(完整版)洪帆《离散数学基础》(第三版)课后习题答案
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第1章 集合
1、列举下列集合的元素
(1) 小于20的素数的集合
(2) 小于5的非负整数的集合
(3) 2{|,10240515}iiIiii且
答:(1) {1,3,5,7,11,13,17,19}
(2) {0,1,2,3,4}
(3) {5,6,7,8,9,10,11}
2、用描述法表示下列集合
(1) 12345{,,,,}aaaaa
答:{|,15}iaiIi
(2) {2,4,8,}L
答:{2|}iiN
(3) {0,2,4,100}L
答:{2|,050}iiZi
3、下面哪些式子是错误的?
(1) {}{{}}aa 答:正确
(2) {}{{}}aa 答:错误
(3) {}{{},}aaa 答:正确
(4) {}{{},}aaa 答:正确
4、已给{2,,{3},4}Sa和{{},3,4,1}Ra,指出下面哪些论断是正确的?哪些是错误的?
(1) {}aS 错误 2
(2) {}aR 正确
(3) {,4,{3}}aS 正确
(4) {{},1,3,4}aR 正确
(5)RS 错误
(6) {}aS 正确
(7) {}aR错误
(8) R正确
(9) {{}}aR 正确
(10) {}S错误
(11) R错误
(12) {{3},4}正确
5、 列举出集合,,ABC的例子,使其满足AB,BC且AC
答:{}Aa,{{}}Ba,显然AB,{{{}}}Ca,显然BC,但是AC。
6、 给出下列集合的幂集
(1) {,{}}ab
答:幂集{,{},{{}},{,{}}abab
(2) {,,{}}aa
答:幂集{,{},{},{{}},{,},{,{}},{,{}},{,,{}}}aaaaaaaa
7、设{}Aa,给出A和2A的幂集
答:2{,{}}Aa 22{,{{}},{{}},{,{}}}Aaa
8、 设128{,,,}AaaaL由17B和31B所表示的A的子集各是什么?应如何表示子集2,67{,}aaa和13{,}aa
答:170001000148{,}BBaa 3
310001111145678{,,,,}BBaaaaa
2,670100011070{,}aaaBB,1310100000160{,}aaBB
9、 设{1,2,3,4,5}U,{1,4}A,{1,2,5}B,{2,4}C,确定集合:
(1) AB (2) ()ABC (3) ()ABC (4)()()ABAC
(5) ()AB (6) AB (7) ()BC (8)BC (9) 22AC (10)22AC
答:(1) {3,4}B,{4}AB
(2) {1}AB,{1,3,5}C,(){1,3,5}ABC
(3) {2}BC,(){1,2,4}ABC
(4) {1,2,4,5}AB,{1,2,4}AC,()(){1,2,4}ABAC
(5) (){2,3,4,5}AB (6) {2,3,5}A,{2,3,4,5}AB
(7) {1,2,4,5}BC,(){3}BC
(8) {3,4}B,{1,3,5}C,{3}BC
(9) 2{,{1},{4},{1,4}}A,2{,{2},{4}{24}}C,,,22{{1},{1,4}}AC
(10) 22{,{4}}AC
10、 给定自然数集N的下列子集:
{1,2,7,8}A,2{|50}Bii,{|330}Ciii可被整数,0
{|2,,06}kDiikZk
求下列集合:
(1) (())ABCD
答:{1,2,3,4,5,6,7}B,
{0,3,6,9,12,15,18,21,24,27,30}C,{1,2,4,8,16,32,64}D
(()){0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,12,15,16,18,21,24,27,30,32,64}ABCD
(2) (())ABCD 4
(3) ()BAC
解:{0,1,2,3,6,7,8,9,12,15,18,21,24,27,30}AC,(){4,5}BAC
(4) ()ABD
解:{3,4,5,6}ABBA,(){1,2,3,4,5,6,8,16,32,64}ABD
11、 给定自然数集N的下列子集
{|12}Ann,{|8}Bnn,{|2,}CnnkkN,{|3,}DnnkkN
{|21,}EnnkkN
将下列集合表示为由,,,,ABCDE产生的集合:
(1) {2,4,6,8} (2){3,6,9} (3){10} (4){|369}nnnn或或
(5) {|109}nnnnn是偶数且或是奇数且
(6) {|6}nn是的倍数
答:{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11}A,{1,2,3,4,5,6,7,8}B
{2,4,6,8,}CL,{3,6,9,12,}DL,{1,3,5,7,}EL
{2,4,6,8}BC
{3,6,9}=AD
{10}=(())ABDE
(4){|369}nnnn或或{3}{6}{9,10,11,12,}L
{3,6,9,10,11,12,}()ADBL
(5) {2,4,6,8,10,11,13,15,}(()())(())AEEBADBL
(6) {|6}{6,12,18,24,30}nnL是的倍数CD
12、 判断以下哪些论断是正确的,哪些论断是错误的,并说明理由。
(1) 若aA,则aAB 5
答:正确,根据集合并的定义
(2) 若aA,则aAB
答:显然不正确,因为根据集合交运算的定义,必须a同时属于A和B
(3) 若aAB,则aB
答:正确
(4) 若AB,则ABB
答:错误
(5) 若AB,则ABA
答:正确
(6) 若aA,则aAB
答:错误
(7) 若aA,则aAB
答:正确
13、 设,,ABC是任意的集合,下述论断哪些是正确的?哪些是错误的?说明理由
(1) 若ABAC,则BC
答:不正确,反例,设A,则不论,BC是什么集合,都有ABAC,但显然,BC不一定相等。
(2) 当且仅当ABB,有AB;
答:正确,证明如下:若ABB,则对aA,有aABB,则有aB,因此有AB。反之,若AB,则ABB显然成立。
(3) 当且仅当ABA,有AB
答:正确,证明如下:若ABA,则对aA,因此aAB,则aB,则有AB。若AB,则aA,有aB,因此由aA,可以得出aAB,因此AAB,又ABA,有ABA。
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(4) 当且仅当AC,有()ABC
答:不正确,因为()ABCABC,因此不一定需要满足AC,而若AB也可以满足。例如:{,,}Aabc,{,}Bde,{,}Cab,()ABC成立,而AC不成立。
(5) 当且仅当BC,有()ABCA
答:不正确,因为若BC,有()ABCA成立,但是反之不成立,反例如下:{1,2,3,4,5}A,{1,6}B,{1,2}C,而{2,3,4,5}AB,(){1,2,3,4,5}ABC,但是BC不成立。
14、 设,,,ABCD是集合,下述哪些论断是正确的?哪些是错误的?说明理由。
(1) 若,ABCD,则()ACBD
答:正确,证明:对aAC,则aA或aC,因为,ABCD,因此aB或aD,因此aBD,即()ACBD成立。
(2) 若,ABCD,则()ACBD
答:正确
(3)若AB,CD,则()ACBD
答:正确
(4) 若,ABCD,则()ACBD
答:不正确。例如若,ABCD,但是AC,BD,则()ACBD。
15、 设,AB是两个集合,问:
(1)如果ABB,那么A和B有什么关系?
答:因为ABB,而ABABB,即对aB有,aAaB,因此7
AB。
(2) 如果ABBA,那么A和B有什么关系?
答:充要条件是AB。证明:因为ABBA的()()ABABAA,从而有AAB,即AB,同理可证明BA,因此AB。
16、 设,AB是任意集合,下述论断哪些是正确的?哪些是错误的?说明理由。
(1) 222ABAB
答:不正确。例如{,}Aab,{,}Bbc,则{,,}ABabc
2{,{},{},{},{,},{,},{,},{,,}}ABabcabacbcabc
2{,{},{},{,}}Aabab,2{,{},{},{,}}Bbcbc
显然222ABAB不成立。
(2) 222ABAB
答:成立。证明:对22ABC,则2AC且2BC,则,CACB,则CAB,因此2ABC。反之,若2ABC,则CAB,则CA且CB,因此2AC,且2BC,因此22ABC,即222ABAB。
(3) 2(2)AA
答:显然不成立,因为左边集合肯定含有,而右边不含有。
17、 在一个班级的50个学生中,有26人在离散数学的考试中取得了优秀的成绩;21人在程序设计的考试中取得了优秀的成绩。假如有17人在两次考试中都没有取得优秀成绩,问有多少人在两次考试中都取得了优秀成绩?
答:分别用,AB表示在离散和程序设计的考试中取得优秀成绩的学生集合,U表示全体学生集合:则#()26A,#()21B,#()501733AB,则两次考试中都取得了优秀成绩的学生人数为26+21-33=14人。
18、 设,,ABC是任意集合,运用成员表证明:
(1) ()()()()ABACACAB
证明: