第一篇:離散數(shù)學(xué)習(xí)題
集合論
1.A={?,1},B={{a}}求A的冪集、A×B、A∪B、A+B。2.A={1,2,3,4,5}, R={(x,y)|x 4.A={a,b,c},R= IA ∪{(a,b),(b,a)},求a和b關(guān)于R的等價類。 5.R是A上的等價關(guān)系,A/R={{1,2},{3}},求A,R。6.請分別判斷以下結(jié)論是否一定成立,如果一定成立請證明,否則請舉出反例。 ①如果A∪B?C,則A?C或者B?C。②如果A×B=A×C且A??,則B=C。 27.如果R是A上的等價關(guān)系,R,r(R)是否一定是A上的等價關(guān)系?證明或舉例。 8.已知A∩C?B∩C,A-C?B-C,證明:A?B。9.證明:AX(B∩C)=(AXB)∩(AXC)10.證明:P(A)∪P(B)?P(A∪B)-111.證明:R[sym] iff R=R -1212.證明:r(R)=R∪IA,S(R)=R∪R,t(R)=R∪R∪...13.證明:s(R∪S)=s(R)∪s(S)14.R是A上的關(guān)系,證明:如果R是對稱的,則r(R)也是對稱的。 15.I是整數(shù)集,R={(x,y)|x-y是3的倍數(shù)},證明:R是I上的等價關(guān)系。 16.如果R是A上的等價關(guān)系,則A/R一定是A的劃分。17.R是集合A上的自反關(guān)系,S是A上的自反和對稱關(guān)系,證明t(R∪S)是A上的等價關(guān)系。18.I是正整數(shù)集合,R是I×I上的二元關(guān)系,R={< 19.f:A?B,R是B上的等價關(guān)系,令S={ 20.R是集合A上的自反關(guān)系,S是A上的自反和對稱關(guān)系,證明t(R∪S)是A上的等價關(guān)系。 21.P和Q都是集合A上的劃分,請問P∪Q,P-Q是否是A上的劃分,22.R?AXA,R[irref]且R[tra],證明:r(R)是A上的偏序關(guān)系。 23.畫出{1,2,3,4,6}上整除關(guān)系的哈斯圖,求{2,3,6}的4種元素。 24.A={a,b,c,d,e,f,g},R={(a,c),(a,e),(b,d),(b,f),(d,e),(d,f)},S=tr(R),畫出S的哈斯圖并求{b,c,d,f}的極大元等8種元素。 25.f:A→B,g:B→C都是單(滿)射,證明:復(fù)合映射gof一定是單(滿)射。 26.f:A→B,g:B→C,gof是單射,請問f和g是否一定是單射?請證明或舉出反例。27.R是實數(shù)集,f:R×R?R×R,f( 代數(shù)系統(tǒng) 1. 2.求 3.R是實數(shù)集,在R上定義運(yùn)算*為x*y=x+y+xy,問: 5.R是實數(shù)集,R上的6運(yùn)算定義如下:對R中元素x,y,f1( 6. 7.證明:如果群G中每個元素的逆元素都是它自已,則G是交換群。 8.循環(huán)群一定是交換群。 9.證明:階為素數(shù)的群一定是循環(huán)群。 -110. 11.整數(shù)集Z上定義運(yùn)算*:對任意整數(shù)x和y,x*y=x+y-4,其中+,-為普通加減法。證明: 12.證明:如果群G中至少有兩個元素,則群中沒有零元。13.S是G的子群,證明:{x|x是S的左陪集}是G的一個劃分 14. 15.H,K都是群G的子群,請問H∩K,H∪K,H-K是否一定是G的子群? 16.H,K是G的兩個子群,a?G, 試證:aH?aK當(dāng)且僅當(dāng)H?K。17.G={1,3,4,5,9},*是模11的乘法(即x*y=xy mod 11),請問(G,*)是否構(gòu)成群? n18. 19.S是G的子群,證明:{x|x是S的左陪集}是G的一個劃分 20.G是群,證明:S={a?G|?x?G(ax=xa)},則S是G的子群。21. ++23.R為實數(shù)集,R為正實數(shù)集, 1.如何判斷二部圖?完全圖、完全二部圖的邊數(shù)。2.如何求E回路? 3.Petersen圖是否為E圖或H圖。 4.哪些完全圖是H圖?哪些完全圖是E圖? 5.n為何值時輪圖為H圖? 6.如何求最小生成樹。 7.證明:奇數(shù)個頂點的二部圖(兩步圖)不是哈密爾頓圖。8.證明:如果G是歐拉圖,則其邊圖L(G)也是歐拉圖。9.證明:奇數(shù)個頂點的二部圖(兩步圖)不是哈密爾頓圖。10.G是平面圖,G有m條邊,n個頂點,證明:m?3n-6。并由此證明K5不是平面圖。 11.證明:有6個頂點的簡單無向圖G和它的補(bǔ)圖中至少有一個三角形。 12.證明:在至少有兩個頂點的無向樹中,至少有2個一度頂點。 13.G是無向簡單連通圖,G有n個頂點,則G最少有幾條邊,最多有幾條邊? 14.證明:簡單無向圖G和它的補(bǔ)圖中至少有一個是連通圖。15.證明:無向圖中奇度點(度數(shù)為奇數(shù)的點)有偶數(shù)個。16.證明:n個頂點的無向連通圖至少有n-1條邊。17.G是H圖,V是G的頂點集,證明:對任意頂點集S,??S?V,都有ω(G-S)≤|S|。其中ω(G-S)表示G-S的分圖數(shù)目。18.一棵無向樹有3個3次點,1個頂點次數(shù)為2,其余頂點次數(shù)為1,問它有幾個次數(shù)為1的頂點?寫出求解過程。19.證明:每個簡單平面圖都包含一個次至多為5的頂點。20.連通平面圖G有n個頂點,m條邊和f個面,證明:n-m+f=2。21.如果圖G的最大頂點次數(shù)≤ρ,證明:G是ρ+1可點著色的。 22.G是無向簡單連通圖,G有n個頂點,則G最少有幾條邊,最多有幾條邊? 23.如果一個簡單圖G和它的補(bǔ)圖同構(gòu),則稱G是自補(bǔ)圖,求所有4個頂點自補(bǔ)圖。 24.G是平面圖,G有m條邊,n個頂點,證明:m?3n-6。如果G中無三角形,則m?2n-4。數(shù)理邏輯 1.如果今天是星期一,則要進(jìn)行英語或數(shù)理邏輯考試。 沒有不犯錯誤的人。整數(shù)都是有理數(shù)。有的有理數(shù)不是整數(shù)。 不存在最大的整數(shù)。有且只有一個偶數(shù)是素數(shù)。2.求真值表及范式:P?(┓Q?R)、(┓Q?R)?(P?R)3.推理: p?(q?r),┓s∨p,q ├ s?r p?r,q?s,p∨q ├ r∨s p∨q,p?┓r,s?t,┓s?r,┓t ├ q p?(┓(r∧s)?┓q),p,┓s ├ ┓q 4.如果小王是理科學(xué)生,他一定會學(xué)好數(shù)學(xué)。如果小王不是文科學(xué)生,他一定是理科學(xué)生。小王沒學(xué)好數(shù)學(xué)。所以小王是文科學(xué)生。 5.判斷各公式在給定解釋時的真假值,并且改變論域使該公式在新的解釋下取值相反。論域:D={-2,3,6}, F(x):x≤3, G(x):x>5, R(x,y):x+y<4 ①?x(F(x)∨G(x))②?y?yR(x,y) 離散數(shù)學(xué)考試試題(A卷及答案) 一、(10分)某項工作需要派A、B、C和D 4個人中的2個人去完成,按下面3個條件,有幾種派法?如何派? (1)若A去,則C和D中要去1個人; (2)B和C不能都去; (3)若C去,則D留下。 解設(shè)A:A去工作;B:B去工作;C:C去工作;D:D去工作。則根據(jù)題意應(yīng)有:A?C?D,?(B∧C),C??D必須同時成立。因此 (A?C?D)∧?(B∧C)∧(C??D) ?(?A∨(C∧? D)∨(?C∧D))∧(?B∨?C)∧(?C∨?D) ?(?A∨(C∧? D)∨(?C∧D))∧((?B∧?C)∨(?B∧?D)∨?C∨(?C∧?D)) ?(?A∧?B∧?C)∨(?A∧?B∧?D)∨(?A∧?C)∨(?A∧?C∧?D) ∨(C∧? D∧?B∧?C)∨(C∧? D∧?B∧?D)∨(C∧? D∧?C)∨(C∧? D∧?C∧?D)∨(?C∧D∧?B∧?C)∨(?C∧D∧?B∧?D)∨(?C∧D∧?C)∨(?C∧D∧?C∧?D) ?F∨F∨(?A∧?C)∨F∨F∨(C∧? D∧?B)∨F∨F∨(?C∧D∧?B)∨F∨(?C∧D)∨F ?(?A∧?C)∨(?B∧C∧? D)∨(?C∧D∧?B)∨(?C∧D) ?(?A∧?C)∨(?B∧C∧? D)∨(?C∧D) ?T 故有三種派法:B∧D,A∧C,A∧D。 二、(15分)在謂詞邏輯中構(gòu)造下面推理的證明:某學(xué)術(shù)會議的每個成員都是專家并且是工人,有些成員是青年人,所以,有些成員是青年專家。 解:論域:所有人的集合。S(x):x是專家;W(x):x是工人;Y(x):x是青年人;則推理化形式為: ?x(S(x)∧W(x)),?xY(x)?x(S(x)∧Y(x)) 下面給出證明: (1)?xY(x)P (2)Y(c)T(1),ES (3)?x(S(x)∧W(x))P (4)S(c)∧W(c)T(3),US (5)S(c)T(4),I (6)S(c)∧Y(c)T(2)(5),I (7)?x(S(x)∧Y(x))T(6),EG 三、(10分)設(shè)A、B和C是三個集合,則A?B??(B?A)。 證明:A?B??x(x∈A→x∈B)∧?x(x∈B∧x?A)??x(x?A∨x∈B)∧?x(x∈B∧x?A) ???x(x∈A∧x?B)∧??x(x?B∨x∈A)???x(x∈A∧x?B)∨??x(x∈A∨x?B) ??(?x(x∈A∧x?B)∧?x(x∈A∨x?B))??(?x(x∈A∧x?B)∧?x(x∈B→x∈A)) ??(B?A)。 四、(15分)設(shè)A={1,2,3,4,5},R是A上的二元關(guān)系,且R={<2,1>,<2,5>,<2,4>,<3,4>,<4,4>,<5,2>},求r(R)、s(R)和t(R)。 解r(R)=R∪IA={<2,1>,<2,5>,<2,4>,<3,4>,<4,4>,<5,2>,<1,1>,<2,2>,<3,3>,<4,4>,<5,5>} s(R)=R∪R={<2,1>,<2,5>,<2,4>,<3,4>,<4,4>,<5,2>,<1,2>,<4,2>,<4,3>} R={<2,2>,<2,4>,<3,4>,<4,4>,<5,1>,<5,5>,<5,4>} R={<2,1>,<2,5>,<2,4>,<3,4>,<4,4>,<5,2>,<5,4>} R={<2,2>,<2,4>,<3,4>,<4,4>,<5,1>,<5,5>,<5,4>}=R t(R)=?Ri={<2,1>,<2,5>,<2,4>,<3,4>,<4,4>,<5,2>,<2,2>,<5,1>,<5,4>,<5,i?1?4232- 15>}。 五、(10分)R是非空集合A上的二元關(guān)系,若R是對稱的,則r(R)和t(R)是對稱的。 證明對任意的x、y∈A,若xr(R)y,則由r(R)=R∪IA得,xRy或xIAy。因R與IA對稱,所以有yRx或yIAx,于是yr(R)x。所以r(R)是對稱的。 下證對任意正整數(shù)n,R對稱。 因R對稱,則有xRy??z(xRz∧zRy)??z(zRx∧yRz)?yRx,所以R對稱。若Rn對稱,則xRn?1y??z(xRnz∧zRy)??z(zRnx∧yRz)?yRn?1x,所以Rn?1對稱。因此,對任意正整數(shù)n,Rn對稱。對任意的x、y∈A,若xt(R)y,則存在m使得xRy,于是有yRx,即有yt(R)x。因此,t(R)是對稱的。 六、(10分)若f:A→B是雙射,則f:B→A是雙射。 證明因為f:A→B是雙射,則f是B到A的函數(shù)。下證f是雙射。 對任意x∈A,必存在y∈B使f(x)=y(tǒng),從而f(y)=x,所以f是滿射。 對任意的y1、y2∈B,若f(y1)=f(y2)=x,則f(x)=y(tǒng)1,f(x)=y(tǒng)2。因為f:A→B是函數(shù),則y1=y(tǒng)2。所以f是單射。 綜上可得,f:B→A是雙射。 七、(10分)設(shè) 證明因為 因為S是有限集,所以必存在j>i,使得bi=bj。令p=j(luò)-i,則bj=bp*bj。所以對q≥i,有bq=bp*bq。 因為p≥1,所以總可找到k≥1,使得kp≥i。對于bkp∈S,有bkp=bp*bkp=bp*(bp*bkp)=…=232-1-1-1-1-1-1-1-1-1mm222nbkp*bkp。 令a=bkp,則a∈S且a*a=a。 八、(20分)(1)若G是連通的平面圖,且G的每個面的次數(shù)至少為l(l≥3),則G的邊數(shù)m與結(jié)點數(shù)n有如下關(guān)系: m≤ rl(n-2)。l?2l證明設(shè)G有r個面,則2m= 2)。?d(f)≥lr。由歐拉公式得,n-m+r=2。于是,m≤l?2(n-ii? 1(2)設(shè)平面圖G= 證明設(shè)G= 離散數(shù)學(xué)考試試題(B卷及答案) 一、(10分)證明(P∨Q)∧(P?R)∧(Q?S)S∨R 證明因為S∨R??R?S,所以,即要證(P∨Q)∧(P?R)∧(Q?S)?R?S。 (1)?R附加前提 (2)P?RP (3)?PT(1)(2),I (4)P∨QP (5)QT(3)(4),I (6)Q?SP (7)ST(5)(6),I (8)?R?SCP (9)S∨RT(8),E 二、(15分)根據(jù)推理理論證明:每個考生或者勤奮或者聰明,所有勤奮的人都將有所作為,但并非所有考生都將有所作為,所以,一定有些考生是聰明的。 設(shè)P(e):e是考生,Q(e):e將有所作為,A(e):e是勤奮的,B(e):e是聰明的,個體域:人的集合,則命題可符號化為:?x(P(x)?(A(x)∨B(x))),?x(A(x)?Q(x)),??x(P(x)?Q(x))?x(P(x)∧B(x))。 (1)??x(P(x)?Q(x))P (2)??x(?P(x)∨Q(x))T(1),E (3)?x(P(x)∧?Q(x))T(2),E (4)P(a)∧?Q(a)T(3),ES (5)P(a)T(4),I (6)?Q(a)T(4),I (7)?x(P(x)?(A(x)∨B(x))P (8)P(a)?(A(a)∨B(a))T(7),US (9)A(a)∨B(a)T(8)(5),I (10)?x(A(x)?Q(x))P (11)A(a)?Q(a)T(10),US (12)?A(a)T(11)(6),I (13)B(a)T(12)(9),I (14)P(a)∧B(a)T(5)(13),I (15)?x(P(x)∧B(x))T(14),EG 三、(10分)某班有25名學(xué)生,其中14人會打籃球,12人會打排球,6人會打籃球和排球,5人會打籃球和網(wǎng)球,還有2人會打這三種球。而6個會打網(wǎng)球的人都會打另外一種球,求不會打這三種球的人數(shù)。 解設(shè)A、B、C分別表示會打排球、網(wǎng)球和籃球的學(xué)生集合。則: |A|=12,|B|=6,|C|=14,|A∩C|=6,|B∩C|=5,|A∩B∩C|=2,|(A∪C)∩B|=6。 因為|(A∪C)∩B|=(A∩B)∪(B∩C)|=|(A∩B)|+|(B∩C)|-|A∩B∩C|=|(A∩B)|+5-2=6,所以|(A∩ B)|=3。于是|A∪B∪C|=12+6+14-6-5-3+2=20,|A?B?C|=25-20=5。故,不會打這三種球的共5人。 四、(10分)設(shè)A1、A2和A3是全集U的子集,則形如?Ai?(Ai?為Ai或Ai)的集合稱為由A1、A2和 i?1 3A3產(chǎn)生的小項。試證由A1、A2和A3所產(chǎn)生的所有非空小項的集合構(gòu)成全集U的一個劃分。 證明小項共8個,設(shè)有r個非空小項s1、s2、…、sr(r≤8)。 對任意的a∈U,則a∈Ai或a∈Ai,兩者必有一個成立,取Ai?為包含元素a的Ai或Ai,則a∈?Ai?,i?13即有a∈?si,于是U??si。又顯然有?si?U,所以U=?si。 i?1i?1i?1i?1rrrr 任取兩個非空小項sp和sq,若sp≠sq,則必存在某個Ai和Ai分別出現(xiàn)在sp和sq中,于是sp∩sq=?。綜上可知,{s1,s2,…,sr}是U的一個劃分。 五、(15分)設(shè)R是A上的二元關(guān)系,則:R是傳遞的?R*R?R。 證明(5)若R是傳遞的,則 反之,若R*R?R,則對任意的x、y、z∈A,如果xRz且zRy,則 六、(15分)若G為連通平面圖,則n-m+r=2,其中,n、m、r分別為G的結(jié)點數(shù)、邊數(shù)和面數(shù)。證明對G的邊數(shù)m作歸納法。 當(dāng)m=0時,由于G是連通圖,所以G為平凡圖,此時n=1,r=1,結(jié)論自然成立。 假設(shè)對邊數(shù)小于m的連通平面圖結(jié)論成立。下面考慮連通平面圖G的邊數(shù)為m的情況。 設(shè)e是G的一條邊,從G中刪去e后得到的圖記為G?,并設(shè)其結(jié)點數(shù)、邊數(shù)和面數(shù)分別為n?、m?和r?。對e分為下列情況來討論: 若e為割邊,則G?有兩個連通分支G1和G2。Gi的結(jié)點數(shù)、邊數(shù)和面數(shù)分別為ni、mi和ri。顯然n1+n2=n?=n,m1+m2=m?=m-1,r1+r2=r?+1=r+1。由歸納假設(shè)有n1-m1+r1=2,n2-m2+r2=2,從而(n1+n2)-(m1+m2)+(r1+r2)=4,n-(m-1)+(r+1)=4,即n-m+r=2。 若e不為割邊,則n?=n,m?=m-1,r?=r-1,由歸納假設(shè)有n?-m?+r?=2,從而n-(m-1)+r-1=2,即n-m+r=2。 由數(shù)學(xué)歸納法知,結(jié)論成立。 七、(10分)設(shè)函數(shù)g:A→B,f:B→C,則: (1)f?g是A到C的函數(shù); (2)對任意的x∈A,有f?g(x)=f(g(x))。 證明(1)對任意的x∈A,因為g:A→B是函數(shù),則存在y∈B使 對任意的x∈A,若存在y1、y2∈C,使得 綜上可知,f?g是A到C的函數(shù)。 (2)對任意的x∈A,由g:A→B是函數(shù),有 八、(15分)設(shè) 一個等價關(guān)系,且[a]R=aH。 證明對于任意a∈G,必有a1∈G使得a1*a=e∈H,所以∈R。-- 若∈R,則a1*b∈H。因為H是G的子群,故(a1*b)1=b1*a∈H。所以∈R。---- 若∈R,∈R,則a1*b∈H,b1*c∈H。因為H是G的子群,所以(a1*b)*(b1*c)=a---- -1*c∈H,故∈R。 綜上可得,R是G中的一個等價關(guān)系。 對于任意的b∈[a]R,有∈R,a1*b∈H,則存在h∈H使得a1*b=h,b=a*h,于是b∈aH,-- [a]R?aH。對任意的b∈aH,存在h∈H使得b=a*h,a1*b=h∈H,∈R,故aH?[a]R。所以,[a]R- =aH。 習(xí)題五 1.設(shè)個體域D={a,b,c},在D中消去公式?x(F(x)??yG(y))的量詞。甲乙用了不同的演算過程: 甲的演算過程如下: ?x(F(x)??yG(y))??x(F(x)?(G(a)?G(b)?G(c)))?(F(a)?(G(a)?G(b)?G(c))) ?(F(b)?(G(a)?G(b)?G(c)))?(F(c)?(G(a)?G(b)?G(c)))?(F(a)?F(b)?F(c))?(G(a)?G(b)?G(c))乙的演算過程如下: ?x(F(x)??yG(y))??xF(x)??yG(y)?(F(a)?F(b)?F(c))?(G(a)?G(b)?G(c)) 顯然,乙的演算過程簡單,試指出乙在演算過程中的關(guān)鍵步驟。 解:乙在演算中的關(guān)鍵步驟是,在演算開始就利用量詞轄域收縮與擴(kuò)張等值式,將量詞的轄域縮小,因而演算簡單。 2.設(shè)個體域D={a,b,c},消去下列各式的量詞: (1)?x?y(F(x)?G(y))(2)?x?y(F(x)?G(y))(3)?xF(x)??yG(y)(4)?(xF(x,y)??yG(y)) 解: (1)(F(a)?F(b)?F(c))?(G(a)?G(b)?G(c))(2)(F(a)?F(b)?F(c))?(G(a)?G(b)?G(c))(3)(F(a)?F(b)?F(c))?(G(a)?G(b)?G(c))(4)(F(a,y)?F(b,y)?F(c,y))?(G(a)?G(b)?G(c))在(1)(2)(4)中均將量詞的轄域縮小,所以演算結(jié)果都比較簡單 3.設(shè)個體域D={1,2},請給出兩種不同的解釋I1和I2,使得下面公式在I1下都是真命題,而在I2下都是假命題。(1)?x(F(x)?G(x))(2)?x(F(x)?G(x))解: 解釋I1為:個體為實數(shù)集合R,F(xiàn)(x):x為自然數(shù),G(x):x為整數(shù)。在I1下,(1)為自然數(shù)都是整數(shù),(2)為存在整數(shù)為自然數(shù)。他們都是真命題 解釋I2為:個體域仍為實數(shù)集R,F(xiàn)(x):x是無理數(shù),G(x):x能表示成分?jǐn)?shù),在I2下,(1)為無理數(shù)都能表示成分?jǐn)?shù),(2)為存在能表示成分?jǐn)?shù)的無理數(shù),他們都是假命題 4.給定公式A??xF(x)??xF(x) (1)在解釋I1中,個體域D1={a},證明公式A在I1下的真值為1.(2)在解釋I2中,個體域D2={a1,a2,?,an},n?2,A在I2下的真值還一定是1嗎?為什么? 解: (1)在I1下,?xF(x)??xF(x)?F(a)?F(a)??F(a)?F(a)?1(2)在I2下 ?xF(x)??xF(x)?(F(a1)?F(a2)???F(an))?(F(a1)?F(a2)???F(an)) 為可滿足式,設(shè)F(x):x為奇數(shù),ai?i,i?1,2,?n,n?2,此時,蘊(yùn)涵式前件為真,后件為假,故蘊(yùn)含式為假,若令F(x);x為整數(shù),則蘊(yùn)含式前后件均為真,所以(2)中公式在I2下為可滿足式 5.給定解釋I如下:(a)個體域D={3,4};(b)f(x)為f(3)?4,f(4)?3; (c)F(x,y)為F(3,3)?F(4,4)?0,F(3,4)?F(4,3)?1.試求下列公式在I下的真值。 (1)?x?yF(x,y)(2)?x?yF(x,y)(3)?x?yF(x,y)?F(f(x),f(y))) 解: (1) ?x?yF(x,y)??x(F(x,3)?F(x,4))?(F(3,3)?F(3,4))?(F(4,3)?F(4,4))?1?1?1(2) ??x(F(x,3)?F(x,4))?(F(3,3)?F(3,4))?(F(4,3)?F(4,4)?0(3) ??x((F(x,3)?F(f(x),f(3)))?(F(x,4)?F(f(x),f(4))))?(((F(3,3)?F(f(3),f(3)))?(F(3,4)?F(f(3),f(4))))?(((F(4,3)?F(f(4),f(3)))?(F(4,4)?F(f(4),f(4))))?1 6.甲使用量詞轄域收縮與擴(kuò)張等值式進(jìn)行如下演算 ?x(F(x)?G(x,y))??xF(x)?G(x,y) 乙說甲錯了,乙說的對嗎?為什么? 解:乙說的對,甲錯了,全稱量詞?的指導(dǎo)變元x,轄域為(F(x)?G(x,y)),其中F(x)與G(x,y)都是x的約束變元,因而不能講量詞的轄域變小 7.請指出下面等值運(yùn)算的兩處錯誤 ??x?y(F(x)?(G(y)?H(x,y))??x?y(F(x)?(G(y)?H(x,y))??x?y((F(x)?G(y))?H(x,y)) 解: 演算的第一步,應(yīng)用量詞轄域收縮與擴(kuò)張算值式時丟掉了否定連接詞?,演算的第二步,在原錯的基礎(chǔ)上又用錯了等值式 (F(x)?G(y)?H(x,y))和(F(x)?G(y)?H(x,y))不等值 8.在一階邏輯中將下列命題符號化,要求用兩種不同的等值形式(1)沒有小于負(fù)數(shù)的正數(shù) (2)相等的兩個角未必都是對頂角 解: (1)??x(F(x)?G(x))??x(G(x)??F(x)) 其中F(x):x小于負(fù)數(shù),G(x):x是正數(shù) (2)??x?y(F(x)?F(y)?H(x,y)?L(x,y)??x?y(F(x)?F(y)?H(x,y)??L(x,y))其中F(x):x是角,H(x,y):x=y,L(x,y):x和y是對頂角 9.設(shè)個體域D為實數(shù)集合,命題“有的實數(shù)既是有理數(shù)又是無理數(shù)”,這顯然是個假命題。可是某人卻說這是真命題,其理由如下 設(shè)F(x):x是有理數(shù),G(x):x是無理數(shù)。?xF(x),?xG(x)都是真命題,于是,?xF(x)??xG(x)??x(F(x)?G(x))由于?xF(x)??xG(x)是真命題,故?x(F(x)?G(x))也是真命題,即有的實數(shù)是有理數(shù),也是無理數(shù)這個人的結(jié)論對嗎?為什么? 解:存在量詞對?無分配律 10.在求前束范式時有人說??x(F(x)?G(x,y))已是前束范式,理由是量詞已在公式的前面,他說的對嗎?為什么? 解:在前束范式中,否定聯(lián)結(jié)詞不能在量詞前面出現(xiàn) 11.有人說無法求公式 ?x(F(x)?G(x))??xG(x,y)的前束范式,因為公式中的兩個量詞的指導(dǎo)變元相同。他的理由對嗎?為什么? 換名規(guī)則可以使兩個指導(dǎo)變元不相同 12.求下列各式的前束范式:(1)?xF(x)??yG(x,y)(2)?x(F(x,y)??yG(x,y,z))(3)?xF(x,y)??xG(x,y) (4)?x1(F(x1)?G(x1,x2))?(?x2H(x2)??x3L(x2,x3))(5)?x1F(x1,x2)?(F(x1)???x2G(x1,x2))解: (1)?x?y(F(x)?G(z,y))(2)?x?t(F(x,t)?G(x,t,z)) (3)?x1?x2?x3?x4((F(x1,y)?G(x2,y))?(G(x3,y)?F(x4,y)))(4)?y1?y2?y3((F(y1)?G(y1,x2))?(H(y2)?L(x2,y3)))(5)?y1?y2(F(y1,x2)?(F(x1)??G(x1,y2))) 13.將下列命題符號化,要求符號化的公式權(quán)威前束范式:(1)有點火車比有的汽車跑的快(2)有的火車比所有的汽車跑的快 (3)說有的火車比所有汽車跑得快是不對的(4)說有的飛機(jī)比有的汽車慢也是不對的 解: (1)?x?y(F(x)?G(y)?H(x,y))其中F(x):x是汽車 G(y):y是 火車 H(x,y):x比y跑得快(2)?x?y(F(x)?(G(y)?H(x,y)))其中F(x):x是火車 G(y):y是 汽車 H(x,y):x比y跑得快 (3)?x?y(F(x)?G(y)??H(x,y))其中F(x):x是火車 G(y):y是 汽車H(x,y):x比y跑得快 (4)?x?y(F(x)?G(y)??H(x,y))其中F(x):x是飛機(jī) G(y):y是 汽車 H(x,y):x比y跑得慢 14.在自然推理系統(tǒng)F中,指出下面各證明序列中的錯誤:(1)①F(x)??xG(x)前提引入 ②F(c)?G(c)①EI規(guī)則(2)①?xF(x)??yG(y)前提引入 ②F(a)?F(b)①EI規(guī)則(3)①F(y)?G(y)前提引入 ②?x(F(x)?G(x))①EG規(guī)則(4)①F(a)?F(b)前提引入 ②?x(F(x)?G(x))①EG規(guī)則(5)①F(c)?G(c)前提引入 ②?x(F(x)?G(x))①UG規(guī)則 解:(1)對F(x)??xG(x)不能使用EI規(guī)則,它不是前束范式,首先化成前束范式F(x)??xG(x)??x(F(y)?G(x)),因為量詞轄域(F(y)?G(x)中,除了x還有自由出現(xiàn)的y所以不能用EI規(guī)則 (2)對?xF(x)??yG(y)也應(yīng)該先化成前束范式才能消去量詞,其前束范式為?x?y(F(x)?G(y)),要消去量詞,既要用UI規(guī)則,又要用EI規(guī)則(3)這里A(y)=F(y)?G(y)滿足要求 (4)這里,使F(a)為真的a不一定使G(a)為真,同樣的,使G(b)為真的b不一定使F(b)為真 (5)這里,c為個體常項,不能對F(c)?G(c)引入全稱量詞 15.在自然推理系統(tǒng)F中,構(gòu)造下面推理的證明:(1)前提:?xF(x)??y((F(y)?G(y))?R(y)),?xF(x) 結(jié)論:?xR(x) (2)前提:?x(F(x)?(G(a)?R(x))),?xF(x) 結(jié)論:?x(F(x)?R(x))(3)前提:?x(F(x)?G(x)),??xG(x) 結(jié)論:?xF(x) (4)前提:?x(F(x)?G(x)),?x(?G(x)??R(x)),?xR(x) 結(jié)論:?xF(x) (1)證明:1 ?xF(x) 前提引入 ?xF(x)??y((F(y)?G(y))?R(y)) 前提引入 ?y((F(y)?G(y))?R(y) 2假言推理 F(c)EI(F(c)?G(c))?R(c) UI F(c)?G(c) 附加 R(c)6假言推理 ?xR(x) 7EG (2)證明:1 ?xF(x) 前提引入 ?x(?H(x)),?x?F(x)?x(F(a)?G(a))?),G(a)I(y)H(a)????x(F(x)?(G(a)?R(x))) ?x(G(a)?H(a)?I(a))前提引入 F(c)EI F(c)?(G(a)?R(c)) UI G(a)?R(c)4假言推理 R(c) 5化簡 F(c)?R(c)6合取 ?x(F(x)?R(x)) 7EG (3)證明:1 ??xF(x) 前提引入?x?F(x) 1置換?F(c) 2UI ?x(F(x)?G(x)) 前提引入F(c)?G(c) 4UI 6F(c)5析取三段論?xF(x) 6EG(4)證明:1 ?x(F(x)?G(x)) 前提引入 F(y)?G(y)UI ?x(?G(x)??R(X)) 前提引入 ?G(y)??R(y) UI ?xR(x) 前提引入 R(y) 5UI ?G(y) 6析取三段論 8F(y) 27析取三段論 ?xF(x) UG 16.找一個解釋I,在I下,使得?xF(x)??xG(x)為真,而使得?x(F(x)??G(x))為假,從而說明?xF(x)??xG(x)??x(F(x)??G(x))。解:取個體域為自然數(shù)集合N,F(xiàn)(x):x為奇數(shù),G(x):x 為偶數(shù)。顯然在以上解釋下?xF(x)??xG(x)為真而?x(F(x)?G(x))為假。 17.給定推理如下: 前提:?x(F(x)??G(x)),?x(H(x)?G(x)) 結(jié)論:?x(H(x)??F(x))。 有些人給出的證明如下: 證明: ①?xH(x)附加前提引入 ②H(y) ③?x(H(x)?G(x)) ④H(y)?G(y) ⑤G(y) ⑥?x(F(x)??G(x)) ⑦F(y)??G(y) ⑧?F(y) ⑨?x?F(x) 解:根據(jù)16題可知兩公式并不等價。 ①UI 前提引入 ③UI ②⑤假言推理 前提引入 ⑥UI ⑤⑦拒取式 ⑧UG 并且說,由附加前提證明法可知,推理正確,請指出以上證明的錯誤。18.給出上題(17)推理的正確證明(注意,不能使用附加前提證明法)。 證明:1 ?x(F(x)??G(x)) 前提引入 ?x(H(x)?G(x)) 前提引入 F(y)??G(y)UI H(y)?G(y) 2UI G(y)??F(y) 3置換H(y)??F(y)5假言三段論?x(H(x)??F(x))UG 19.在自然推理系統(tǒng)F中,構(gòu)造下列推理的證明: 前提:?xF(x)??xG(x) 結(jié)論:?x(F(x)?G(x)) 證明:1?xF(x)??xG(x) 前提引入 ?yF(y)??xG(x) 換名規(guī)則 ?y?x(F(x)?G(x))化簡 ?x(F(x)?G(x))EI 20.在自然推理系統(tǒng)F中,構(gòu)造下列推理的證明(可以使用附加前提證明法):(1)前提:?x(F(x)?G(x)) 結(jié)論:?xF(x)??xG(x)(2)前提:?x(F(x)?G(x)) 結(jié)論:??xF(x)??xG(x) 證明:(1).1?xF(x) 附加前提引入 F(y)UI ?x(F(x)?G(x)) 前提引入 F(y)?G(y) 3UI G(y)3假言推理 ?xG(x) (2)1 ??xF(x) 附加前提引入?x?F(x) 置換原則?F(c) 2EI ?x(F(x)?G(x)) 前提引入 F(c)?G(c) UI G(c) 5析取三段論?xG(x) EG 21.在自然推理系統(tǒng)中,構(gòu)造下面推理的證明: 沒有白色的烏鴉,北京鴨都是白色的。因此,北京鴨都不是烏鴉。 設(shè)F(x):x是烏鴉,G(x):x是北京鴨,H(x):x是白色的。前提 ??x(F(x)?H(x)),?x(G(x)?H(x))結(jié)論 ?x(G(x)??F(x)) 證明:1 ??x(F(x)?H(x)) 前提引入 2 ?x?(F(x)?H(x)) 置換原則 3 ?x(?F(x)??H(x)) 置換原則 4 ?x(?H(x)??F(x)) H(y)??F(y) 4UI 6 ?x(G(x)?H(x)) 前提引入 7 G(y)?H(y) 5UI 8 G(y)??F(y) 7假言三段論 9 ?x(G(x)??F(x)) 8UG 22.在自然推理系統(tǒng)F中,構(gòu)造下面推理的證明: (1)偶數(shù)都能被2整除。6是偶數(shù)。所以6能被2整除。 (2)凡大學(xué)生都是勤奮的。王曉山不勤奮,所以王曉山不是大學(xué)生。 (1)設(shè)F(x):x為偶數(shù),G(x):x能被2整除 前提 ?x(F(x)?G(x)),F(6)結(jié)論 G(6)證明:1 ?x(F(x)?G(x)) 前提引入 F(6)?G(6) 1UI F(6) 前提引入 G(6) 3假言推理 (2)設(shè)F(x):x是大學(xué)生,G(x):x是勤奮的,a 王曉山 前提 ?x(F(x)?G(x)),?G(a),結(jié)論 ?F(a) 證明:1 ?x(F(x)?G(x)) 前提引入 F(a)?G(a) 1UI ?G(a) 前提引入 ?F(a)3 據(jù)取式 23.在自然推理系統(tǒng)F中,證明下面推理: (1)每個有理數(shù)都是實數(shù)。有的有理數(shù)是整數(shù)。因此,有的實數(shù)是整數(shù)9(2)有理數(shù),無理數(shù)都是實數(shù)。虛數(shù)不是實數(shù)。因此,虛數(shù)既不是有理數(shù)也不是無理數(shù)。 (1)設(shè)F(x):x是有理數(shù),G(x):x實數(shù),H(x):x是整數(shù) 前提 ?x(F(x)?G(x)),?x(F(x)?H(x)) 結(jié)論 ?x(G(x)?H(x)) (2)設(shè)F(x):x是有理數(shù),G(x):x是無理數(shù),H(x):x是實數(shù),I(x):x是虛數(shù) 前提 ?x((F(x)?G(x))?H(x)),?x(I(x)??H(x))結(jié)論 ?x(I(x)?(?F(x)?G(x))) 證明:1 ?x(I(x)??H(x)) 前提引入 I(y)??H(y) UI ?x((F(x)?G(x))?H(x)), 前提引入 4(F(y)?G(y))?H(y)UI ?H(y)?(?F(y)??G(y)) 置換 I(y)?(?F(y)??G(y)) 5假言三段論 ?x(I(x)?(?F(x)??G(x)) UG 24.在自然推理系統(tǒng)F中,構(gòu)造下面推理的證明: 每個喜歡不行的人都不喜歡騎自行車。每個人或者喜歡騎自行車或者喜歡乘汽車。有的人不喜歡乘汽車,所以有的人不喜歡步行。(個體域為人類集合) 設(shè)F(x):x喜歡步行,G(x):x喜歡騎自行車,H(x):x喜歡乘汽車 前提 ?x(F(x)?G(x),?x(G(x)?H(x)),??xH(x)結(jié)論 ??xF(x) 證明:1 ??xH(x) 前提引入 ?H(c) UI x(G(x)?H(x)) 前提引入 G(c)?H(c)UI G(c) 4析取三段論 ?x(F(x)??G(x)) 前提引入 F(c)??G(c) UI ?F(c) 57拒取式 ?x?F(x) 8UG 25.在自然推理系統(tǒng)F中,構(gòu)造下列推理的證明(個體域為人類集合): 每個科學(xué)工作者都是刻苦鉆研的,每個刻苦鉆研而又聰明的人在他的事業(yè)中都將獲得成功。王大海是科學(xué)工作者,并且是聰明的,所以王大海在他的事業(yè)中將獲得成功。 設(shè)F(x):x是科學(xué)工作者,G(x):x是刻苦鉆研的,H(x):x是聰明的,I(x):x在事業(yè)中獲得成功 前提 ?x(F(x)?G(x)),?x(G(x)?H(x)?I(x)),a:王大海,F(xiàn)(a),H(a)結(jié)論 I(a)證明:1 F(a) 前提引入 ?x(F(x)?G(x)) 前提引入 F(a)?G(a) 2UI G(a)3假言推論 H(a) 前提引入 ?x(G(x)?H(x)?I(x)) 前提引入 G(a)?H(a)?I(a) 6UI G(a)?H(a)5合取 I(a)8假言推論 第一章部分課后習(xí)題參考答案 設(shè)p、q的真值為0;r、s的真值為1,求下列各命題公式的真值。 (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?1 17.判斷下面一段論述是否為真:“?是無理數(shù)。并且,如果3是無理數(shù),則2也是無理數(shù)。另外,只有6能被2整除,6才能被4整除。” 答:p: ?是無理數(shù) q: 3是無理數(shù) 0 r: 2是無理數(shù) s: 6能被2整除t: 6能被4整除 0 命題符號化為: p∧(q→r)∧(t→s)的真值為1,所以這一段的論述為真。19.用真值表判斷下列公式的類型:(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 0 0 0 0 0 0 0 0 所以公式類型為永真式 (5)公式類型為可滿足式(方法如上例)(6)公式類型為永真式(方法如上例) 第二章部分課后習(xí)題參考答案 3.用等值演算法判斷下列公式的類型,對不是重言式的可滿足式,再用真值表法求出成真賦值.1(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 所以公式類型為永真式 (3)P q r p∨q p∧r (p∨q)→(p∧r)0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 所以公式類型為可滿足式 4.用等值演算法證明下面等值式:(2)(p→q)∧(p→r)?(p→(q∧r))(4)(p∧?q)∨(?p∧q)?(p∨q)∧?(p∧q)證明(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與主合取范式,并求成真賦值 (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)?m0?m2?m3 ?∑(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)? M1 ?∏(1)(2)主合取范式為: ?(p→q)?q?r??(?p?q)?q?r ?(p??q)?q?r?0 所以該式為矛盾式.主合取范式為∏(0,1,2,3,4,5,6,7)矛盾式的主析取范式為 0(3)主合取范式為: (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 所以該式為永真式.永真式的主合取范式為 1 主析取范式為∑(0,1,2,3,4,5,6,7)第三章部分課后習(xí)題參考答案 14.在自然推理系統(tǒng)P中構(gòu)造下面推理的證明:(2)前提:p?q,?(q?r),r 結(jié)論:?p(4)前提:q?p,q?s,s?t,t?r 結(jié)論:p?q 證明:(2) ①?(q?r)前提引入 ②?q??r ①置換 ③q??r ②蘊(yùn)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 證明(4): ①t?r 前提引入 ②t ①化簡律 ③q?s 前提引入 ④s?t 前提引入 ⑤q?t ③④等價三段論 ⑥(q?t)?(t?q)⑤ 置換 ⑦(q?t)⑥化簡 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在自然推理系統(tǒng)P中用附加前提法證明下面各推理: 4(1)前提:p?(q?r),s?p,q 結(jié)論:s?r 證明 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在自然推理系統(tǒng)P中用歸謬法證明下面各推理: (1)前提:p??q,?r?q,r??s 結(jié)論:?p 證明: ①p 結(jié)論的否定引入 ②p?﹁q 前提引入 ③﹁q ①②假言推理 ④¬r?q 前提引入 ⑤¬r ④化簡律 ⑥r(nóng)?¬s 前提引入 ⑦r ⑥化簡律 ⑧r?﹁r ⑤⑦ 合取 由于最后一步r?﹁r 是矛盾式,所以推理正確. 《離散數(shù)學(xué)》圖論部分習(xí)題 1.已知無向圖G有12條邊,6個3度頂點,其余頂點的度數(shù)均小于3,問G至少有幾個頂點?并畫出滿足條件的一個圖形.(24-3*6)/2 +6=9 2.是否存在7階無向簡單圖G,其度序列為1、3、3、4、6、6、7.給出相應(yīng)證明.不存在;7階無向簡單圖G中最大度≤6 3.設(shè)d1、d2、…、dn為n個互不相同的正整數(shù).證明:不存在以d1、d2、…、dn為度序列的無向簡單圖.Max{d1,d2,…,dn}≥n,n階無向簡單圖G中最大度≤n-1 4.求下圖的補(bǔ)圖.5.1)試畫一個具有5個頂點的自補(bǔ)圖 2)是否存在具有6個頂點的自補(bǔ)圖,試說明理由。 對于n階圖,原圖與其補(bǔ)圖同構(gòu),邊數(shù)應(yīng)相等,均為(n*(n-1)/2)/2,即n*(n-1)/4且為整 數(shù),n=4k或n=4k+1,不存在6階自補(bǔ)圖。 6.設(shè)圖G為n(n>2且為奇數(shù))階無向簡單圖,證明:G與G的補(bǔ)圖中奇度頂點個數(shù)相等.n(n>2且為奇數(shù)),奇度點成對出現(xiàn) 7.無向圖G中只有2個奇度頂點u和v,u與v是否一定連通.給出說明或證明。 只有2個奇度頂點u和v,如果不連通,在u和v在2個連通分支上,每個分支上僅有一個奇度頂點,與握手引理相矛盾。 8.圖G如下圖所示: 1)寫出上圖的一個生成子圖.2)δ(G),κ(G),λ(G).δ(G)=2,κ(G)=1,λ(G)=2.說明:δ(G)=min{ d(v)| v?V } ;κ(G)=min{ |V’| |V’是圖G的點割集} ; λ(G)=min{ |E’| |E’是圖G的邊割集} 9.在什么條件下無向完全圖Kn為歐拉圖? n為奇數(shù)時 10.證明:有橋的圖不是歐拉圖.假設(shè)是歐拉圖:橋的端點是u和v,并且圖各頂點度均為偶數(shù); 橋為割邊,刪除橋,圖不再連通,u和v應(yīng)該在2各不同的連通分支上;且u和v度數(shù)變?yōu)槠鏀?shù);由于其他頂點度數(shù)均為偶數(shù),則u和v所在的連通分支上只有一個奇度頂點,與握手引理矛盾。 11.證明:有橋的圖不是哈密爾頓圖.若G是K2,顯然不是哈密爾頓圖; 否則n≥3,則橋的兩個端點u和v至少有一個不是懸掛頂點(容易證明懸掛頂點不是割點);設(shè)u不是懸掛點,則u是割點,存在割點顯然不是哈密爾頓圖。 12.樹T有2個4度頂點,3個3度頂點,其余頂點全為樹葉,問T有幾片樹葉? X+2*4+3*3=2*(2+3+x-1) x=9 13.證明:最大度Δ(T)≥k的樹T至少有k片樹葉。 設(shè)有n個頂點,其中x片樹葉 2*(n-1)≥1*K+(n-x-1)*2+x*1 x≥k 14.已知具有3個連通分支的平面圖G有4個面,9條邊,求G的階數(shù).n-9+4=3+1 n=9 15.給出全部互不同構(gòu)的4階簡單無向圖的平面圖形。 16.如果G是平面圖, 有n個頂點、m條邊、f個面,G有k個連通分支。試?yán)脷W拉公式證明::n-m+f=k+1.第二篇:離散數(shù)學(xué)習(xí)題及答案
是一個半群,如果S是有限集,則必存在a∈S,使得a*a=a。是一個半群,對任意的b∈S,由*的封閉性可知,b=b*b∈S,b=b*b∈S,…,bn∈S,…。第三篇:離散數(shù)學(xué)習(xí)題五
第四篇:離散數(shù)學(xué)課后習(xí)題答案
第五篇:《離散數(shù)學(xué)》圖論部分習(xí)題