1、 东北农业大学网络教育学院 离散数学复习题 复习题一 一、证明 1、对任意两个集合,证明 答:证明: 2、构造下面命题推理的证明 如果今天是星期三,那么我有一次英语或数学测验;如果数学老师有事,那么没有数学测验;今天是星期三且数学老师有事,所以我有一次英语测验。 答:符号化为: 证明:(1) P (2) T(1)I (3) T(1)I (4) P (5) T(2)(4)I (6) P (7) T(3)(6)I (8) T(5)(7)I
2、 二 、计算 1、(1)画一个有一条欧拉回路和一条汉密顿回路的图。 (2)画一个有一条欧拉回路但没有汉密顿回路的图 (3)画一个没有欧拉回路但有一条汉密顿回路的图 答:三种图如下: 2、设,求公式: 的真值。 答: 3、 一棵树有个结点度数为2 ,个结点度数为3,… ,个结点度数为k ,问它有几个度数为1的结点。 答:设它有个度数为1的结点,则: 1*+2*+3*+… +k*=2*(+++…+-1) 得:=+2*+… +(k-2)*+2 4、设集合上的关系 ,求出它的自反闭包,对称闭包和传递闭包。 答: 三、设上的整除关系, 是否为上的
3、偏序关系?若是, 则:1、画出的哈斯图; 答:是上的偏序关系。 的哈斯图: 2、 求。 答:。 四、用推导法求公式的主析取范式和主合取范式。 答: 五、设实数集上的关系, 证明:是上的等价关系。 答:证明: 因此是自反的 因此是对称的 因此是传递的。综上:是上的等价关系。 六、设分别是实数集和正实数集,+和×分别是普通加法和乘法,定义函数为,证明的同构映射。 答:证明: 因此。 ,所以的同构映射。 七、设是实数集合,,在上定义二元运算为:,试证明是一个群。是否阿贝尔群? 答:证明: 因此,运算是封闭的 综上:是一个群。
4、 不是阿贝尔群。 复习题二 一、设 上的整除关系 完成下列各小题。 1、 证明是上的偏序关系。 答:证明 。 综上,是上的偏序关系。 2、 画出偏序集的哈斯图。 答:偏序集的哈斯图如右图所示。 3、 在上定义两个二元运算和:对任意,,。请填空(在横线上填是或不是): ①代数系统 是 格。 ②代数系统 是 有界格。 ③代数系统 是 有补格。 ④代数系统 不是 分配格。 二、求布尔函数的析取范式和合取范式 设是布尔代数上的一个布尔表达式。试写出的析取范式和
5、合取范式(用推导法或列函数表的方法均可)。 答:方法1 推导法 析取范式为: 合取范式为: 方法2 列函数表法 布尔表达式对应的函数表为: <0,0,0> <0,0,1> <0,1,0> <0,1,1> <1,0,0> <1,0,1> <1,1,0> <1,1,1> 0 1 0 1 0 1 1 1 析取范式为: 合取范式为: 三、画出满足下列要求的图 ①有一条欧拉回路和一条汉密尔顿回路。 ②有一条欧拉回路但没有汉密尔顿回路。 ③没有欧拉回路但有汉密尔顿回路。 ④既没有欧拉回路也没有汉密尔顿回路。
6、 四、证明在完全二叉树中,边的总数等于2(n-1),这里n是叶子数。 答:证明 设分枝点数为i。因为在完全m叉树中,有(m-1)i=n-1,所以,当m=2时有i=n-1。又因为在完全二叉树中,每个分枝点射出两条边,所以边的总数是2i,即边的总数是2(n-1)。 五、计算 求带权2、3、5、7、11、13的最优二叉树。 答:解 2 3 5 7 11 13 所求最优二叉树为 5 5 7 11 13 10 7 11 13 17
7、 11 13 17 24 41 六、证明 在一个连通平面图中,若它有n个结点,m条边,且每个面由k条边围成。 试证 答:在一个连通平面图中,若它有n个结点,m条边,且每个面由k条边围成。 试证 证明 设此平面图有r个面。 又 ,从而有。将其代入欧拉公式 得 整理得 七、证明 设是有限字母表,给定代数系统,其中是串的连接运算。对于任一串,建立到的映射,
8、证明是到的一个满同态,且当时,是同构映射。 答:证明 对于中任意两字符串和,因为,所以 ,对于任一正整数,取,则,所以,,是到的一个满同态。 当时,设,,,是双射,因此,是一个同构映射。 八、应用 给定有限状态机,它的状态图如附图所示。 1、 求状态的011010的后继以及可接受状态序列。 答:因为 所以状态的011010的后继状态是,可接受状态序列是。 2、 求对于激励010110的响应。 答:对于激励010110的响应是。 3、 构造一台与相似的转换赋值机,画出的状态图。 答:与相似的转换赋值机,其中: 的状态图为: 九、证明 考察一个
9、8,4)码C,它的校验位a5,a6,a7,a8满足下列方程 a5=a1+ a2+ a4 a6=a1+ a3+ a4 a7=a1+ a2+ a3 a8=a2+ a3+ a4 其中a1,a2,a3,a4为信息位。 求出这个码的一致校验矩阵。证明。 答:证明 一致校验矩阵为: 矩阵中无零列向量,且任意两个、三个列向量之和不等于零向量。而第一、二、六、八列向量之和为零向量,所以, 复习题三 一、设集合 完成下列各小题。 1求的幂集。 答: 2证明是偏序集。 答:
10、 综上,是偏序集。 3画出偏序集的哈斯图。 答:偏序集的哈斯图如图1。 4在上定义两个二元运算和:对任意,,。请填空(在横线上填是或不是并回答为什么): ①代数系统 是 格,因为 中任意两个元素都有最小上界和最大下界。 。 ②代数系统 是 有界格,因为 有全上界,为;有全下界,为。 。 ③代数系统 是 有补格,因为 是有界格且中每一元素都有补元素。 。 ④代数系统 是 分配格,因为 对于任意,有 成立。 ⑤代数系统 是 布尔代数,因为 是有补分配格,即是布尔格,是由布尔格
11、诱导的代数系统。 二、计算 设是布尔代数上的一个布尔表达式。试写出的析取范式和合取范式(用列函数表的方法)。 答:解 布尔表达式对应的函数表为: <0,0,0> <0,0,1> <0,1,0> <0,1,1> <1,0,0> <1,0,1> <1,1,0> <1,1,1> 0 1 0 1 0 1 1 1 析取范式为: 合取范式为: 三、回答问题 完全图是否是欧拉图?是否是哈密尔顿图?为什么? 答:解 因为欧拉图和哈密尔顿图分别要求有欧拉回路和哈密尔顿回路,所以要求。 完全图的每个结点的度数为n-1,而当一个图的所有结
12、点度数均为偶数时,该图为欧拉图,所以当n-1为偶数,即n()为奇数时是欧拉图。 的任意两个结点的度数和为,当时,有,此时是哈密尔顿图。 四、画图 对于下图,利用克鲁斯克尔算法求一棵最小生成树。 答:最小生成树为 五、计算 一棵树有两个结点度数为2 ,1个结点度数为3,3个结点度数为4 ,其余结点度数为1。问该树有几个度数为1的结点。 答:解 该树有n个度数为1的结点。则有 解之,得n=9 答:该树有9个度数为1的结点。 六、证明 是无向简单图,其中,证明:。 证明 因为是简单图,所以图中没有环和平行边,任意两结点间最多有一条边,故。 答:证明
13、 因为是简单图,所以图中没有环和平行边,任意两结点间最多有一条边,故 七、证明 已知 求证 答:证明 (用生成式(1)) (用生成式(2)) (用生成式(3)) (用生成式(4)) (用生成式(5)) (用生成式(6)) (用生成式(7)) 八、设计 设计一台有限状态机,它的输出是已经输入符号数的
14、模3数(即设计模3计数器)。 答:解 其中 状态图为: 九、计算 给定码C={00000,10001,01100,10101},求码C中任两个码字的海明距和。 答: 解 H(00000,10001)=2,H(00000,01100)=2,H(00000,10101)=3, H(10001,01100)=4,H(10001,10101)=1,H(01100,10101)=3 复习题四 一、填空 1、设A和B为有限集,|A|=m,|B|=n,则有 个从A到B的关系,有 个从A到B的函数,其中当m£n时有
15、 个入射,当m=n时,有 个双射。 2、集合 是 (是/不是)可数的。 二、计算 1、用推导法求下列公式的主合取范式和主析取范式: 答: 2设上二元关系,求其自反闭包、对称闭包、传递闭包。 答:自反闭包 对称闭包 传递闭包 三、证明 1、设是三个集合,证明: 答: 2证明等价式: 答: 四、将下列命题推理符号化并给出形式证明: 已知张三或李四的彩票中奖了;如果张三的彩票中奖了,那么你是知道的;如果李四的彩票中奖了,那么王五的彩票也中奖了;现在你不知道张三的彩票中奖。所以李四和王五的彩票都中奖了。 答:P:张三的
16、彩票中奖了。Q:李四的彩票中奖了。 R:你知道张三的彩票中奖。S:王五的彩票中奖了。 证明: 五、 设复数集合,定义:当且仅当,证明:为等价关系。 答:证明:对于,有 因为,所以,故是自反的。 若,则,所以,故是对称的。 若,则,所以,故是传递的。 综上:为等价关系。 六、证明:若。 答:证明:因为,所以可作双射。 定义,对于 对, 设, 当时,由于是双射,所以,得;当时,由于是双射,所以,得。故是入射。 对,因为均为双射,所以使得,。故是满射。 综上,故是双射。有。 七、设集合,是普通乘法,证明:是一个群。 答:
17、对设 ,所以×封闭。 对设 ,所以可结合。 ,所以为幺元。 ,所以。 综上:是群。 八、设实数集合R,+和x是普通加法和乘法,定义映射,,证明的单一同态。 答:因为对于有,所以的同态。 对于有,所以的入射。 故的单一同态。 复习题五 一、填空 1、实数集合R 是 (是/不是)可数的。 2、设A和B为有限集,|A|=m,|B|=n,则有 个从A到B的关系,有 个从A到B的函数,其中当m£n时有 个入射,当m=n时,有 个双射。 二、计算 1、用推导法求下列公式的主合取范式和主析取范式: 答:
18、 2设上二元关系,求其自反闭包、对称闭包、传递闭包。 答:自反闭包 对称闭包 传递闭包 三、证明 1、设是三个集合,证明: 答: 2证明等价式: 答: 四、将下列命题推理符号化并给出形式证明: 已知今天下雨或刮风;如果今天下雨,那么我在家看书;如果今天刮风,那么我去放风筝;今天我没有在家看书。所以今天刮风并且我去放风筝了。 答:P:今天下雨。Q:今天刮风。 R:我在家看书。S:我去放风筝。 证明: 五、设正整数集合上的二元关系,证明:为等价关系。 答:证明:对于,有,所以,故是自反的。 若,则,得,所以,
19、故是对称的。 若,,则,得,所以,故是传递的。 综上:为等价关系。 六、证明:若。 答:证明:因为,所以可作双射。 定义,对于 对, 设, 当时,由于是双射,所以,得;当时,由于是双射,所以,得。故是入射。 对,因为均为双射,所以使得,。故是满射。 综上,故是双射。有。 七、设集合,是普通乘法,证明:是一个群。 答:对设 ,所以×封闭。 对设 ,所以可结合。 ,所以为幺元。 ,所以。 综上:是群。 八、设正实数集合R+和实数集合R,+和x是普通加法和乘法,定义映射,,证明的同构。 答:因为对于有,所以的同态。 对于有,所以的入射。 对于使
20、得,所以的满射。 故的同构。 复习题六 一、 求公式q∧(p∨┐q)的析取范式、合取范式及主析取范式、主合取范式。 答:解:q∧(p∨┐q) Ûq∧(p∨┐q) (合取范式) Û ((p∧┐p)∨q)∧(p∨┐q) Û (p∨q)∧(┐p∨q)∧(p∨┐q) (主合取范式) Ûp∧q (析取范式、主析取范式) 二、用推理规则证明: 前提 ($x)(F(x)∧S(x))→
21、"y)(M(y) →W(y)),($y)(M(y)∧┐W(y)) 结论 ("x)(F(x)→┐S(x)) 答:证: (1) ($y)(M(y)∧┐W(y)) P (2) M(c)∧┐W(c) ES(1) (3) ┐(M(c)→W(c)) T(2)E (4) ($y)┐(M(y)→W(y))
22、 EG(3) (5) ┐("y)(M(y)→W(y)) T(4)E (6) ($x)(F(x)∧S(x))→("y)(M(y)→W(y)) P (7) ┐($x)(F(x)∧S(x)) T(5)(6)I (8) ("x)┐(F(x)∧S(x)) T(7)I
23、 (9) ┐(F(u)∧S(u)) US(8) (10) ┐F(u)∨┐S(u) T(9)E (11) F(u)→┐S(u) T(10)E (12) ("x)(F(x))→┐S(x)) UG(11) 三、计算题 1.证明逻辑等价式A→(A
24、→B)ÛA→B成立。 答:.证: 证法1: A B A→B A→(A→B) (A→(A→B)) « (A→B) 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 证法2:A→(A→B) Û┐A∨(┐A∨B) Û (┐A∨┐A)∨B Û┐A∨B ÛA→B
25、 证法3:先证A→(A→B) Þ A→B (a) 设a为任一指派,使a( A→B)=0,那么a(A)=1,a(B)=0,从而a( A→(A→B))=0。(a)得证; 再证A→BÞ A→(A→B) (b) 设a为任一指派,使a(A→(A→B))=0,那么a(A)=1,a(A→B)=0。(b)得证。 2. 对任意集合A,B,C,证明:(A - B)Å B = A È B 答:证:(A–B) Å B = (A Ç~B) Å B = (A Ç~B –
26、 B) È (B – A Ç~ B) = (A Ç ~B) È B = (A È B) Ç (~B È B) = A È B 3.设二元关系R={<{a},b>,, }求: (1) dom R (2) ran
27、 R
(3) RοR
答:解:
(1)dom R={{a},a,b}
(2)ran R={b,c}
(3)RοR={<{a},c>,}
4.求集合A={ |p,q都是整数}的势。
答:解:
令f:A→B,使得f( )=p/q,f为双射,所以A~B, 28、
因为B={p/q},K[B]=0,故A的势为0。
5. 在20名青年中有10名是公司职员,12名是学生,其中5名既是职员又是学生,问有几名既不是职员,又不是学生。
答:
解:设职员和学生的集合分别是A和B。
由已知条件|A|=10,|B|=12,|A∩B|=5,
有|A∪B|=|A|+|B|-|A∩B|=10+12-5=17,
则|~(A∪B)|=|E|-|A∪B|=20-17=3。 29、
有3名青年既不是职员又不是学生。
四、假设给定了正整数的序偶集合A,在A上定义二元关系R如下:< 30、>ÎR∧<, 31、极大元为a,极小元为d,e。
六、设 32、e*x=x ,eоx=x*e=x即e也为G对о运算的幺元。
(3)对任意xÎG,由于 33、x2) ,则a*x1*a-1=a*x2*a-1,
于是x1=x2 。故f为单射。
对任意yÎG 取x=a-1*y*aÎG,那么
f(x)=f(a-1*y*a)=a*(a-1*y*a)*a-1=y
故f为满射,从而f为双射。
又对任意x1,x2ÎG
f(x1*x2)=a*( x1*x2)* a-1
f(x1)*f(x2)=( a*x1* 34、a-1 )*(a*x2*a-1 )= a*( x1*x2)* a-1
故f(x1*x2)=f(x1)*f(x2),即f保运算。
因此f为 35、 P
(5) T(3)(4)I
二 、计算
1、 画一个有一条欧拉回路和一条汉密顿回路的图。
答:
2、设,求公式:
的真值。
答:
3一棵树有个结点度数为2 ,个结点度数为3,… ,个结点度数为k ,问它有几个度数为1的结点。
答:设它有个度数为1的结点,则:
1*+2*+3*+… +k*=2*(+++…+-1)
得:=+2*+… +(k-2)*+2
4设集合上的关系 ,求出它的自反闭包,对称闭包和传递闭包。
答:
三、设上的整除关系,是否为上的偏序关系?若是,则:
1、画出的哈斯图;2、求的极大值和的极小值。
36、答:是上的偏序关系。
1、的哈斯图:
2、A的极大值为9,15;极小值为3,5。
四、用推导法求公式的主析取范式和主合取范式。
答:
五、设自然数集上的关系定义为:,
证明:是上的等价关系。
答:证明:
因此是自反的
因此是对称的
因此是传递的。综上:是上的等价关系。
六、设分别是实数集和正实数集,+和×分别是普通加法和乘法,定义函数为,证明的同构映射。
答:证明:
因此。
,所以的同构映射。
七、 设是整数集合,+是普通加法,试证明是一个群。是否循环群?
答:证明:,因此,运算是封闭的
,因此,运算是可结合的
,因此, 37、0是幺元
综上:是一个群。
因为:,因此,1是生成元,是循环群。
复习题八
一、 求公式(┐p∨┐q)→(p«┐q)的析取范式、合取范式及主析取范式、主合取范式。
答:解:(┐p∨┐q)→(p«┐q)Û┐(┐p∨┐q)∨((┐p∨┐q)∧(p∨q))
Û (p∧q)∨(┐p∧q)∨(p∧┐q) (主析取范式)
Ûq∨(p∧┐q) (析取范式)
Ûp∨q (合取范式、主合取范式)
38、二、用推理规则证明:
前提 ($x)P(x)→("x)((P(x)∨Q(x))→R(x)),($x)P(x),($x)Q(x)
结论 ($x)($y)(R(x)∧R(y))
答:证明:
(1) ($x)P(x)→("x)((P(x)∨Q(x))→R(x)) P
(2) ($x)P(x) P
(3) ("x)((P(x)∨Q(x))→R(x)) T(1)(2)I
(4) P(c) 39、 ES(2)
(5) (P(c)∨Q(c))→R(c) US(3)
(6) P(c)∨Q(c) T(4)I
(7) R(c) T(5)(6)I
(8) ($x)Q(x) 40、 P
(9) Q(d) ES(8)
(10) (P(d)∨Q(d))→R(d) US(3)
(11) Q(d)∨P(d) T(9)I
(12) R(d) T(10)(11)I 41、
(13) R(c)∧R(d) T(7)(12)I
(14) ($y)(R(c)∧R(y) ) EG(13)
(15) ($x)($y)(R(x)∧R(y) ) EG(14)
三、计算题
1.证明逻辑等价式A«BÛ (A∧B)∨(┐A∧┐B)成立。
答:证明:
证法1:
A
B
A∧B
┐A
┐B
┐A∧┐B
A«B
42、A∧B)∨(┐A∧┐B)
0
0
0
1
1
1
1
1
0
1
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
1
1
0
0
0
1
1
证法2:A«BÛ (A→B)∧(B→A)
Û (┐A∨B)∧(┐B∨A)
Û (┐A∧┐B)∨(┐A∧A)∨(B∧┐B)∨(B∧A)
Û (A∧B)∨(┐A∧ 43、┐B)
证法3:先证A«BÞ(A∧B)∨(┐A∧┐B) (a)
设a为任一指派,使a(A«B)=1,那么a(A)= a(B)=1或a(A)= a(B)=0,从而a(A∧B)=1或a(┐A∧┐B)=1,即a((A∧B)∨(┐A∧┐B))=1。(a)得证;
再证(A∧B)∨(┐A∧┐B)ÞA«B (b)
设a为任一指派,使a(A«B)=0,那么a(A)=1,a(B)=0,或者a(A)=0,a(B)=1,从而a(A∧B)=0且a(┐A∧┐B)=0,即a((A∧B)∨(┐A∧┐B))=0。(b)得证。
2.设AÍB,求证A∩CÍB∩C。
答:
证明:
对任一xÎA∩C,则 44、xÎA且xÎC,
因为AÍB则有若xÎA,则xÎB,
所以xÎB且xÎC,故xÎB∩C。
因此A∩CÍB∩C。
3.设集合A={a,b,c,d},A上的关系R={,, 45、
s(R)=R∪Rc ={,,,, 46、
(3)由|A|=4可知||=24=16。
5. 求从1到500的整数中,能被3或5除尽的数的个数。
答:解:
设A为从1到500的整数中,能被3除尽的数的集合。
B为从1到500的整数中,能被5除尽的数的集合。
则 |A|=[500/3]=166 ([x]表示不超过x的最大整数)
|B|=[500/5]=100
|A∩B|=[500/(3*5)]=33
由包 47、含排斥原理:
|A∪B|=|A|+|B|-|A∩B|=166+100-33=233
即从1到500的整数中,能被3或5除尽的数有233个。
四、设R,S为A上的两个等价关系,且R Í S。定义A/R上的关系R/S:
<[x],[y]>ÎR/S当且仅当 48、 >ÎS,由S对称知< y, x >ÎS,
所以<[y],[x] >ÎR/S,R/S是对称的;
若<[x],[y] >ÎR/S,<[y],[z] >ÎR/S,则 49、
2、 求。
答:。
六、设 50、贝尔群。
答:对任意a,bÎG ,(a*b)2=(a*b)*(a*b)=a*(b*a)*b
又由题设(a*b)2=a2*b2=(a*a)*(b*b)=a*(a*b)*b
从而 a*(b*a)*b=a*(a*b)*b。两边同时左乘a-1,右乘b- 1得:
a*b=b*a
因此,*运算满足交换律,故






