- •Е.Д. Стрельцова, в.С. Стрельцов моделирование дискретных систем Учебно-методическое пособие по дисциплине «Дискретная математика»
- •2. Теория множеств и отношений………………………………….20
- •Введение
- •1. Функции алгебры логики
- •1.1. Основные понятия
- •Пример функции алгебры логики , заданной таблицей
- •1.2. Алгоритм нахождения фиктивных аргументов.
- •1.3. Элементарные функции алгебры логики
- •Функции алгебры логики, зависящие от одного аргумента
- •Вопросы к разделу 1
- •2. Теория множеств и отношений
- •2.1. Множества. Способы задания множеств
- •2.2. Основные операции над множествами
- •2.2.1. Объединение множеств
- •2 .2.2. Пересечение множеств
- •2.2.3. Разность множеств
- •2.2.4. Дополнение множеств
- •2.4. Свойства операций над множествами
- •2.5. Упорядоченные множества
- •2.6. Прямое (декартово) произведение множеств
- •2.7. Степень множеств
- •2.8. Сечение и проекция
- •Декартово произведение
- •2.9. Соответствия
- •2.10. Композиция соответствий.
- •2.11. Отображения
- •2.12. Виды отображений. Функциональное отображение (функция)
- •2.13. Функционалы
- •2.14. Операторы
- •2.15. Линейные операторы
- •Отношение «Читает лекции по…»
- •Отношение «Посещать лекции»
- •2.20. Бинарные отношения
- •2.20.1. Матричный способ задания отношений
- •2.20.2. Задание отношений в виде графа
- •2.20.3. Задание отношений с помощью фактор множества
- •2.21. Свойства бинарных отношений
- •2.22. Отношение эквивалентности
- •2.23. Отношение порядка
- •2.24. Изоморфизм отношений
- •2.26. Операции над бинарными отношениями
- •2.26.1. Объединение отношений
- •2.26.2. Пересечение отношений
- •2.26.3. Разность отношений
- •2.26.4. Включение отношений
- •2.26.5. Переход к обратному отношению
- •2.26.6. Произведение отношений
- •2.26.7. Транзитивное замыкание
- •Вопросы к разделу № 2
- •3. Алгебраические системы
- •3.1. Понятие алгебраической системы
- •3.1. Морфизм алгебраических систем
- •3.3. Автоморфизмы
- •3.4. Виды универсальных алгебр
- •3.4.1. Полугруппы. Моноиды
- •3.4.2. Морфизм групп
- •3.4.3. Свойства морфизма групп
- •3.4.4. Кольцо
- •Вопросы к разделу №3
- •4. Практикум к решению задач Основные обозначения
- •4.1. Операции над множествами
- •Разностью множеств а и в называется множество
- •Симметрической разностью множеств а и в называется множество
- •Пустым множеством называется множество, не имеющее ни одного элемента.
- •Задачи и упражнения
- •На основании (14) можно записать
- •По определению объединения
- •Пусть теперь у (ав) (ас) у (ав) у (ас) (у а у в) (у а у с) у а (у в у с)
- •Задачи для самостоятельного решения
- •4.2. Векторное произведение
- •4.3. Соответствие
- •Свойства отношений
- •Список литературы
- •Моделирование дискретных систем
- •3 46428, Г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132
Функции алгебры логики, зависящие от одного аргумента
№ п/п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
2 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
3 |
|
н/с |
с |
с |
н/с |
Рассмотрим
множество функций, зависящих от двух
аргументов, т.е.
:
.
Количество этих функций составляет
.
Среди этих функций найдутся функции
как существенно, так и несущественно
зависящие от аргументов
и
.
Рассмотрим только те функции алгебры
логики вида
,
которые существенно зависят от своих
аргументов. Эти функции представлены
в виде таблицы истинности (табл. 1.4).
Таблица 1.4
Таблица истинности элементарных функций алгебры логики
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(+) |
↓ |
|
→ |
||
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
В
таблице 1.4 функции
означают следующее:
функция
логического сложения, дизъюнкция
(функция «или») :
;
функция
логического умножения, конъюнкция
(функция «и»):
;
эквиваленция,
функция принимает значение 1 если
значения обоих аргументов одинаковы:
;
сложение по модулю2,
принимает значение 1 при различных
значениях аргументов:
;
функция
Вебба, принимает значения, обратные
дизъюнкции:
;
штрих
Шеффира – принимает значения, обратные
конъюнкции:
импликация:
(читается, если
,
то
,
или
влечет за собой
,
или
имплицирует
).
Свойства операций дизъюнкции, конъюнкции и отрицания
Коммутативность.
;
.
Ассоциативность.
;
.
Дистрибутивность.
;
.
Теоремы А. Де-Моргана.
;
Имеют место следующие выражения
;
;
;
;
;
;
;
.
Свойства
операций дизъюнкции, конъюнкции и
отрицания могут быть доказаны с помощью
таблиц истинности. Приведём пример
даказательства. Докажем, например, одну
из теорем А. Де-Моргана
.
Слева и справа от знака равенства стоят
функции ылгебры логики:
и
,
равенство которых необходимо установить.
Вспомним определение равенства функций
алгебры логики: две функции алгебры
логики называются равными тогда и только
тогда, когда на равных наборах значений
аргументов они принимают одинаковые
значения. Составим таблицы истинности
для функций
и
(таблицы 1.5 и 1.6 соответственно).
Таблица 1.5 Таблица истинности для функции |
|
Таблица 1.6 Таблица истинности для функции |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
На основе таблиц 1.5 и 1.6 можно сделать вывод о равенстве функций алгебры логики и .
Свойства сложения по модулю 2
Для функции сложения по модулю 2 имеют место коммутативный, ассоциативный, а также дистрибутивный закон относительно конъюнкции.
Коммутативность.
;
Ассоциативность.
.
Дистрибутивность относительно конъюнкции.
.
Имеют место следующие очевидные соотноше6ния:
;
;
;
.
Кроме
того, имеет место формула
.
Свойства импликации
В отличие от ранее рассмотренных функций для импликации не имеют места коммутативный и ассоциативный законы:
и
.
Для импликации выполняются следующие соотношения:
;
;
;
;
;
;
;
.
Функции дизъюнкции и конъюнкции могут быть выражены через импликацию:
;
.
Доказательство этих формул может быть проведено на основе таблиц истинности. Проверка справедливости этих соотношений предоставляется студентам.
Свойства операции штрих Шеффера и функции Вебба.
Для функций Шеффера и Вебба имеет место коммутативный закон:
;
.
Свойство ассоциативности для этих функций не выполняется.
;
.
Имеют место следующие очевидные соотношения:
;
;
;
;
;
;
;
;
;
.
Доказательство соотношений рекомендуется студентам провести самостоятелльно.
