Title | בדידה - דף נוסחאות |
---|---|
Course | Discrete Mathematics |
Institution | Tel Aviv University |
Pages | 2 |
File Size | 192.1 KB |
File Type | |
Total Downloads | 13 |
Total Views | 133 |
סיכום הגדרות ומשפטים מתמטיקה בדידה...
דף נוסחאות במתמטיקה בדידה (אוניברסיטת ת"א)2000 , יחסים
כמה זהויות לוגיות דה מורגן
A B A B
יחס
A B A B
יחס הפוך
חשבון עוצמות תת קבוצה של A B
ASB
S P A B
A B A B דיסטריבוטיביות
aSb bS a a, c T o S
הרכבת יחסים
b B . a ,b S b ,c T S A B S
יחס משלים
S 1 S
יחס סימטרי
כלל בביטוי עם משתנה קשור ,אפשר להחליף את המשתנה בכלמשתנה אחר ,שאינו בתחום הקשירה שלילת לכל
x.P x. P
יחס טרנסיטיבי
שלילת קיים
x.P x. P
יחס רפלקסיבי בקבוצה A יחס שקילות
לכל – גם קיים -או
x . A B x.A x.B x. A B x.A x.B
הכלה משפט
A B x. x A x B A B x. x A x B A B A B B A
x. x קבוצה ריקה מוכלת בכל קבוצה איחוד
הפרש
A B x x A x B
אי רפלקסיבי אנטי סימטרי
a Ab B. aSb bSa a b
רפלקסיבי +אנטי סימטרי +טרנסיטיבי
A B C A B A C
A U A
סדר מלא חזק
סדר חלקי חזק+
xSy
P A B B A P A 2
עוצמתה
A
דוגמא:
P
A
A B B
A B A B
לכל A,B
הגדרה:
B
A
P A 2
0 A 1 B f : A B A B
הגדרה A :בת מניה
f : N A
AB
הפיכה הפיכה
הגדרה :קבוצה אינסופית יש לה תת -קבוצה בת מניה משפט :לכל קבוצה סופית ,Aקיים nטבעי כך שקיימת f : 0,1,..., n 1 Aהפיכה ,ואז A n
משפט :אם Aבת מניה ו B A
אז Bסופית או בת מניה
שמות: א"ב סופי * ,קבוצת כל המחרוזות ב אורך סופי מעל . אם Aאינסופית וקיימת f : * Aפונקציה חלקית שהיא על ,אז A בת מניה .
.1אם קיימת f : A B .2אם קיימת f : B Aעל או A אם A B A B
AB
חח"ע
כלומר קיימת f : A B אבל לא קיימת g : A Bהפיכה משפט קנטור לכל קבוצה ,A
x y
קבוצת המנה -קבוצת מחלקות השקילות .
2 P A A
הוכחה שלא קיימת
A
: N NN
fבעזרת שיטת האלכסון.
משפט קנטור-ברנשטיין
AB B A AB כלל הסנדביץ' :אם A C A B Cאז B A C
חלוקות חלוקה Pשל Aהיא קבוצת תת -קבוצות לא ריקות של A
a A. m P. a m
המקיימת
m1, m2 P. m1 m2 m1 m2
הקבוצות זרות
משפט :קבוצת מחלק ו ת השקילות היא חלוקה .
פונקציות לכל a A a, b S לכל a A a, b S
יחס חד ערכי
קיים לכל היותר b Bאחד כך ש קיים לפחות b Bאחד כך ש
פונקציה
f : A B
פונקציה חח" ע
מספר הגדרות : .1היחס ההפוך חד ערכי .2
היא יחס מ Aל Bחד ערכי ו -מלא
x, y A. x y f x f y
a, b a, b , a
קבוצת החזקה
קבוצת הפונקציות מ A-ל- B ל A,Bזרות
AB
מחלקת שקילות -מחלקת השקילות של xהיא כל האיברים שמקיימים את יחס השקילות איתו
A BVC A B V A C
A B a, b a A b B
A
חח"ע
AVB A B A B
A B A B
מספר היחסים בקבוצה
x S T y xSy xTy
יחס מלא
קבוצה תת-הקבוצות של A
+
איחוד יחסים
A B A B
דה-מורגן
הגדרת זוג סדור
a, b A. aSb bSa a b
AVB AVB
מכפלה קרטזית
a , b A. aSb bSa
סדר מלא
סדר חלקי
A VB A B B A
הקבוצה המשלימה (כאשר יש מובן ל )U הפרש
זהות
a Ab A. aSb bSa
סדר חלקי חזק
x x A x B x B x A
הפרש סימטרי
רפלקסיבי +סימטרי +טרנסיטיבי
אי רפלקסיבי +טרנסיטיבי
A B A B
a A. aSa
A B x x A x B
חיתוך
דיסטריבוטיביות
a A.aSa
A. A A B x x A x B
הפרש סימטרי
a, b A. a, b S b , a S a, b, c A. aSb bSc aSc
אנטי סימטרי חזק (גם לא עם עצמו) סדר חלקי
תורת הקבוצות הנאיבית שיוויון קבוצות
S 1 b, a 1
A B C A B A C A B C A B A C
a, b S
A B A B B A
גרירה
x, y A. f x f y x y .3 פונקציה על
.1היחס ההפוך מלא
הרכבה
b B. a A. f a b .2 g : B C
כלל
g f c
g o f c
f : A B
g o f : A C
x. f x f
פונקציה הפיכה
P P , משפט
:
מכפלה
פונקציה חח" ע ו -על .נקראת גם פ' שקילות
הרכבת פונקציות
P A B P A P B
f oh
הר כבת פונקציות היא אסוציאטיבית אם
g, f
חח"ע על
אז
gof
חח"ע
אז
gof
על
אם
g, f
אם
gof
חח"ע
אז
f
חח"ע
אם
gof
על
אז
g
על
אם
gof
חח"ע ו-
על
אז
g
חח"ע
אם
g o fעל וg -
חח"ע
אז
f
על
f
משפט f : A B :הפיכה כך שg o f I A f og IB :
g o f oh g o
קיימת , g : B A
אם gקיימת היא יחידה ותסומן :
g f 1
חשבון עוצמות אינסופיות כללי האריתמטיקה הבסיסיים הנוגעים בחיבור ,כפל וחזקות של מספרים טבעיים תקפים גם לעוצמות אינסופיות. אי שויון חלש נשמר. אי שויון חזק אינו נשמר פעולות הפוכות – חיסור ,חילוק ,שורש ,לוגריתם אינן ניתנות להכללה עבור עוצמות אינסופיות
דף נוסחאות במתמטיקה בדידה (אוניברסיטת ת"א)2000 , שיטת ברנולי לפתרון פולינומים מניה בסיסית נבנה נוסחת נסיגה כך ששורי הפולינום האופייני יהיו עקרון שובך היונים – אם מספר היונים גדול ממספר התאים ,יש שתי יונים באותו תא (ניסוח לא פורמאלי להגדרת "> "). A עקרון הסכום – חלוקה למקרים .אם Aזרות אזA : i
i
כאשר לכל nגדול מ Z n 1
איברים סמוכים תשאף להיות Z1
i
עקרון הכפל – לניסוי רב שלבי ,שבכל שלב אפשרויות בחירה
מעבר למשלים A B A A B - אפשרויות לסדר nאנשים בשורה , n ! :במעגל: n 1 ! תמורות ללא חזרות
פ' חח"ע
תמורות עם חזרות
פונקציה
צרופים ללא חזרות
תת קבוצות בעוצמה kשל קבוצה בעוצמה n
צרופים עם חזרות
לחלק kכדורים ל nתאים
למשל חישוב
!n
f : 1..k A
nk k
f : 1..k A
עבור סידרה
a 1, a 2 ,...
.
n
3
.
Z1 1 3 , Z2 1 3
נגדיר :
x Z 1 x Z 2 0 x2 Z1 Z 2 x Z1Z 2 0 an 2 Z1 Z2 an 1 Z1 Z2 an
נפתח פולינום אופייני
סדרת הנסיגה תהיה
n !n ! k n k ! k k n 1 k
פונקציות יוצרות הפ' היוצרת תהיה :
הכלה – הדחה
F k 0 a kx
התכונה הבסיסית
n
כדי לחלץ את הסדרה מהפונקציה ,נשאל :מה המקדם של ? x
S S S S S S S S U
1 1 x
נוסחת ההכלה הדחה תהי Fמשפחת תת -קבוצות עם "תכונות רעות " של Uסופית - Nמספר כל האיברים ללא " תכונות רעות" (שלא שייכים לקבוצות )F
x
נוסחת ההכלה הדחה
S
N0 S 1
k 0
כאשר השימוש ב Uאסור
cx
S 1
S 1
k 0
משפט הבינום:
סכום של סידרה הנדסית:
1 q 1 a1 a1 q ... a1 q a1 1 q a1 a1 a1 q ... )( q 1 1 q n
אם Fיוצרת את
ak
F
S F ,s
nזוגי
Dn n!/ e
nאי-זוגי
Dn n!/ e
גרף משלים
בהינתן גרף , G V , E הגרף המשלים הוא V , E
אותם קודקודים כך שבין 2כל שני קודקודים יש קשת ב G ביניהם קשת ב . G
נוסחת קיילי מספר העצים בעלי
קוד פריפר התאמת סדרה לעץ : מורידים את העלה הכי נמוך .1 רו שמים את הקודקוד המחובר אליו .2 ממשיכים עד שנשארת קשת אחת ושני קודקודים .3 כל קודקוד
x
b k a k
דיאגרמה מישורית גרף מישורי
משפט
נוסחאות נסיגה
גרף פשוט תת גרף
ak 2 5 ak 1 6 ak x 2 5x 6 0 ; x 3, 2 ak A 2 k B 3k aנמצא את A,B
נוסחת נסיגה לא הומוגנית לדוגמא:
ak 1 ak 4k 1 F a0 2F 1 4x x
.1נשתמש בפונקציות יוצרות .2בד"כ נעזר בשברים חלקיים
)f ( x A B (a bx )c dx (a bx ) c dx .3כדי לפרק את הביטוי לאיבר כללי נעזר בנוסחה
1 1 cx
k
cx
בכל גרף פשוט בעל 2קודקודים לפחות ,יש זוג קודקודים בעלי אותה דרגה סכום דרגות הקודקודים שווה כפלים מספר הקשתות
משפט משפט
d V 2 E
לדוגמא:
k .a k F x .
x.1 ex a2 x 2 a x2 ... F a1 a2 x 3 ... !2 !2
F a0 a1 x
e x
גרף ללא לולאות וללא קשתות מקבילות
V , E
משפט
מסלול \ מסילה מסלול פשוט מעגל
מסלול שבו הקודקוד הראשון והאחרון זהים
מעגל פשוט
מסילה פשוטה סגורה בקשת בין הקצוות
קשירות רכיב קשירות
היחס על " :vקיים מסלול בין קודקוד xל ."y זהו יחס שקילות. כל תת גרף המושרה ע" י מחלקת השקילות של היחס
גרף קשיר
גרף בעל רכיב קשירות יחיד
עץ יער
גרף שאין בו מעגלים (ולכן גם פשוט) מספר קשתות E V 1
מעגל אוילר
מעגל הכולל את כל קשתות הגרף (כ"א פעם אחת). ניתן לצייר גרף אוילר במשיכת קולמוס אחת.גרף קשיר שיש בו מעגל אוילר גרף קשיר הוא גרף אוילר
לכל קודקוד ,x
)d ( x
זוגי.
הגרף השלם
הגרף השלם על nקודקודים הוא הגרף שבו קיימת קשת בין כל זוג קודקודים שונים מסומן. K :
גרף דו צדדי
V , E
n
משפט
5
מספר הצביעה
של גרף הוא מספר הצבעים המינימאלי שבו ניתן לצבוע את כל הקודקודים בגרף כך שאין קודקודים סמוכים באותו צבע ניתן לצבוע את הגרף ב kצבעים כך ששתי קצוות של כל קשת צבועים בצבעים שונים .כלומר ,מספר הצביעה הוא kלכל היותר
גרף דואלי
של גרף מישורי הוא בעל אותה קבוצת קשתות של הגרף המקורי .הקודקודים שלו הם הפאות של הגרף המקורי וקצות כל קשת הן הפאות משני צידיה.
משפט ארבעת הצבעים
בגרף מכוון
Gהוא דו צדדי אם ניתן לחלק את Vלשתי V ,Vכך שכל קשתות הגרף הם בין הקבוצות
גרף דו צדדי
אי אפשר לכווץ אותו ל Kאו ל
3,3
.K
הגרף הדואלי לגרף אוילר הוא דו-צדדי – כל מפה מצוירת ב"משיכת קולמוס" אפשר לצבוע בשני צבעים
גרף קשיר מכוון הוא גרף אוילר אם לכל קודקוד ,xדרגת הכניסה שווה לדרגת היציאה . d (x) d ( x)
2
משפט קורטובסקי גרף מישורי
גרף kצביע
גרף קשיר שאין בו מעגלים מספר קשתות E V 1
קבוצות זרות
בגרף דו צדדי מישורי פשוט בעל לפחות 3קודקודים:
.V
הילוך שבו אף קשת לא חוזרת יותר מפעם אחת
מ שפט
בגרף מישורי פשוט בעל לפחות 3קודקודים :
m 3n 6
m 2n 4
הילוך שבו אף קודקוד פנימי לא חוזר יותר מפעם אחת
גרף אוילר
גרף מישורי בעל מספר מקסימלי של קשתות ו 3 קודקודים לפחות הוא גרף משולשי. בגרף מישורי סכום ה יקפי הפאות הוא פעמיים מספר הקשתות .ובגרף משולשי. 2m 3 f : ביחד עם נוסחת אוילר :
משפט
Gיקרא תת גרף של Gאם
V E E
ak 2 ak 1 ak F F F פתרון
V , E
Gגרף מישורי קשיר .נסמן n :מספר
m 3n 6
אם gמכיל קשת אז שתי קצותיה ימצאו גם ב . g תת גרף מושרה תת גרף של ,Gשקבוצת קודקודיו Vומכיל את כל הקשתות ב Eששני קודקודיהם ב . V סדרת קודקודים ,שבין כל שני עוקבים בה ,יש קשת. טיול \ הילוך
k 0
פונקציות יוצרות מעריכיות כאשר יש תמורות במקום צרופים פ' יוצרת מעריכית יוצרת את סידרת הנגזרות שלה ב x=0
a kxk !k
של גרף היא דיאגרמה במישור שבו כל נקודת חיתוך היא קודקוד גרף שיש לו דיאגרמה מישורית
גרף מישורי משולשי גרף משורי שכל פאותיו משולשים
משפט
.2נוסחא לאיבר כללי תהיה
מופיע d ( x) 1פעמים בסדרה .אורך הסדרה .n-2
התאמת עץ לסדרה : יוצרים טבלה של כל הקודקודים ודרגותיהם בעץ .1 עוברים על תווי הסדרה באותו כיוון שיצרנו אותה (שמאל לימין) .2 מוצאים עלה בעל מספר מינימאלי ומחברים אותו לתו הנוכחי .3 בסדרה מעדכנים את הדרגות (מחסירים 1פעמיים) ומוחקים את התו, .4 שהשתמשנו בו .וחוזר חלילה...
i
.3בעזרת תנאי התחלה , a 0 1
v 1, 2,..., n
קודקודים הוא
n 2
n
.
m n f 2
k 0
.1מחלצים פולינום אופייני
אין
משפט העצים יהי Tגרף בעל nקודקודים .הטענות הבאות שקולות : Tהוא עץ .1 Tקשיר מינימאלי .2 Tחסר מעגלים מקסימלי .3 Tקשיר בעל n-1קשתות .4 Tחסר מעגלים בעל n-1קשתות .5 לכל זוג קודקודים יש ב Tמסילה יחידה ,שהם קצותיה .6 Tקשיר ,ובכל תת גרף שלו יש קודקוד בדרגה 0או .1 .7
נוסחת אוילר
גרפים
נוסחת נסיגה הומוגנית לדוגמא:
Gעל
הקודקודים m ,מספר הקשתות f ,מספר הפאות
פונקציה יוצרת של סדרת סכומים חלקיים אז
.
בכמה תמורות של nאיברים שום איבר אינו במקומו הטבעי?
n
1x
בגרפים איזומורפיים E 1 E 2 :ו V1 V 2
ב G2
.
אי סדר טוטאלי
n n n k k n a b k a b k 0
Fיוצרת את
פונקציה הפיכה g : V1 V2 ביניהם קשת ב G1יש קשת בין ) g ( aל )g (b
S F
1 1 cx k n1 k 1 x n 1 k x 0 k
k
1
1
0
k
2
V1 , E1 , G2 V2
Gהם איזומורפיים אם קיימת
עבורה לכל זוג קודקודים a, b Vיש
A B A B A B
חיתוך של קבוצה ריקה
Z1... Zn
. Zככל שנפתח את הסדר חלוקת
אופרטור האיחוד של כל האיברים של קבוצה k
an 1 A Z 1n 1 B Z 2n 1 Z1 n an A Z 1n B Z 2n
A1 A2 ... A1 A 2 ...
!n k
1
איזומורפיזם גרפים , E
1
אין בו מעגל באורך אי זוגי.
כל גרף מישורי ללא לולאות הוא - 4צביע .בנוסח דואלי: אפשר לצבוע כל "מפה " בארבעה צבעים לכל היותר ,כך שלמדינות גובלות צבעים שונים .בכיתה הוכחנו גירסאות חלשות יותר – כל גרף משורי ללא לולאות הוא -6צביע. כל גרף משורי ללא לולאות הוא -5צביע...