1、离散数学(本) 一、单项选择题 1.设P:a是偶数,Q:b是偶数。R:a + b是偶数,则命题“若a是偶数,b是偶数,则a + b 也是偶数”符号化为(D. P Q→R)。 2.表达式x(P(x,y)Q(z))y(Q(x,y)→zQ(z))中x的辖域是(P(x,y) Q(z))。 3.设则命题为假的是()。 4.设G是有n个结点的无向完全图,则G的边数( 1/2 n(n-1))。 5.设G是连通平面图,有v个结点,e条边,r个面,则r=( e-v+2)。 6.若集合A={1,{2},{1,2}},则下列表述正确的是( {1}ÌA ). 7.已知一棵无向树T中有8个顶点,4度、3
2、度、2度的分支点各一个,T的树叶数为( 5 ).
8.设无向图G的邻接矩阵为则G的边数为( 7 ).
9.设集合A={a},则A的幂集为({Æ,{a}} ).
10.下列公式中 (ØAÙØB « Ø(AÚB) )为永真式.
11.若G是一个汉密尔顿图,则G一定是( 连通图 ).
12.集合A={1, 2, 3, 4}上的关系R={
3、 d)}是边割集 ) .图一 15.设A(x):x是人,B(x):x是工人,则命题“有人是工人”可符号化为((x)(A(x)∧B(x)) ). 16.若集合A={1,2},B={1,2,{1,2}},则下列表述正确的是(AÌB,且AÎB ). 17.设有向图(a)、(b)、(c)与(d)如图一所示,则下列结论成立的是 ( (d)是强连通的 ). 18.设图G的邻接矩阵为则G的边数为( 5 ). 19.无向简单图G是棵树,当且仅当(G连通且边数比结点数少1 ). 20.下列公式 ((P®(ØQ®P))«(ØP®(P®Q)) )为重言式. 21.若集合A={ a,{a}
4、{1,2}},则下列表述正确的是({a}ÍA).
22.设图G=
5、2, 4, 6},则集合B的最大元、最小元、上界、下界依次为 (无、2、无、2). 27.若集合A的元素个数为10,则其幂集的元素个数为(1024). 28.如图一所示,以下说法正确的是 (e是割点).图一 29.设完全图K有n个结点(n≥2),m条边,当( n为奇数)时,K中存在欧拉回路. 30.已知图G的邻接矩阵为 ,则G有( 5点,7边 ). 二、填空题(每小题3分,共15分) 1.设A,B为任意命题公式,C为重言式,若A CBC,那么AB是 重言 式(重言式、矛盾式或可满足式)。 2.命题公式(P→Q)P的主合取范式为 。 3.设集合A={
6、{a}},则P(A)= 。 4.设图G =〈V,E〉, G ′=〈V′,E′〉,若 V′=V,E′ E ,则G′是G的生成子图。 5.在平面G =〈V,E〉中,则= 2|E| ,其中(i=1,2,…,r)是G的面。6.命题公式的真值是 假(或F,或0) . 7.若无向树T有5个结点,则T的边数为 4 . 8.设正则m叉树的树叶数为t,分支数为i,则(m-1)i= t-1 . 9.设集合A={1,2}上的关系R={<1, 1>,<1, 2>},则在R中仅需加一个元素 <2, 1> ,就可使新
7、得到的关系为对称的. 10.("x)(A(x)→B(x,z)∨C(y))中的自由变元有 z,y . 11.若集合A={1,3,5,7},B={2,4,6,8},则A∩B= 空集(或Æ) . 12.设集合A={1,2,3}上的函数分别为:f={<1,2>,<2,1>,<3,3>,},g={<1,3>,<2,2>,<3,2>,},则复合函数g°f = {<1, 2>, <2, 3>, <3, 2>,} . 13.设G是一个图,结点集合为V,边集合为E,则G的结点度数之和为 2|E|(或“边数的两倍”) . 14.无向连通图G的结点数为
8、v,边数为e,则G当v与e满足 e=v-1 关系时是树.
15.设个体域D={1, 2, 3}, P(x)为“x小于2”,则谓词公式("x)P(x) 的真值为 假(或F,或0) .
16.命题公式的真值是 T (或1) .
17.若图G=
9、合构成前缀码.
19.已知一棵无向树T中有8个结点,4度,3度,2度的分支点各一个,T的树叶数为 5 .
20.("x)(P(x)→Q(x)∨R(x,y))中的自由变元为 R(x,y )中的y .
21.设集合A={0, 1, 2, 3},B={2, 3, 4, 5},R是A到B的二元关系,则R的有序对集合为 {<2, 2>,<2, 3>,<3, 2>},<3, 3> .
22.设G是连通平面图,v, e, r分别表示G的结点数,边数和面数,则v,e和r满足的关系式 v-e+r=2 .
23.设G=
10、是有6个结点,8条边的连通图,则从G中删去 3 条边,可以确定图G的一棵生成树. 24.无向图G存在欧拉回路,当且仅当G连通且 所有结点的度数全为偶数 . 25.设个体域D={1,2},则谓词公式消去量词后的等值式为 A(1)ÚA(2) . 26.设集合A={a,b},那么集合A的幂集是 {Æ,{a,b},{a},{b }} . 27.如果R1和R2是A上的自反关系,则R1∪R2,R1∩R2,R1-R2中自反关系有 2 个. 28.设图G是有6个结点的连通图,结点的总度数为18,则可
11、从G中删去 4 条边后使之变成树.
29.设连通平面图G的结点数为5,边数为6,则面数为 3 .
30.设个体域D={a, b},则谓词公式("x)A(x)∧($x)B(x)消去量词后的等值式为 (A (a)∧A (b))∧(B(a)∨B(b)) .
31. 设集合A={0,1 ,2} ,B={l ,2 ,3 , 剖,R 是A到B 的二元关系,R= {
12、 r 分别表示G的结点数, 边数和面数, 则 v, e 和r 满足的关系式__v-e+r=2_____
33.G=
13、〉},说明R是A上的等价关系。 解 从R的表达式知,即R具有自反性; 三、逻辑公式翻译 1.将语句“今天上课.”翻译成命题公式. 设P:今天上课, 则命题公式为:P. 2.将语句“他去操场锻炼,仅当他有时间.”翻译成命题公式. 设 P:他去操场锻炼,Q:他有时间, 则命题公式为:P ®Q. 3.将语句“他是学生.”翻译成命题公式. 设P:他是学生, 则命题公式为: P. 4.将语句“如果明天不下雨,我们就去郊游.”翻译成命题公式. 设P:明天下雨,Q:我们就去郊游, 则命题公式为:Ø P® Q. 5.将语句“他不去学校.”翻译成命题公式. 设P:他去
14、学校, Ø P. 6.将语句“他去旅游,仅当他有时间.”翻译成命题公式. 设 P:他去旅游,Q:他有时间, P ®Q. 7.将语句“所有的人都学习努力.”翻译成命题公式. 设P(x):x是人,Q(x):x学习努力, ("x)(P(x)®Q(x)). 8.将语句“如果你去了,那么他就不去.”翻译成命题公式. 设P:你去,Q:他去, P®ØQ. 9.将语句“小王去旅游,小李也去旅游.”翻译成命题公式. 设P:小王去旅游,Q:小李去旅游, PÙQ. 10.将语句“所有人都去工作.”翻译
15、成谓词公式. 设P(x):x是人,Q(x):x去工作, ("x)(P(x)®Q(x)). 11.将语句“如果所有人今天都去参加活动,则明天的会议取消.”翻译成命题公式. 设P:所有人今天都去参加活动,Q:明天的会议取消, P® Q. 12.将语句“今天没有人来.” 翻译成命题公式. 设 P:今天有人来, Ø P. 13.将语句“有人去上课.” 翻译成谓词公式. 设P(x):x是人,Q(x):x去上课, ($x)(P(x) ÙQ(x)). 1 1. 将语句"如果小李学习努力,那么他就会取得好成绩. "翻译成命题公式. 设P:小李学习努力,Q:小李会取得
16、好成绩,P→Q 12. 将语句"小张学习努力,小王取得好成绩. "翻译成命题公式. 设P:小张学习努力,Q:小王取得好成绩,P∧Q 四、判断说明题 1.设集合A={1,2},B={3,4},从A到B的关系为f={<1, 3>},则f是A到B的函数. 错误. 因为A中元素2没有B中元素与之对应,故f不是A到B的函数. 2.设G是一个有4个结点10条边的连通图,则G为平面图. 错误. 不满足“设G是一个有v个结点e条边的连通简单平面图,若v≥3,则e≤3v-6.” 3.设N、R分别为自然数集与实数集,f:N→R,f (x)=x+6,则f是单射. 正确. 设x1,x
17、2为自然数且x1¹x2,则有f(x1)= x1+6¹ x2+6= f(x2),故f为单射. 4.下面的推理是否正确,试予以说明. (1) ("x)F(x)→G(x) 前提引入 (2) F(y)→G(y) US(1). 错误. (2)应为F(y)→G(x),换名时,约束变元与自由变元不能混淆. 5.如图二所示的图G存在一条欧拉回路. 图二 错误. 因为图G为中包含度数为奇数的结点. 6.设G是一个有6个结点14条边的连通图,则G为平面图. 错误. 不满足“设G是一个有v个结点e条边的连通简单平面图,若v≥3,
18、则e≤3v-6.”
7.如果R1和R2是A上的自反关系,则R1∪R2是自反的.
正确. R1和R2是自反的,"x ÎA,
19、 ┐P∧(P→┐Q)∨P是由┐P∧(P→┐Q)与P组成的析取式, 如果P的值为真,则┐P∧(P→┐Q)∨P为真, 如果P的值为假,则┐P与P→┐Q为真,即┐P∧(P→┐Q)为真, 也即┐P∧(P→┐Q)∨P为真, 所以┐P∧(P→┐Q)∨P是永真式. 另种说明: ┐P∧(P→┐Q)∨P是由┐P∧(P→┐Q)与P组成的析取式, 只要其中一项为真,则整个公式为真. 可以看到,不论P的值为真或为
20、假,┐P∧(P→┐Q)与P总有一个为真,
所以┐P∧(P→┐Q)∨P是永真式.
或用等价演算┐P∧(P→┐Q)∨PÛT
10.若偏序集的哈斯图如图一所示,则集合A的最大元为a,最小元不存在.
图一
正确.
对于集合A的任意元素x,均有
21、自反的。
正确,R1和R2,是自反的,"x∈A,
22、 {2}},试计算(1)(A∩B) (2)(A∪B) (3)A -(A∩B).
(1)(A∩B)={1}
(2)(A∪B)={1, 2, {1}, {2}}
(3) A-(A∩B)={{1}, 1, 2}
3.图G=
23、阵; 图一 o o o o a b c d 1 1 2 4 5 3 (3)求出G权最小的生成树及其权值. (1)G的图形表示如图一所示: 图二 o o o o a b c d 1 1 2 4 5 3 (2)邻接矩阵: (3)最小的生成树如图二中的粗线所示:
24、 权为:1+1+3=5 4.画一棵带权为1, 2, 2, 3, 4的最优二叉树,计算它们的权. o o o o o o o o o 1 2 2 3 3 4 7 5 12 最优二叉树如图三所示 图三 权为1´3+2´3+2´2+3´2+4´2=
25、27
5.求(P∨Q)→R的析取范式与合取范式.
(P∨Q)→R Û Ø(P∨Q)∨R
Û (ØP∧ØQ)∨R (析取范式)
Û (ØP∨R)∧(ØQ∨R) (合取范式)
6.设A={0,1,2,3},R={
26、 S -1= S, r(R)=IA={<0,0>,<1,1>,<2,2>,<3,3>}. 7.试求出(P∨Q)→R的析取范式,合取范式,主合取范式. (P∨Q)→RÛ┐(P∨Q)∨RÛ (┐P∧┐Q)∨R(析取范式) Û (┐P∨R)∧ (┐Q∨R)(合取范式) Û ((┐P∨R)∨(Q∧┐Q))∧ ((┐Q∨R)∨(P∧┐P)) Û (┐P∨
27、R∨Q)∧(┐P∨R∨┐Q)∧ (┐Q∨R∨P) ∧(┐Q∨R∨┐P) Û (┐P∨Q∨R)∧(┐P∨┐Q∨R)∧ (P∨┐Q∨R) 8.设A={{a, b}, 1, 2},B={ a, b, {1}, 1},试计算 (1)(A-B) (2)(A∪B) (3)(A∪B)-(A∩B). (1)(A-B)={{a, b}, 2} (2)(A∪B)={{a, b}, 1, 2, a, b, {1}} (3)(A
28、∪B)-(A∩B)={{a, b}, 2, a, b, {1}}
9.图G=
29、 权为7: 10.设谓词公式,试(1)写出量词的辖域; (2)指出该公式的自由变元和约束变元. (1)$x量词的辖域为, "z量词的辖域为, "y量词的辖域为. (2)自由变元为与中的y,以及中的z 约束变元为x与中的z,以及中的y. 11.设A={{1},{2},1,2},B={1,2,{1,2}},试计算 (1)(A-B); (2)(A∩B);
30、 (3)A×B.
(1)A-B ={{1},{2}}
(2)A∩B ={1,2}
(3)A×B={<{1},1>,<{1},2>,<{1},{1,2}>,<{2},1>,<{2},2>,
<{2},{1,2}>,<1,1>,<1,2>,<1, {1,2}>,<2,1>,<2,2>,
<2, {1,2}>}
12.设G=
31、给出G的图形表示; (2)写出其邻接矩阵;
(3)求出每个结点的度数; (4)画出其补图的图形.
(1)G的图形表示为:
(2)邻接矩阵:
(3)v1,v2,v3,v4,v5结点的度数依次为1,2,4,3,2
(4)补图如下:
13.设集合A={1,2,3,4},R={
32、2,3>,<3,2>,<3,4>,<4,3>} ° ° ° ° 1 2 3 4 (2)关系图为 3)因为<1,1>,<2,2>,<3,3>,<4,4>均属于R,即A的每个元素构成的有序对均在R中,故R在A上是自反的。 因有<2,3>与<3,4>属于R,但<2,4>不属于R,所以R在A上不是传递的。 14.求P®QÚR的析取范式,合取范式、主析取范式,主合取范式. P→(R∨Q) Û┐P∨(R∨Q) Û ┐P∨Q∨
33、R (析取、合取、主合取范式)
Û(┐P∧┐Q∧┐R)∨(┐P∧┐Q∧R) ∨(┐P∧Q∧R) ∨(P∧┐Q∧┐R)
∨(P∧┐Q∧R) ∨(P∧Q∧┐R) ∨(P∧Q∧R) (主析取范式)
15.设图G=
34、v3 v4 v5 o o o o o (4) 画出图G的补图的图形. (1)关系图 (2)邻接矩阵 (3)deg(v1)=2 deg(v2)=3 deg(v3)=4 deg(v4)=3 v1 v2 v3 v4 v5 o o o o o deg(v5)=2
35、 (4)补图 16.设谓词公式$x(A(x,y)∧" zB(x,y, z)) ∧" yC(y,z) 试 (1)写出量词的辖域; $x量词的辖域为(A(x,y)∧" zB(x,y, z)), " z量词的辖域为B(x,y,z), " y量词的辖域为C(y,z) (2)指出该公式的自由变元和约束变元. 自由变元为(A(x,y) ∧" zB(x,y, z))中的y,以及C(y,z)中的z. 约束变元为(A(x,y) ∧" zB(x,y, z))中的x与B(x,y,z)中的z,以及C(
36、y,z)中的y。 六、证明题 1.试证明:若R与S是集合A上的自反关系,则R∩S也是集合A上的自反关系. 证明:设"xÎA,因为R自反,所以x R x,即< x, x>ÎR; 又因为S自反,所以x R x,即< x, x >ÎS. 即< x, x>ÎR∩S 故R∩S自反. 2.试证明集合等式AÈ (BÇC)=(AÈB) Ç (AÈC) . 证明:设S= AÈ (BÇC),T=(AÈB) Ç (AÈC),若x∈S,则x∈A或x∈BÇ
37、C,即 x∈A或x∈B 且 x∈A或x∈C. 也即x∈AÈB 且 x∈AÈC ,即 x∈T,所以SÍT. 反之,若x∈T,则x∈AÈB 且 x∈AÈC, 即x∈A或x∈B 且 x∈A或x∈C, 也即x∈A或x∈BÇC,即x∈S,所以TÍS. 因此T=S. 3.试证明集合等式AÇ (BÈC)=(AÇB) È (AÇC). 证明:设S=A∩(B∪C),T=(A∩B)∪(A∩C), 若x∈S,则x∈A且x∈B∪C,即 x∈A且x∈B 或 x∈A且x∈C, 也即x∈A∩B 或 x∈A∩C ,即 x∈T,所以SÍT. 反之,若x∈T,则x∈A∩B
38、或 x∈A∩C, 即x∈A且x∈B 或 x∈A且x∈C 也即x∈A且x∈B∪C,即x∈S,所以TÍS. 因此T=S. 4.试证明集合等式AÈ (BÇC)=(AÈB) Ç (AÈC) . 证明:设S= AÈ (BÇC),T=(AÈB) Ç (AÈC),若x∈S,则x∈A或x∈BÇC,即 x∈A或x∈B 且 x∈A或x∈C. 也即x∈AÈB 且 x∈AÈC ,即 x∈T,所以SÍT. 反之,若x∈T,则x∈AÈB 且 x∈AÈC, 即x∈A或x∈B 且 x∈A或x∈C, 也即x∈A或x∈BÇC,即x∈S,所以TÍS.
39、因此T=S. 5.试证明($x)(P(x)∧R(x))Þ ($x)P(x)∧($x)R(x). 证明: (1)($x)(P(x)∧R(x)) P (2)P(a)∧R(a) ES(1) (3)P(a) T(2)I (4)($x)P(x) EG(3) (5)R(a) T(2)I (6)($x)R
40、x) EG(5) (7)($x)P(x)∧($x)R(x) T(5)(6)I 6.设m是一个取定的正整数,证明:在任取m+1个整数中,至少有两个整数,它们的差是m的整数倍 证明 设,,…,为任取的m+1个整数,用m去除它们所得余数只能是0,1,…,m-1,由抽屉原理可知,,,…,这m+1个整数中至少存在两个数和,它们被m除所得余数相同,因此和的差是m的整数倍。 7.已知A、B、C是三个集合,证明A-(B∪C)=(A-B)∩(A-C)
41、 证明 ∵xÎ A-(B∪C)Û xÎ A∧xÏ(B∪C)Û xÎ A∧(xÏB∧xÏC)Û (xÎ A∧xÏB)∧(xÎ A∧xÏC)Û xÎ(A-B)∧xÎ(A-C)Û xÎ(A-B)∩(A-C)∴A-(B∪C)=(A-B)∩(A-C) 8.(15分)设是半群,对A中任意元a和b,如a≠b必有a*b≠b*a,证明: (1)对A中每个元a,有a*a=a。 (2)对A中任意元a和b,有a*b*a=a。 (3)对A中任意元a、b和c,有a*b*c=a*c。 证明 由题意可知,若a*b=b*a,则必有a=b。 (1)由(a*a)*a=a*(a*a),所以a*a=a。
42、 (2)由a*(a*b*a)=(a*a)*(b*a)=a*b*(a*a)=(a*b*a)*a,所以有a*b*a=a。 (3)由(a*c)*(a*b*c)=(a*c*a)*(b*c)=a*(b*c)=(a*b)*c=(a*b)*(c*a*c)=(a*b*c)*(a*c),所以有a*b*c=a*c。 13. 设A,B为任意集合,证明:(A-B)-C = A-(B∪C). 证明:(A-B)-C = (A∩~B)∩~C = A∩(~B∩~C) = A∩~(B∪C) = A-(B∪C) 9.求命题公式(ØP®Q)®(P∨ØQ) 的主析取范式和主合取范式 解:(ØP®Q)®(
43、P∨ØQ)ÛØ(ØP®Q)∨(P∨ØQ)ÛØ(P∨Q)∨(P∨ØQ)Û(ØP∧ØQ)∨(P∨ØQ) Û(ØP∨P∨ØQ)∧(ØQ∨P∨ØQ)Û(P∨ØQ)ÛM1Ûm0∨m2∨m3 10.例5在边长为1的正方形内任意放置九个点,证明其中必存在三个点,使得由它们组成的三角形(可能是退化的)面积不超过1/8。 证明:把边长为1的正方形分成四个全等的小正方形,则至少有一个小正方形内有三个点,它们组成的三角形(可能是退化的)面积不超过小正方形的一半,即1/8。 11. 试证明集合等式AU( B∩C)=(AUB) ∩(AUC). 证明:设S=AU(B∩C),T=(AUB) ∩(AUC),若x∈S,
44、则x∈A或x∈B∩C, 即x∈A或x∈B且x∈A或x∈C,也即x∈AUB且x∈AUC, 即x∈T,所以sÍT. 反之,若x∈T,则x∈AUB且x∈AUC, 即x∈A或x∈B且x∈A或x∈C, 也即x∈A或x∈B∩C,即x∈S,所以TÍS. 因此T=S. 12. 利用形式演绎法证明:{P→Q, R→S, P∨R}蕴涵Q∨S。 证明:{P→Q, R→S, P∨R}蕴涵Q∨S (1) P∨R P (2) ØR→P Q(1) (3) P→Q P (4) ØR→Q Q(2)(3) (5) ØQ→R Q(4) (6) R→S P (7) ØQ→S
45、Q(5)(6) (8) Q∨S Q(7) 14.利用形式演绎法证明:{ØA∨B, ØC→ØB, C→D}蕴涵A→D。 证明:{ØA∨B, ØC→ØB, C→D}蕴涵A→D (1) A D(附加) (2) ØA∨B P (3) B Q(1)(2) (4) ØC→ØB P (5) B→C Q(4) (6) C Q(3)(5) (7) C→D P (8) D Q(6)(7) (9) A→D D(1)(8) 所以 {ØA∨B, ØC→ØB, C→D}蕴涵A→D. 15. A, B为两个任意集合,求证:A-(A∩B) = (A∪B)-B . 证明:A-(A∩B) = A∩~(A∩B) =A∩(~A∪~B) =(A∩~A)∪(A∩~B) =Æ∪(A∩~B) =(A∩~B) =A-B 而 (A∪B)-B = (A∪B)∩~B = (A∩~B)∪(B∩~B) = (A∩~B)∪Æ = A-B 所以:A-(A∩B) = (A∪B)-B.






