=<>.等价关系R 导出的划分就是聚集A 关于R 的商集/A R ,而聚集A 关于R 的商集/A R 是由R 的所有等价类作为元素组成的聚集,所以等价关系R 导出的划分是:46、分离画出下列各偏序集,A R ≤的哈斯图,并找出A 的极大元、极小元、最大元和最小元.(1){A ,,,,,,,,,,,,,I R a d a c a b a e b e c e d e ≤=解:哈斯图如下:A 的极大元为e 、f ,极小元为a 、f ;A 的最大元和最小元都不存在.*22、给定{}1,2,3,4A =,A 上的关系{}1,3,1,4,2,3,2,4,3,4R =,试(1)画出R 的关系图;(2)说明R 的性质.解:(1●●●●(2R 是反自反的,不是自反的;R 的关系图中任意两个极点如果有边的都是单向边,故R 是否决称的,不是对称的;R 的关系图中没有产生极点x 到极点y 有边、极点y 到极点z 有边,但极点x 到极点z 没有边的情况,故R 是传递的.*48、设,B,S A R 和为偏序集,在聚集A B ⨯上界说关系T 如下:证明T 为A B ⨯上的偏序关系.证明:(1)自反性:(2)否决称性:(3)传递性:综合(1)(2)(3)知T 具有自反性、否决称性和传递性,故T 为A B ⨯上的偏序关系.习题九及答案:(P179-180)8、(1)S *运算在上是否可交换、可结合?是否为幂等的?(2)S *运算是否有单位元、零元?如果有,请指出,并求出中所有可逆元素的逆元. 解:(1)(2)11、{}S 12S ?=***设,,...,10,问下面的运算能否与构成代数系统,如果能构成代数系统则说明运算是否满足交换律、结合律,并求运算的单位元和零元。
离散数学习题答案习题一及答案:(P14-15)14、将下列命题符号化:(5)李辛与李末是兄弟解:设p:李辛与李末是兄弟,则命题符号化的结果是p (6)王强与刘威都学过法语p q解:设p:王强学过法语;q:刘威学过法语;则命题符号化的结果是(9)只有天下大雨,他才乘班车上班q p解:设p:天下大雨;q:他乘班车上班;则命题符号化的结果是(11)下雪路滑,他迟到了解:设p:下雪;q:路滑;r:他迟到了;则命题符号化的结果是(p q)r15、设p:2+3=5.q:大熊猫产在中国.r:太阳从西方升起.求下列复合命题的真值:(p q r)((p q)r)(4)解:p=1,q=1,r=0,(p q r)(110)1,((p q)r)((11)0)(00)1 (p q r)((p q)r)11119、用真值表判断下列公式的类型:(p p)q(2)解:列出公式的真值表,如下所示:p p qq(p p)(p p)q0 0 1 1 1 10 1 1 0 1 01 0 0 1 0 11 1 0 0 0 1由真值表可以看出公式有3个成真赋值,故公式是非重言式的可满足式。
20、求下列公式的成真赋值:(4)(p q)q解:因为该公式是一个蕴含式,所以首先分析它的成假赋值,成假赋值的条件是:p0(p q) 1q0q0成真赋值有:01,10,11。
所以公式的习题二及答案:(P38)5、求下列公式的主析取范式,并求成真赋值:(2)(p q)(q r)解:原式(p q)q r(p p)q rq r,此即公式的主析取范式,m m(p q r)(p q r)37所以成真赋值为011,111。
*6、求下列公式的主合取范式,并求成假赋值:(2)(p q)(p r)解:原式,此即公式的主合取范式,M(p p r)(p q r)(p q r)4所以成假赋值为100。
7、求下列公式的主析取范式,再用主析取范式求主合取范式:(1)(p q)r解:原式p q(r r)((p p)(q q)r)(p q r)(p q)r(p q)r(p q)r(p q)r(pq r(p q r)(p q)r(p q)r(pq)r(pq r,此即主析取范式。
离散数学课后习题答案1. 第一章习题答案1.1 习题一答案1.1.1 习题一.1 答案根据题意,设集合A和B如下:Set A and BSet A and B在此情况下,我们可以得出以下结论:•A的幂集为{ {}, {a}, {b}, {a, b} };•B的幂集为{ {}, {1}, {2}, {3}, {1, 2}, {1, 3}, {2, 3}, {1, 2, 3} };•A和B的笛卡尔积为{ (a, 1), (a, 2), (a, 3), (b, 1), (b, 2), (b, 3) }。
因此,习题一.1的答案为:•A的幂集为{ {}, {a}, {b}, {a, b} };•B的幂集为{ {}, {1}, {2}, {3}, {1, 2}, {1, 3}, {2, 3}, {1, 2, 3} };•A和B的笛卡尔积为{ (a, 1), (a, 2), (a, 3), (b, 1), (b,2), (b, 3) }。
1.1.2 习题一.2 答案根据题意,集合A和B如下所示:Set A and BSet A and B根据集合的定义,习题一.2要求我们判断以下命题的真假性:a)$A \\cap B = \\{ 2, 3 \\}$b)$\\emptyset \\in B$c)$A \\times B = \\{ (a, 2), (b, 1), (b, 3) \\}$d)$B \\subseteq A$接下来,我们来逐个判断这些命题的真假性。
a)首先计算集合A和B的交集:$A \\cap B = \\{ x\\,|\\, x \\in A \\, \\text{且} \\, x \\in B \\} = \\{ 2, 3 \\}$。
因此,命题a)为真。
b)大家都知道,空集合是任意集合的子集,因此空集合一定属于任意集合的幂集。
根据题意,$\\emptyset \\in B$,因此命题b)为真。
c)计算集合A和B的笛卡尔积:$A \\times B = \\{ (x, y) \\,|\\, x \\in A \\, \\text{且} \\, y \\in B \\} = \\{ (a, 1), (a, 2), (a, 3), (b, 1), (b, 2), (b, 3) \\}$。
CIS 607: Mathematical Basis for ComputingSOLUTIONS OF HOMEWORK 2Homework 2 – Sets, Functions and RelationsDue Date: March 9, 2017In this homework, you will answer the following questions. Prepare a pdf file for your solutions and upload that pdf file into the blackboard system.Q1)a) Find the power set of each of these sets, where a and b are distinct elements.∙{a, b, c}→ PS({a,b,c}) = {∅, {a},{b},{c},{a,b}{a,c},{b,c},{a,b,c}}∙{∅, {∅}}→ PS({∅, {∅}}) = {∅, {∅},{{∅}},{∅,{∅}}}b)Find A3 if∙ A = {a}.→ A3 = {(a, a, a)}∙ A = {0, a}.→ A3 = {(0, 0, 0), (0, 0, a), (0, a, 0), (0, a, a), (a, 0, 0), (a, 0, a), (a, a, 0), (a, a, a)}c) Cardinalities of Cartesian products.∙How many different elements does A × B have if A has m elements and B has n elements?→ mn∙How many different elements does A × B × C have if A has m elements, B has n elements, and C has p elements?→ mnp∙How many different elements does A n have when A has m elements and n is a positive integer?→ m nQ2)a)Let A, B, and C be sets. Show that_________ _ _ _∙ A ∩ B ∩ C = A ∪ B ∪ C→Suppose that x in the left side.x ∉A ∩ B ∩ Cx ∉ A or x ∉ B or x ∉ Cx in the right side.←Suppose that x in the right side.x is not in A, or x is not in B or x is not in C.So, x is not in A ∩ B ∩ CSo, x is the left side.∙(A − B) − C ⊆ A – CSuppose that x ∈ (A − B) − C.Then x is in A−B but not in C.Since x ∈A−B, we know that x ∈ A.Since we have established that x ∈ A but x ∉C, we have proved that x ∈A − C.∙(A − C) ∩ (C − B) = ∅To show that the set given on the left-hand side is empty, it suffices to assume that x is some element in that set and derive a contradiction, thereby showing that no such x exists.So suppose that x ∈(A−C) ∩(C −B).Then x & A − C and x & C − B. The first of these statemen ts implies by definition that x ∉C, while the second implies that x ∈ C.This is impossible, so our proof by contradiction is complete.∙(B − A) ∪(C − A) = (B ∪C) − A.To establish the equality, we need to prove inclusion in both directions.To prove that (B − A)∪(C −A) ⊆(B ∪C) − A, suppose that x ∈(B − A) ∪(C − A).Then either x ∈(B − A) or x ∈(C − A).Without loss of generality, assume the former (the proof in the latter case is exactly parallel.) Then x ∈ B and x ∉A.From the first of these assertions, it follows that x ∈ (B ∪ C).Thus we can conclude that x ∈ (B ∪C) − A, as desired.For the converse, that is, to show that (B ∪C) − A ⊆(B − A) ∪(C − A),So, suppose that x ∈ (B ∪C) − A.This means that x ∈ (B ∪C) and x ∉ A.The first of these assertions tells us that either x ∈ B or x ∈ C.Thus either x ∈B − A or x ∈C − A. In either case, x ∈(B − A) ∪(C − A).b) What can you say about the sets A and B if we know that∙ A ∪ B = A?→ B ⊆ A∙ A ∩ B = A?→ A ⊆ B∙ A − B = A?→ A ∩ B = {}∙ A − B = B − A?→ A = Bc) Find ⋃A i ∞i=1 and ⋂A i ∞i=1if for every positive integer i,∙ A i = {i, i + 1, i + 2, . . .}. →⋃A i ∞i=1 = Z + (the set of positive integers) ⋂A i ∞i=1= ∅∙ A i = {0, i}.→⋃A i ∞i=1 = N (the set of natural numbers) ⋂A i ∞i=1= {0}∙ A i = (0, i), that is, the set of real numbers x with 0 < x < i.→ ⋃A i ∞i=1 = R + (the set of positive real numbers)⋂A i ∞i=1= (0, 1) (the interval of all real numbers between 0 and 1, exclusive)∙ A i = (i,∞), that is, the set of real numbers x with x > i.→ ⋃A i ∞i=1 = (1,∞) (all real numbers greater than 1).) ⋂A i ∞i=1= ∅a)Determine whether each of these functions from Z to Z is one-to-one and/or onto.∙ f (n) = n − 1This is one-to-one. This is onto.∙ f (n) = n2 + 1This is NOT one-to-one. This is NOT onto.∙ f (n) = n3This is one-to-one. This is NOT onto.∙ f (n) = ⌈n/2⌉This is NOT one-to-one. This is onto.b) Give an example of a function from N to N that is∙one-to-one but not onto.f(n) = n + 5∙onto but not one-to-one.f (n) = ⌈n/2⌉∙both onto and one-to-one (but different from the identity function).We let f(n) = n − 1 for even values of n, and f(n) = n + 1 for odd values of n.Thus we have f(1) = 2, f(2) = 1, f(3) = 4, f(4) = 3, and so on. Note that this is just one function, even though its definition used two formulae, depending on the the parity of n.∙neither one-to-one nor onto.f(n) = 5c) Determine whether each of these functions is a bijection from R to R.∙ f (x) = −3x + 4This is a bijection since the inverse function is f−1(x) = (4 − x)/3.∙ f (x) = −3x2 + 7This is NOT a bijection since it is not one-to-one ( f(1) = f(−1) ).∙ f (x) = (x + 1)/(x + 2)This is NOT a bijection since -2 is not in its domain.∙ f (x) = x5 + 1This is a bijection since the inverse function is f−1(x) =a)Let S = {−1, 0, 2, 4, 7}. Find f_image (S) if∙ f (x) = 1.f_image (S) = {1}∙ f (x) = 2x + 1.f_image (S) = {−1, 1, 5, 8, 15}∙ f (x) = ⌈x /5⌉.f_image (S) = {0, 1, 2}∙ f (x)=⌊(x2 + 1)/3⌋.f_image (S) = {0, 1, 5, 16}b) Find f ◦ g and g ◦ f , where f (x) = x2 + 1 and g(x) = x + 2, are functions from R to R.c) Let f (x) = ax + b and g(x) = cx + d, where a, b, c, and d are constants. Determine necessary and sufficient conditions on the constants a, b, c, and d so that f ◦ g = g ◦ f .d) Show that the function f (x) = ax + b from R to R is invertible, where a and b are constants, with a ≠ 0, and find the inverse of f .∙This function is a bijection when a≠0.o when f(y)=ay+b and f(z)=az+b → f(y)=f(z) ; ay+b=az+b → y=z f is one-to-oneo f is also onto since y=(x-b)/a for all y in R.∙f−1(x) = (x-b)/aa) Find the solution to each of these recurrence relations with the given initial conditions. Use an iterative approach.∙a n= −a n−1, a0 = 5∙a n = a n−1− n, a0 = 4a∙a n = 2a n−1− 3, a0= −1∙a n = 2na n−1, a0 = 3b)A person deposits $1000 in an account that yields 9% interest compounded annually.∙Set up a recurrence relation for the amount in the account at the end of n years.∙Find an explicit formula for the amount in the account at the end of n years.∙How much money will the account contain after 100 years?c) An employee joined a company in 2009 with a starting salary of $50,000. Every year this employee receives a raise of $1000 plus 5% of the salary of the previous year.∙Set up a recurrence relation for the salary of this employee n years after 2009.∙What will the salary of this employee be in 2017?∙Find an explicit formula for the salary of this employee n years after 2009.a)Determine whether each of these sets is countable or uncountable. For those that are countably infinite, exhibit a one-to-one correspondence between the set of positive integers and that set.∙integers not divisible by 3∙the real numbers with decimal representations consisting of all 1s∙the real numbers with decimal representations of all 1s or 9s∙This set is countable but a little tricky. We can arrange the numbers in a 2-dimensional table as follows:Thus we have shown that our set is the countable union of countable sets (each of the countable sets is one row of this table). Therefore, the entire set is countable. For an explicit correspondence with the positive integers, we can zigzag along the positive-sloping diagonals 1 ⟷ .1, 2 ⟷ 1.1,3 ⟷ .1,4 ⟷ .11,5 ⟷ 1, and so on.∙This set is not countable. We can prove it by the same diagonalization argument as was used to prove that the set of all reals is uncountable. All we need to do is choose d i = 1 when d ii = 9 andchoose d i = 9 when d ii = 1 or d ii is blank (if the decimal expansion is finite).b) Give an example of two uncountable sets A and B such that A − B is∙finite.∙countably infinite.∙uncountable.a) Determine whether the relation R on the set of all real numbers is reflexive, symmetric, antisymmetric, and/or transitive, where (x, y) ∈ R if and only if∙x + y = 0.∙x = ±y.∙x = 2y.∙xy ≥ 0.b) For each of these relations on the set {1, 2, 3, 4}, decide whether it is reflexive, whether it is symmetric, whether it is antisymmetric, and whether it is transitive.∙{(2, 2), (2, 3), (2, 4), (3, 2), (3, 3), (3, 4)}not reflexive ; not symmetric ; not antisymmetric ; transitive∙{(1, 1), (1, 2), (2, 1), (2, 2), (3, 3), (4, 4)}reflexive ; symmetric ; not antisymmetric ; transitive∙{(2, 4), (4, 2)}not reflexive ; symmetric ; not antisymmetric ; not transitive∙{(1, 2), (2, 3), (3, 4)}not reflexive ; not symmetric ; antisymmetric ; not transitivec) Write all binary relations on the set A={a,b}. Determine which ones are reflexive, symmetric, antisymmetric, transitive and/or functions from A to A.{} not reflexive ; symmetric ; antisymmetric ; transitive ; not function{(a,a)} not reflexive ; symmetric ; antisymmetric ; transitive ; not function{(a,b)} not reflexive ; not symmetric ; antisymmetric ; transitive ; not function{(b,a)} not reflexive ; not symmetric ; antisymmetric ; transitive ; not function{(b,b)} not reflexive ; symmetric ; antisymmetric ; transitive ; not function{(a,a),(a,b)} not reflexive ; not symmetric ; antisymmetric ; transitive ; not function{(a,a),(b,a)} not reflexive ; not symmetric ; antisymmetric ; transitive ; function{(a,a),(b,b)} reflexive ; symmetric ; antisymmetric ; transitive ; function{(a,b),(b,a)} not reflexive ; symmetric ; antisymmetric ; not transitive ; function{(a,b),(b,b)} not reflexive ; not symmetric ; antisymmetric ; transitive ; function{(b,a),(b,b)} not reflexive ; not symmetric ; antisymmetric ; transitive ; not function{(a,a),(a,b),(b,a)} not reflexive ; symmetric ; not antisymmetric ; not transitive ; not function {(a,a),(a,b),(b,b)} reflexive ; not symmetric ; antisymmetric ; transitive ; not function{(a,a),(b,a),(b,b)} reflexive ; not symmetric ; antisymmetric ; transitive ; not function{(a,b),(b,a),(b,b)} not reflexive ; symmetric ; antisymmetric ; not transitive ; not function{(a,a),(a,b),(b,a),(b,b)} reflexive ; symmetric ; not antisymmetric ; transitive ; not functiona) Suppose that R and S are reflexive relations on a set A. Prove or disprove each of these statements.∙R ∪ S is reflexive.∙R ∩ S is reflexive.∙S ◦ R is reflexive.b) Show the following properties on relations∙Show that the relation R on a set A is symmetric if and only if R = R−1, where R−1 is the inverse relation.Let (x,y) ∊ R(y,x) ∊ R since R is symmetric(x,y) and (y,x) ∊ R−1 by definition of inverse relationSo, R=R−1∙Show that the relation R on a set A is antisymmetric if and only if R ∩ R−1 is a subset of the diagonal relation Δ = {(a, a) | a ∈ A}.∙Show that the relation R on a set A is reflexive if and only if the inverse relation R−1 is reflexive.R is reflexive iff ∀x[x∊U ⟶ (x,x) ∊ R]iff ∀x[x∊U ⟶ (x,x) ∊ R-1] by definition of inverse relationR-1 is reflexivea)Which of these relations on the set of all people are equivalence relations? Determine the properties of an equivalence relation that the others lack.∙{(a, b) | a and b are the same age}equivalence relation∙{(a, b) | a and b have the same parents}equivalence relation∙{(a, b) | a and b share a common parent}This is not an equivalence relation, since it need not be transitive. (We assume that biologicalparentage is at issue here, so it is possible for A to be the child of W and X, B to be the child of X and Y, and C to be the child of Y and Z . Then A is related to B, and B is related to C, but A isnot related to C.)∙{(a, b) | a and b speak a common language}This is not an equivalence relation, since it need not be transitive.b)∙Show that the relation R consisting of all pairs (x, y) such that x and y are bit strings of length three or more that agree in their first three bits is an equivalence relation on the set of all bitstrings of length three or more.Transitive equivalence relation∙Let R be the relation on the set of ordered pairs of positive integers such that ((a, b), (c, d)) ∈ R if and only if ad = bc. Show that R is an equivalence relation.Q10)a) Which of these relations on {0, 1, 2, 3} are partial orderings? Determine the properties of a partial ordering that the others lack.∙{(0, 0), (2, 2), (3, 3)}∙{(0, 0), (1, 1), (2, 0), (2, 2), (2, 3), (3, 3)}∙{(0, 0), (1, 1), (1, 2), (2, 2), (3, 1), (3, 3)}∙{(0, 0), (1, 1), (1, 2), (1, 3), (2, 0), (2, 2), (2, 3), (3, 0), (3, 3)}b)Let (S,R) be a poset. Show that (S,R−1) is also a poset, where R−1 is the inverse of R. The poset (S R−1) is called the dual of (S,R).。
离散数学第二版课后答案pdf选择题:1. 以下哪个函数不是单射?A. f(x)=x+1B. f(x)=x²C. f(x)=sin(x)D. f(x)=|x|2. 设 A={1,2,3},B={2,3,4},则A∪B=?A. {1,2,3,4}B. {2,3}C. {1,2,3}D. {1,2,3,4,5}3. 若 5n+1 是完全平方数,则 n 的取值范围是?A. n 是任意自然数B. 1、3、11C. 2、3、7D. 0、2、84. 若 P(A)=0.4,P(B)=0.3,P(AB)=0.1,则P(A∪B)=?A. 0.2B. 0.3C. 0.4D. 0.55. 在一个 10 个点的完全图中,不同颜色的边有红、蓝、绿三色,其中红边有 3 条,蓝边有 2 条,绿边有 5 条,则将这 10 个点分成涂3 种颜色的三部分的方案数为?A. 6552B. 1260C. 3150D. 5040选择题答案:1. C2. D3. B4. A5. C填空题:1. 用 1,2,3,4,5 这 5 个数字,能组成多少个长度为 3 的无重复的数字串?答:602. 已知 a+b=7,a-b=3,则 a²-b²=?答:203. 一个无向图有 8 条边,则它的图的边数有多大范围?答:4≤边数≤284. 在一组含有 5 个正整数的数列中,最大值是最小值的 3 倍,则这5 个数中的最小值不能小于多少?答:55. 若 G 是一个有 n 个点的简单无向图,且 G 不是完全图,则 G 中边的数量最少是多少?答:n填空题答案:1. 602. 203. 4≤边数≤284. 55. n解答题:1. 一张简单无向图 G 有 10 个顶点和 20 条边,证明 G 中至少有 3 个度数为偶数的顶点。
答:设 G 中度数为奇数的点的个数为 x,度数为偶数的点的个数为 y,则 x+y=10,2x+4y=40,化简得 x=2y-10,由于每个点的度数都是偶数或奇数,所以 2x+20-y 是偶数,即 2(2y-10)+20-y=3y-10 是偶数,即 y 是奇数。
第二章 谓词逻辑习题与解答1、 将下列命题符号化:(1) 所有的火车都比某些汽车快。
(2) 任何金属都可以溶解在某种液体中。
(3) 至少有一种金属可以溶解在所有液体中。
(4) 每个人都有自己喜欢的职业。
(5) 有些职业就是所有的人都喜欢的。
解 (1) 取论域为所有交通工具的集合。
令x x T :)(就是火车, x x C :)(就是汽车, x y x F :),(比y 跑得快。
“所有的火车都比某些汽车快”可以符号化为))),()(()((y x F y C y x T x ∧∃→∀。
(2) 取论域为所有物质的集合。
令x x M :)(就是金属, x x L :)(就是液体, x y x D :),(可以溶解在y 中。
“任何金属都可以溶解在某种液体中” 可以符号化为))),()(()((y x D y L y x M x ∧∃→∀。
(3) 论域与谓词与(2)同。
“至少有一种金属可以溶解在所有液体中” 可以符号化为))),()(()((y x D y L y x M x →∀∧∃。
(4) 取论域为所有事物的集合。
令x x M :)(就是人, x x J :)(就是职业, x y x L :),(喜欢y 。
“每个人都有自己喜欢的职业” 可以符号化为))),()(()((y x L y J y x M x ∧∃→∀(5)论域与谓词与(4)同。
“有些职业就是所有的人都喜欢的”可以符号化为))),()(()((x y L y M y x J x →∀∧∃。
2、 取论域为正整数集,用函数+(加法),•(乘法)与谓词<,=将下列命题符号化:(1) 没有既就是奇数,又就是偶数的正整数。
(2) 任何两个正整数都有最小公倍数。
(3) 没有最大的素数。
(4) 并非所有的素数都不就是偶数。
解 先引进一些谓词如下:x y x D :),(能被y 整除,),(y x D 可表示为)(x y v v =•∃。
x x J :)(就是奇数,)(x J 可表示为)2(x v v =•⌝∃。
习题答案(从本章起,习题答案由jhju提供,晓津补充。
如有问题或不同意见,欢迎到分课论坛发表)1、用谓词表达式写出下列命题a)小张不是研究生;解:设A(x):x是研究生;a:小张;|A(a)。
b)他是跳高或篮球运动员;解:设A(x):x是跳高运动员;B(x):x是篮球运动员;a: 他;A(a)∨B(a) 。
c)晓莉非常聪明和能干;解:设 A(x):x非常聪明;B(x):x能干;l: 晓莉;A(l)∧B(l)d)若m是奇数则2m是偶数解:设 A(x): x是奇数B(y):y是偶数m:某数A(m)→ B(2m)2、将下列命题符号化并要分析到个体词及谓词a)长江流经四川省;解:B(x,y):x流经y;a:长江 b:四川省B(a,b)。
个体词:长江、四川省谓词:流经b)这架新式歼击机击沉了那艘老式快艇解:设A(x,y):x击沉了ya:新式歼击机 b:老式快艇A(a,b).个体词:歼击机、快艇谓词:击沉3、用谓词表达式符号化下列命题。
那位戴眼镜穿西服的大学生在看一本英文杂志。
解:设:A(x): x戴眼镜;B(x): x穿西服;C(x): x在看英文杂志;a: 那位大学生A(a)∧B(a)∧C(a)这个表达式的含义就是一个陈述句:那位大学生戴眼镜且那位大学生穿西服且那位大学生在看英文杂志。
个体词是:那位大学生。
谓词有:戴眼镜、穿西服、在看英文杂志。
习题答案(从本章起,习题答案由jhju提供,晓津补充。
如有问题或不同意见,欢迎到分课论坛发表)题号:1 2 3 4 5 61、对下列公式指出约束变元和自由变元,并指明量词的辖域。
a,(x)(P(x)—→Q(x))∧(x)R(x,y);(x)的指导变元是x,其辖域是(P(x)—→Q(x))(x)的指导变元是x,其辖域是R(x,y)对于(x)来说,x是约束出现,y则是自由出现。
b,(x)(y)(P(x)∨Q(y))—→(x)(R(x)∧S(z));(x)和(y)的指导变元是x,y,其辖域是(P(x)∨Q(y))(x)的指导变元是x,其辖域是(R(x)∧S(z))x,y在辖域是约束出现,z则是自由出现(注,教材中本题原来是多一个括号的(或者说少一个),现在jhju将它改成这个样子,请大家仔细在书中找BUG)c,(x)(y)(P(x,y)∧Q(z))(x)(y)的指导变元是x,y,自由变元是z,其辖域是P(x,y)∧Q(z)2、在下列公式中,对约束变元进行换名,对自由变量进行代入。
离散数学习题二参考答案
第二节 容斥原理和抽屉原理
1.从1到500中,有多少数能被3或5整除?只能被3或5整除的数又有多少个 解:设A=“3的倍数”;B=“5的倍数”,则能被3或5整除的个数 N 233]5
3500[]5500[]3500[||||||||=⨯-+=-+==AB B A B A ; 只能被3或5整除的数: M 200]5
3500[2]5500[]3500[||2||||||=⨯-+=-+==AB B A B A 2.(1)一个班级有50名学生,第一次考试有26名得A 等,第二次考试有21名得A ,若两次考试中都没有得A 的有17名,那么两次都得A 的有多少名?
(2)若50名在两次考试中得A 的人数相同,两次中恰有一次得A 的为40名,两次中都没得A 的有4名,那么仅在第一次得A 的有多少名。
解:设A=“第一次考试得A 等”,B=“第二次考试得A 等”,则
(1)|A|=26,|B|=21,17||=⋅B A ,由||50|||| B A B A B A -==, 所以两次都得A 的人数:N=|AB|=50-26-21+17=14(人)
(2)由题意得:40||||||||=-+-AB B AB A ,又||||B A =,所以
20||||=-AB A ,即仅在第一次中得A 的人数M=20||||=-AB A 。
3.在1到3000的整数中,不能被3,5,7中任何一个数整除的有多少个?又有多少个数能被3整除,但不能被5和7整除?
解:设A=“3的倍数”;B=“5的倍数”,C=“7的倍数”,
则不能被3,5,7中任何一个数整除的个数: N=||||||||||||||||||ABC BC AC AB C B A S C B A -+++---=
1371]7532000[]752000[]732000[]532000[]72000[]52000[]32000[2000=⨯⨯-⨯+⨯+⨯+---=(个 能被3整除,但不能被5和7整除的个数M=
686]7
532000[]732000[]532000[]32000[||||||||||=⨯⨯+⨯-⨯-=+--=-ABC AC AB A C B A 4.分母是1986的最简真分数共有多少个?
解:1986=2×3×331,设A=“1986内2的倍数”;B=“1986内3的倍数”;C= “1986内331的倍数”,则
|A ∪B ∪C|=|A|+|B|+|C|-|AB|-|AB|-|BC|+|ABC|=
1325]331
321985[]33131985[]33121985[]321985[]3311985[]31985[]21985[=⨯⨯+⨯-⨯-⨯-++= 所以,分母是1986的最简真分数的个数N=1985-1325=660(个)。
5.50名同学中,爱好美术的占总数的3/5,爱好音乐的比爱好美术的多3名,音乐和美术都不爱好的人数比两项都爱好的人数的1/3还多1名,问对两项都
爱好的同学有多少名?
解:设A=“爱好美术的人”;B=“爱好音乐的人”,则305350||=⨯
=A (人), |B|=|A|+3=33(人),1||3
1||+=AB B A ,又||||||||||AB B A S B A +--=,所以, 50-30-33+|AB|-1=|AB|/3,|AB|=21
答:两项都爱好的同学有21名。
6.证明:在任意m 个相继的整数中,存在一个整数能被m 整除。
证明:任意m 个相继的整数任取两个整数它们的差一定小于m,即差一定不是m 的倍数.(反证)倘若这m 个相继的整数中不存在一个整数是m 的倍数,那么由抽屉原理一定存在两个整数它们对于除以m 的余数相同,它们的差一定是m 的倍数,与前的结论矛盾.
7.证明对于任意的整数n ,都存在着n 的一个倍数S n ,S n 中只含数字0和7。
证明:设n k a k k ,,3,2,1777.0
==,个
, (1)若存在一个k,使k a 是n 的倍数,则命题成立,
(2)若不存在这样的k ,由抽屉原理在这n 个数k a 中,一定存在两个i a 和j a ,它们除以n 的余数相同,那么i a -j a =
个
个j i j =000777.0一定是n 的倍数。
9.把一个圆周分为36段,将36个数字1,2,3,4,…,36,任意地标在每段上,使每一段恰有一个数字,证明一定在相邻的三段,它们的数字的和至少是56。
证明:设k a 表示第k 段上的数字,k=1,2,3,…,36。
并66637362
13621=⨯⨯=+++a a a , 再设34,,3,2,1,12 =++=++i a a a b i i i i ,,1363535a a a b ++=,213636a a a b ++=则 19986663)(336213621=⨯=+++=+++a a a b b b
显然36个数k b 的和是1998,一定有一个数大于或等于1998÷36=55.5,即 一定在相邻的三段,它们的数字的和至少是56。
10.证明:在任意选取n+1个整数中,存在两个整数,它们的差能被n 整除。
证明:这n+1个数除以n 后的余数只有n 种情况,有抽屉原理可知,一定有两个数除以n 后的余数是相同的,这两书的差就一定是n 的倍数,即它们的差能被n 整除
11.证明:一个有理数的十进位小数展开式,自某一位后变为周期的循环。
证明:一个有理数一定可以写成分数形式Z m n n m n n
m ∈>=,,0,1),(, 任取一个数,除以n 后的余数一定是唯一的,并只有n 种,所以当m 除以n 时,余数在若干次数后一定重复,这是商也就重复了,即自某一位后变为周期的循环。
12.一个人步行了十小时,共走了45公里,已知他第一小时走6公里,而最后
一小时只走3公里,证明一定存在相邻的两小时内至少走了9公里。
(提示:把相邻两小时走的总路程看成盒子)
证明:设k a 表示第k 分钟走的路程,k=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10. 3,6101==a a 并451021=+++a a a ,所以,36364592=--=++a a
再设9,8,7,6,5,4,3,2,1,1=+=+i a a b i i i ,则
8136236)(236932921=⨯++=+++++=+++a a a b b b
显然9个数k b 的和是81,一定有一个数大于或等于9,即一定存在相邻的两小时内至少走了9公里。
13.从整数1,2,3,…,200中,任意选取101个数,证明在这101个整数中,存在两个整数,使得一个能被另一个整除。
(提示:把整数写成2n a 的形式,其中a 是奇数,把a 看成盒子)
证明:任取一个200以内的整数n 一定能写成2n a 的形式,其中a 是奇数。
如
果两数的a 相等,则两数一定成倍数关系。
由于200以内只有100个奇数,所以任意取出101个整数,必有两个数有相同的a ,即这两数一定成倍数关系。
14.设有一个N 个正整数序列,其中恰含n 个不同的正整数,证明若N ≥2n ,则在这序列中存在着连续的一段,其中个数的乘积是一个完全平方数。
例如在含3,7,5的序列3,7,5,3,7,3,5,7中,7,5,3,7,3,5一段中,7×5×3×7×3×5=(7×3×5)2。
解:设A 为n 个给定的不同正整数所成的集合,即A=},,,{21n a a a ,任取一个有N 个数的序列 π:N c c c c ,,,,321 ,其中i c 表示A 中任一个元素j a ,再令
},,,,{,},,,{},,{},{321321321211N N c c c c b c c c b c c b c b ====是N 个序列, C=},,,,{321N b b b b ,|C|=N ,(相当与N 个苹果)
再设一集合B=}21|),,,,{(321或取i n d d d d d ,所以|B|=n 2(相当于n 2个抽屉) 建立一个从C 到B 的一个对应:i b 中如1a 有奇数个,则1d 取1,否则1d 取2,同样i b 中如
2a 有奇数个,则2d 取1,否则2d 取2,…,
(相当于把C 中元素(苹果)放到B 的元素(抽屉)中),由于|C|=N ||2B n =>,由抽屉原理一定存在两个i b ,j b ,(i <j )
它们对应的),,,,(321n d d d d 是一样的,这说明这两个序列对于A 中元素的个数的奇偶性是一致的,把j b 序列减去i b 的序列得到的序列一定是π序列的一部分,这部分序列中的数都属于A 中元素,并每个A 中元素的个数都是偶数个,即它们的积一定是一个完全平方数。