Расчетная работа по дискретной математике

Загрузить архив:
Файл: ref-7301.zip (1333kb [zip], Скачиваний: 95) скачать

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Кафедра №805

«Математическая кибернетика»

Вариант №19

Расчетная работа по дискретной математике

Студент: Чумин Олег

Группа: №18-101

Преподаватель: доцент Рыбин

Владимир

Васильевич.

- 2000…2001 гг. -

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

2

Элементы математической логики и теории булевых функций.

1. Определитьдля заданнойформулылогики высказываний:

а.) Определитьтаблицу истинности.

б.) ДНФ, КНФ, СДНФ, СКНФметодомравносильныхпреобразований.

в.) Задатьтабличным способомсоответствующуюбулеву функцию.

г.) НайтиСДНФ иСКНФтабличным способом(сравнить соСДНФ, СКНФ,

полученнымивпункте «б»).

д.) УказатьминимальнуюДНФи соответствующуюей переключательную

схему.

е.) Построитьмногочлен Жегалкина.

Формула - (Y&Z) ~ (Z⊃X).1

Решение:

а) Определяемтаблицу истинности.

Придавая каждойпеременнойформулы одноизистинностныхзначений

{И, Л}2 иучитывая, чтокаждое вхождениезнака относитсякнаикратчайшей

подформуле, следующейза ним. Списокпеременныхформулы содержиттри3

переменных– ! ∃23 = 8 – оценок3 спискапеременных.

X, Y, Z, Y&Z, (Y&Z), Z, Z⊃X, (Y&Z) ~ (Z⊃X)

X Y Z Y&Z (Y&Z) Z Z⊃X (Y&Z) ~ (Z⊃X)

1 ИИ ИИЛ ЛИЛ

2 ИИ ЛЛИ ИИИ

3 ИЛ ИЛИ ЛИИ

4 ЛИ ИИЛ ЛИЛ

5 ИЛ ЛЛИ ИИИ

6 ЛЛ ИЛИ ЛИИ

7 ЛИ ЛЛИ ИЛЛ

8 ЛЛ ЛЛИ ИЛЛ

б.) ОпределяемДНФ4, КНФ5, СДНФ6, СКНФ7 методомравносильных

преобразований.

1  символотрицания «неA»

& символ коньюнкциидвухвысказыванийA&B «A иB», естьвысказываниеистинноетогда итолько

тогда, когдаистинны обавысказыванияA иB;

V символдизьюнкциидвухвысказыванийAVB «A илиB», естьвысказываниеложноетогда итолько

тогда, когдаоба высказыванияложны

~ символэквиваленциидвухвысказыванийA~B «A эквивалентноB», естьвысказываениеистинное

тогда итолькотогда, когдаистинны A иB;

⊃ символимпликациидвух высказыванийA ⊃ B «A влечетB», естьвысказываниеложноетогда итолько

тогда, когдаA истинно, аB ложно.

2 И– истина, Л- ложь

3 сопоставлениекаждой переменнойсписканекоторогоистинностногозначения

4 Формуланаходится вдизьюнктивнойнормальнойформе(ДНФ), еслионаявляется дизьюнкцией(быть может

одночленной) элементарныхконьюнкций

5 Формуланаходится вконьюктивнойнормальнойформе(КНФ), еслионаявляется коньюнкцией(возможно

одночленной) элементарныхдизьюнкций

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

3

Находим ДНФ, пользуясьалгоритмомнахожденияДНФ:

1-йэтап. Преобразуемисходную формулувравносильную, вкоторой

отсутствуютоперацииэквиваленции« ~ » иимпликации« ⊃ ». Дляэтого

заменяем любыеподформулывида A ⊃ B наA V B, таккак

A B A ⊃ B A A V B

И ИИЛ И

И ЛЛЛ Л

Л ИИИ И

Л ЛИИ И

т.е. A ⊃B ≡ A V B.

A ~ B ≡(A & B) V (A &B)

A B A B A & B A &B (A & B) V (A &B) A ~ B

И ИЛЛ ИЛИ И

И ЛЛИ ЛЛЛ Л

Л ИИЛ ЛЛЛ Л

Л ЛИИ ЛИИ И

(Y&Z) ~ (Z ⊃X) ≡ (Y&Z) ~ (Z V X) ≡ (Y V Z) ~ (Z V X) ≡

≡ ((Y V Z) & (Z V X)) V ((Y V Z) & (Z V X)) ≡

2-йэтап.

Вносим знакотрицания«» подскобки, пользуясьзаконами деМоргана8, и

сокращаем «»позакону снятиядвойногоотрицания9.

≡ ((Y V Z) & (Z V X)) V ((Y & Z) & (Z &X)) ≡

≡ ((Y V Z) & (Z V X)) V ((Y & Z) & (Z &X)) ≡

3-йэтап.

Так какполученнаяформула ненаходитсяв ДНФ(V неэлементарных

конъюнкций), топрименяем законыдистрибутивности& относительноV10.

≡ [(Y V Z) & (Z V X)] V [(Y & Z) & (Z &X)] ≡

≡ [(Y V Z) & (Z V X)] V (Y & Z &Z &X)11 ≡

≡ [((Y V Z) & Z) V ((Y V Z) & X)] V (Y & Z &Z &X) ≡

6 СДНФ– совершеннаядизьюнктивнаянормальнаяформа

7 СКНФ– совершеннаяконьюктивнаянормальнаяформа

8 (A&B)≡A VB – первыйзаконде Моргана, (A V B)≡A &B – второйзаконде Моргана

9 A ≡ A – законснятия двойногоотрицания

10 A&(B V C) ≡ (A&B) V (A&C) – закон дистрибутивности& относительноV

11 скобкиможно убратьпользуясьзаконом коммутативностипо &: A&B≡B&A ипо этомужезакону меняем

местами подформулы

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

4

≡ [(Z & (Y V Z)) V (X & (Y V Z))] V (Y & Z &Z &X) ≡

≡ [((Z &Y) V (Z &Z)) V ((X &Y) V (X & Z))]12 V (Y & Z &Z &X) ≡

≡ (Z &Y) V (Z &Z) V (X &Y) V (X & Z) V (Y & Z &Z &X) ≡

полученнаяформуланаходится вДНФ

Используя законпоглощения13 сокращаемполученнуюформулудо вида:

≡ (Z &Y) V (X &Y) V (X & Z) V (Z &Z) V ((Z &Z) &(Y &X) ≡

≡ (Z &Y) V (X &Y) V (X & Z).

Находим КНФ(Y&Z) ~ (Z⊃X) пользуясьалгоритмом.

Для этоговоспользуемсяформулой с«тесными» отрицаниями, полученнойв

предыдущемпункту14 (2-йэтап) принахожденииДНФ:

≡ ((Y V Z) & (Z V X)) V ((Y & Z) & (Z &X)) ≡

так какформулане находитсявКНФ топрименяемзакон дистрибутивностиV

относительно&15

≡ ((Y V Z) & (Z V X)) V (Y & Z & Z &X) ≡

≡ (Y & Z & Z &X) V ((Y V Z) & (Z V X)) ≡

≡ [(Y & Z & Z &X) V (Y V Z)] & [(Y & Z & Z &X) V (Z V X)] ≡

≡ [(Y V Z) V ((Y & Z) & (Z &X))] & [(Z V X) V ((Y & Z) & (Z &X))] ≡

≡ [((Y V Z) V (Y & Z)) & ((Y V Z) V (Z &X))] & [((Z V X) V (Y & Z)) &

& ((Z V X) V (Z &X))] ≡

≡ [(Y V Z) V (Y & Z)] & [(Y V Z) V (Z &X)] & [(Z V X) V (Y & Z)] &

& [(Z V X) V (Z &X)] ≡

≡ [((Y V Z) V Y) & ((Y V Z) V Z)] & [((Y V Z) V Z) & ((Y V Z) VX)] &

& [((Z V X) V Y) & ((Z V X) V Z))] & [((Z V X) V Z) & ((Z V X) VX)] ≡

≡ (Y V Z V Y) & (Y V Z V Z) & (Y V Z V Z) & (Y V Z VX) &

& (Z V X V Y) & (Z V X V Z) & (Z V X V Z) & (Z V X VX) ≡

≡ (Y V Z V Y) & (Y V Z V Z) & (Y V Z V Z) & (Y V Z VX) &

& (Z V X V Y) & (Z V X V Z) & (Z V X V Z) & (Z V X VX) ≡

полученнаяформуланаходится вКНФ, воспользовавшисьзаконом

индемпотентностиV16, получаемследующий сокращенныйвидформулы:

≡ (Y V Z V Y) & (Y V Z V Z) & (Y V Z) & (Y V Z VX) &

& (Z V X V Y) & (Z V X) & (Z V X V Z) & (Z V X VX) ≡

теперь применяем1-й законпоглощения17:

≡ (Y V Z) & (Z V X).

Находим СДНФпоалгоритму:

1-йэтап. ВоспользовавшисьполученнойДНФ

12 скобкиубираем, пользуясьзаконом коммутативностипо V: AVB≡BVA

13 2-йзакон поглощенияAV(A&B) ≡ A

14 можнотакже воспользоватьсяследующей равносильностьюA ~ B ≡ (A V B) & ( A V B)

15 A V (B & C) ≡ (A V B) & (A V C) – закон дистрибутивностиV относительно&

16 AVA≡A – законидемпотентностиV

17 A&(AVB)≡A – 1-йзакон поглощения

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

5

≡ (Z &Y) V (X &Y) V (X & Z) ≡

2-йэтап. Вычеркиваемвсе элементарные&, вкоторыевходит одновременно

переменнаяиее отрицание– этотожеуже проделано, таккакв полученной

формуле, находящейсяв ДНФмыпровели сокращение, пользуясьзаконами

поглощения.

3-йэтап

Этот этаптожевыполнен, таккак вкаждойэлементарнойконъюнкции

полученнойтождественнойформулы любаяпеременнаяили ееотрицание

встречаетсятолькоодин раз.

4-йэтап

относительновсегосписка переменных вформуле

≡ (Z &Y) V (X &Y) V (X & Z) ≡ (X &Y) V (Y & Z)V (X & Z) ≡

в каждойизэлементарныхконъюнкцийотсутствуетоднаиз переменных

списка. Применяем2-юформулу расщепления18:

≡ (X &Y) V (Y & Z)V (X & Z) ≡ [((X &Y) & Z)V((X &Y) & Z)] V [((Y & Z)

& X) V ((Y & Z)&X)] V [((X & Z) & Y) V ((X & Z) & Y)] ≡

≡ (X &Y & Z) V (X &Y&Z) V (Y & Z & X) V (Y & Z&X) V (X & Z & Y) V

(X & Z & Y) ≡

5-йэтап. Вкаждой элементарнойконъюнкцииполученнойформулы

переставляемконъюнктивныечлены, так, чтобыдля каждогоi = (1, 2, 3, … n)

на i-мместе стоялXi илиXi.

≡ (X &Y & Z) V (X &Y&Z) V (X &Y & Z) V (X & Y & Z) V (X & Y &Z) V

(X &Y & Z) ≡

6-йэтап. Повторяющиесяэлементарныеконъюнкциипо закону

идемпотентностисокращаем:

≡ (X &Y & Z) V (X &Y&Z) V (X &Y & Z) V (X & Y & Z) V (X & Y &Z) V

(X &Y & Z) ≡

≡ (X &Y & Z) V (X &Y&Z) V (X & Y & Z) V (X & Y &Z) V (X&Y&Z) ≡

≡ (X &Y & Z) V (X &Y&Z) V (X & Y & Z) V (X & Y &Z).

Получили тождественнуюформулу, находящуюсяв СДНФ.

ОпределяемСКНФпо такомужеалгоритму, чтои СДНФ, носзаменой знаков

V на& и& наV:

1-йэтап.

Используемформулу, полученнуюпри нахожденииКНФ.

≡ (Y V Z) & (Z V X) ≡

18 формулырасщепления: A ≡ (A&B)V(A&B) - 1-я, A ≡ (AVB)&(AVB) – 2-я

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

6

2-йэтап. Пройденпри нахожденииКНФ.

3-йэтап. Пройденпри нахожденииКНФ.

4-йэтап.

≡ (Y V Z) & (Z V X) ≡ [((Y V Z) V X) & ((Y V Z) V X)] & [((Z V X) V Y)

& ((Z V X) V Y)] ≡

≡ (Y V Z V X) & (Y V Z V X) & (Z V X V Y) & (Z V X V Y) ≡

5-йэтап.

≡ (X VY V Z) & (X VY V Z) & (X V Y V Z) & (X V Y V Z) ≡

6-йэтап.

≡ (X VY V Z) & (X VY V Z) & (X V Y V Z) & (X V Y V Z).

Сокращать нечего, всеэлементарныедизъюнкциипопарноразличны,

полученнаятождественнаяформула находитсявСКНФ.

в.) Задаемтабличным способомсоответствующуюбулеву19 функцию{И= 1,

Л = 0}.

X Y Z Y&Z (Y&Z) Z Z⊃X (Y&Z) ~ (Z⊃X)

1 1 1 1 1 0 0 1 0

2 1 1 0 0 1 1 1 1

3 1 0 1 0 1 0 1 1

4 0 1 1 1 0 0 1 0

5 1 0 0 0 1 1 1 1

6 0 0 1 0 1 0 1 1

7 0 1 0 0 1 1 0 0

8 0 0 0 0 1 1 0 0

г.) ОпределяемСДНФ иСКНФтабличным способом:

СДНФ

Выберем втаблицесоответствующейбулевойфункции всетестроки, в

которых fA = (Y&Z) ~ (Z⊃X)= 1:

X Y Z Y&Z (Y&Z) Z Z⊃X (Y&Z) ~ (Z⊃X)

2 1 1 0 0 1 1 1 1

3 1 0 1 0 1 0 1 1

5 1 0 0 0 1 1 1 1

6 0 0 1 0 1 0 1 1

19 произвольнаяn-местнаяфункция измножества{0, 1}

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

7

Для каждойизэтих строкстроимассоциированныесними элементарные

конъюнкции:

<1, 1, 0> !(X & Y &Z)

<1, 0, 1> !(X &Y & Z)

<1, 0, 0> !(X &Y &Z)

<0, 0, 1> !(X &Y & Z)

Составляемдизъюнкцию, полученныхэлементарныхконъюнкций:

(X & Y &Z) V (X &Y & Z) V (X &Y &Z) V (X &Y & Z),

полученнаятождественнаяформула находитсявСДНФ дляисходной.

СКНФ

Выберем втаблицесоответствующейбулевойфункции всетестроки, в

которых fA = (Y&Z) ~ (Z⊃X)≠ 1:

X Y Z Y&Z (Y&Z) Z Z⊃X (Y&Z) ~ (Z⊃X)

1 1 1 1 1 0 0 1 0

4 0 1 1 1 0 0 1 0

7 0 1 0 0 1 1 0 0

8 0 0 0 0 1 1 0 0

Для каждойизэтих строкстроимассоциированныесними элементарные

дизъюнкции:

<1, 1, 1> !(X V Y VZ)

<0, 1, 1> !(X VY V Z)

<0, 1, 0> !(X VY V Z)

<0, 0, 0> !(X V Y V Z)

Составляемконъюнкцию, полученныхэлементарныхдизъюнкций:

(X V Y VZ) & (X VY V Z) & (X VY V Z) & (X V Y V Z)

полученнаятождественнаяформула находитсявСКНФ дляисходной.

СравниваемсоСДНФ иСКНФ, полученнымив пункте«б».

СДНФ

(X &Y & Z) V (X &Y&Z) V (X & Y & Z) V (X & Y &Z) тождественными

преобразованиями,

(X & Y &Z) V (X &Y & Z) V (X &Y &Z) V (X &Y & Z) " по таблице,

видно, чтополученныеСКНФразличны толькорасположениемэлементарных

дизъюнкций.

СКНФ

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

8

(X VY V Z) & (X VY V Z) & (X V Y V Z) & (X V Y V Z) тождественными

преобразованиями,

(X V Y VZ) & (X VY V Z) & (X VY V Z) & (X V Y V Z) " потаблице,

различны толькорасположениемэлементарныхконъюнкций.

д.) ОпределениеминимальнойДНФ.

ПользуемсяметодомБлейка определяемсокращеннуюДНФ.

1-йэтап.

Воспользуемсяполученнойформулой, находящейсяв СДНФотносительно

списка переменных:

(X &Y & Z) V (X &Y&Z) V (X & Y & Z) V (X & Y &Z).

2-йэтап.

Применяем правилообобщенногосклеивания20:

Записываемвсевозможные склеиванияэлементарныхконъюнкций.

(X & (Y & Z)) V (X & (Y & Z)) ≡ (X &Y & Z) V (X & Y & Z) V (Y & Z),

((X &Y) & Z) V ((X &Y) &Z) ≡ (X &Y & Z) V (X &Y &Z) V (X &Y),

(X &Y & Z) V (X & Y &Z) no,

(X &Y&Z) V (X & Y &Z) ≡ (X &Y&Z) V (X & Y &Z) V (X & Z),

(X &Y&Z) V (X & Y & Z) no,

(X & Y & Z) V (X & Y &Z) no.

В результатеполучаемформулу, находящуюсяв ДНФивыражающую

функцию fA:

(X &Y & Z) V (X & Y & Z) V (Y & Z) V (X &Y & Z) V (X &Y &Z) V (X

&Y) V (X &Y&Z) V (X & Y &Z) V (X & Z) ≡

3-йэтап. Применяемзаконы идемпотентностии поглощения:

≡ (Y & Z) V (X &Y) V (X & Z), котораяотличаетсятолькорасположением

конъюнктивныхчленовот полученнойформулыв ДНФ≡ (Z &Y) V (X &Y) V

(X & Z).

Получили сокращеннуюформулу, находящуюсяв ДНФ:

(Y & Z) V (X &Y) V (X & Z)

Дальнейшиесклеиванияневозможны, таккак вэлементарныхконъюнкциях

переменныеразноименные.

ОпределяемминимальнуюДНФ сиспользованиеядровых импликантов.

(Y & Z) V (X &Y) V (X & Z)

20 (A & B) V (A & B) ≡ (A & B) V (A & B) V B – правило______обобщенного склеивания.

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

9

Выделим ядровыеимпликанты,21 дляэтого составимтаблицузначений для

простых импликантовбулевойфункции fA(X, Y, Z)

X Y Z Y Z fA(X, Y, Z) Y & Z X &Y X & Z

1 0 0 0 1 1 0 0 0 0

2 0 0 1 1 0 1 1 0 0

3 0 1 0 0 1 0 0 0 0

4 1 0 0 1 1 1 0 1 1

5 1 0 1 1 0 1 1 1 0

6 1 1 0 0 1 1 0 0 1

7 1 1 1 0 0 0 0 0 0

8 0 1 1 0 0 0 0 0 0

Из таблицывидно, чтооценка <1, 0, 0> являетсясобственной22 оценкойдля

Y & Z, аоценка <0, 0, 1> - дляX & Z, т.е. этиимпликантыявляютсяядровыми

и войдутвминимальнуюДНФ. РассмотримV найденныхядровых

импликантов: (Y & Z) V (X & Z). Вкаждой изстрокс номерами2, 4,5,6 в

которых fA принимаетзначение1, содержится, покрайней мере, однаединицав

столбцах соответствующихX & Z иY & Z, т.е. указанныеимпликанты

«покрывают» булевуфункцию fA.

ОпределилиминимальнуюДНФ: (Y & Z) V (X & Z).

Строим переключательнуюсхему, соответствующуюнайденной минимальной

ДНФ (Y & Z) V (X & Z):

(Y & Z) V (X & Z)

21 Допустимойконьюнкциейилиимликантомбулевойфункции fA (X1, X2, … Xn) называетсяэлементарная

коньюнкцияC ≠ 0 сосписком переменных< X1, X2, … Xn > такая, чтоC V fA ≡ fA. Импликантназывается

простым, еслипосле отбрасываниялюбойпеременнойизC получаетсяэлементарнаяконьюнкция, не

являющаясяимпликантом.

Простой импликантбулевойфункции fA называетсяядровым, еслиудаление егоизсокращеннойДНФфункции

fA приводитк ДНФ, котораянеравносильнаисходнойДНФ.

22 Простойимпликант являетсяядровымтогда итолькотогда, когдасуществуетоценка спискапеременных, на

которой онимеетзначение 1 аостальные простыеимпликантыпринимают значение0.

Z

X Z

Y

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

10

е.) Строиммногочлен Жегалкина23.

1-йэтап. : (Y&Z) ~ (Z ⊃ X), избавляемсяот знаков~, ⊃V используя

равносильностиA ⊃ B ≡ (A & B), A~B ≡ A+B+124, AVB ≡ (A &B) –

(Y&Z) ~ (Z ⊃ X) ≡ (Y&Z) + (Z ⊃ X) + 1 ≡ (Y&Z) + (Z & X) + 1 ≡

2-йэтап. & Заменяемна « ! », A наA+1.

3-йэтап. Раскрываемскобки.

≡ (YZ) + ((Æ + 1)(X + 1)) + 1 ≡ YZ + 1 + (ÆX + X + Z + 1) + 1 ≡

≡ YZ + 1 + ÆX + X + Z + 1 + 1 + 1 ≡

4-йэтап. Полученныймногочлен упрощаем.

≡ YZ + ÆX+ X + Z.

Многочлен Жегалкинадлязаданной формулыимеетследующий вид:

YZ + ÆX+ X + Z.

2. Проверить правильностьрассуждений.

Если я встречу своего приятеля, то мы с ним пропустим

первое занятие. Либо я рано утром поеду в институт, либо

я пропущу первое занятие. Если я поеду рано утром в

институт, то встречу своего приятеля. Следовательно, я

пропущу первое занятие только тогда, когда встречусь со

своим приятелем.

Решение: встречусвоегоприятеля – X1; пропустим первоезанятие– X2; я рано

утром поедувинститут – X3;

X1⊃X2, X3~X2, X3⊃X1

X1⊃X2

F = [(X1⊃X2)&(X3~X2)&(X3⊃X1)]⊃(X1⊃X2);

G = (X1⊃X2)&(X3~X2)

H = (X1⊃X2)&(X3~X2)&(X3⊃X1);

23 Многочлен Жегалкина- МногочленЖегалкина представляетсобойсумму попарноразличныхчленов вида

Xi1 Xi2 … Xik (0 < i1 < i2 < … < ik < n+1), а такжесвободногочлена d, гдеd ∈{0, 1}.

24Логическоесложение– X+Y и X&Y.

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

11

Составляемтаблицуистинности(23 = 8 строк):

X1 X2 X3 X1⊃X2 X3~X2 X3⊃X1 G H F

И ИИИ ИИИ ИИ

И ИЛИ ЛИЛ ЛИ

И ЛИЛ ЛИЛ ЛИ

И ЛЛЛ ИИЛ ЛИ

Л ИИИ ИЛИ ЛИ

Л ИЛИ ЛИЛ ЛИ

Л ЛИИ ЛЛЛ ЛИ

Л ЛЛИ ИИИ ИИ

Рассуждениеправильно, так какформулатождественноистинная(см.

построеннуювышетаблицу).

В случаебольшегочисла высказывательныхпеременным(>3) можнопроверить

следующим образом(доказательствоот противного): ПустьF не тождественно

истинная формула, тогдав силусвойствконьюнкцииполучаем, что:

[(X1⊃X2) & (X3~X2) & (X3⊃X1)] ⊃ [X1⊃X2]

Но таккакX1⊃X2 = И, то приходимкпротиворечию, чтоидоказывает

правильностьрассужденийи истинностьформулы.

Начальные понятия теории множеств.

3. Доказать тождество.

(A B) C = (A C) (B C). 25

25 AB – Относительноедополнениемножества B домножестваA

ИИИл

л

И

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

12

Множества, стоящиевлевой иправойчастях равенстваизображаемс

помощью диаграммЭйлера– Венна:

Рис. 1

AB – все элементыA, которыене

принадлежатB.

Рис. 2

(A B) C - все элементыA B,

которые непринадлежатC

Рис. 3

(A B) C

Рис. 4

A C - все элементыA,

которые непринадлежатC.

Рис. 5

B C – все элементыB, которыене

принадлежатC.

A

C

B

U

A

C

B

U

A

C

B

U

A

C

B

U

U

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

13

Рис. 6

(A C) (B C) – всеэлементыA C,

которые непринадлежатB C.

Рис. 7

(A C) (B C)

Рис. 3 и7 иллюстрируютравенство множеств(A B) C и(A C) (B C).

Решение-2 (попринадлежностиэлемента): Пустьx∈(AB)C ⇒ x∈AB x∉C ⇒

x∉C и(x∈A иx∉B)

x∈A, x∉B, x∉C ⇒ x∈AC иx∉BC ⇒x∈(AC)(BC)

x∈(AC)(BC) ⇒ x∈AC и x∉BC ⇒ x∈A, x∉C и x∉BC

x∈A, x∉B, x ∉C ⇒ x∈(AB)C.

Решение-3 (методтождественныхпреобразований)

(A C) (B C) = (A"C)" (B "C) = A"C " (B #C) = (A"C " B) #(A"C "C) = A"C " B =

= (A B) C.

Решение-4 (методхарактеристическойфункции)

  

=

x A

x A

A 0,

1,

á ; A#B A B A"B á =á +á −á ; A B A B á =á ⋅á " 1 . A A á = −á

= = ⋅ ⋅ = ⋅ (1− ) ⋅ (1− ) = ( − ⋅ ) ⋅ (1− ) = ( AB)C A B C A B C A B C A A B C á á á á á á á á á á á á " "

( ); A A C A B A B C = á −á ⋅á −á ⋅á +á ⋅á ⋅á

= = ⋅ (1− ) ⋅ = ⋅ (1− ) ⋅ ( + − ) = ( AC)(BC) A"C"(B"C) A C B#C A C B C B"C

á á á á á á á á á á

= ⋅ (1− ) ⋅ ( + − ⋅ ) = ⋅ (1− ) ⋅ (1− + − (1− ) ⋅ ) = A C B C B C A C B C B C á á á á á á á á á á á á

= ( − ⋅ ) ⋅ (1− + − ( − )) = ( − ⋅ ) ⋅ (1− + − + ) = A A C B C C C B A A C B C C C B á á á á á á á á á á á á á á á á

= − ⋅ ⋅ − + = − + ⋅ ⋅ − ⋅ + ⋅ ⋅ − ⋅ ⋅ ⋅ = A A C B C B A A B A B C A C A B C A B C C (á á á ) (1 á á á ) á á á á á á á á á á á á á á á

A A B A B C A C =á −á á +á ⋅á ⋅á −á ⋅á

A

C

B

U

U

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

14

Решение-5 (логическийметод)

A# BXVY; A" BX &Y; A→ X

(A C) (B C) = (A"C) "(B "C) =(X&Z)&(Y&Z)=X&Z&(YVZ) = G;

(A B) C = A"C " B =X&Z&Y = I;

Составляемтаблицуистинности(23=8 строк):

X Y Z Y Z YVZ X&Z G I

И ИИЛ ЛИЛ ЛЛ

И ИЛЛ ИЛИ ЛЛ

И ЛИИ ЛИЛ ЛЛ

Л ИИЛ ЛИЛ ЛЛ

Л ЛИИ ЛИЛ ЛЛ

Л ИЛЛ ИЛЛ ЛЛ

И ЛЛИ ИИИ ИИ

Л ЛЛИ ИИЛ ЛЛ

У правойилевой частейдоказываемоготождества формулылогики

высказываний, соответствующиеэтим частямравносильны.

Отношения и функции.

4. Задано бинарноеотношениеñ = {<1, 1>, <1, 4>, <2, 2>, <2, 3>, <2, 4>, <3, 3>,

<3, 4>, <4, 4>}

на множествеX = {1, 2, 3, 4}. Являетсяли онорефлексивным,

симметричным, антисимметричным, транзитивным?

Найти D(ñ), R(ñ), ñ−1, ñ2 или(ñ ï ñ).

Изобразитеуказанноебинарное отношениенакоординатнойплоскости.

Решение:

Пользуясь определениемирассматриваяпервыеи вторыекомпоненты

упорядоченныхпар, находимсоответственно:

- область определениязаданногоотношения ñ

D(ñ) = {x ∈X | ∃ y ∈X, ! ∈ ñ} = {1, 2, 3, 4};26

- область ___________значенийзаданногоотношения ñ

R(ñ) = {y ∈ X | ∃ x ∈ X, ! ∈ ñ} = {1, 2, 3, 4}.

Находим обратноеотношениеñ-1 кзаданному ñ:

- ñ-1 = { | ∈ ñ} =

= {<1, 1>, <4, 1>, <2, 2>, <3, 2>, <4, 2>, <3, 3>, <4, 3>, <4, 4>}.

Для нахождениякомпозицииñïñ составляемтаблицу:

ñ2 = ñïñ = { | y ∈ X, ! ∈ ñ и ∈ ñ}

26 “!” - следует

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

15

∈ ñ ∈ ñ ∈ ñïñ

<1, 1> <1, 1>

<1, 4>

<1, 1>

<1, 4>

<1, 4> <4, 4> <1, 4>

<2, 2> <2, 2>

<2, 3>

<2, 4>

<2, 2>

<2, 3>

<2, 4>

<2, 3> <3, 3>

<3, 4>

<2, 3>

<2, 4>

<2, 4> <4, 4> <2, 4>

<3, 3> <3, 3>

<3, 4>

<3, 3>

<3, 4>

<3, 4> <4, 4> <3, 4>

<4, 4> <4, 4> <4, 4>

ñïñ = {<1, 1>, <1, 4>, <2, 2>, <2, 3>, <2, 4>, <3, 3>, <3, 4>, <4, 4>}.

Отношение ñ рефлексивно, так какx ñ x для∀x ∈ X:

<1, 1>, <2, 2>, <3, 3>, <4, 4>, кромеэтого отношениеравенстваIX на

множестве X таково, чтоIX = { | x∈X } =

= {<1, 1>, <2, 2>, <3, 3>, <4, 4>} ⊆ ñ. 27

Условие IX ⊆ ñ являетсянеобходимыми достаточнымдлятого, чтобыñ

было рефлексивно.

Отношение ñ несимметрично, так какx ñ y не! y ñ x для∀x, y∈X:

например <1, 4> ∈ ñ, но<4, 1> ∉ ñ. Кромеэтого, ñ-1 ⊄ñ, таккак

ñ-1 = {<1, 1>, <4, 1>, <2, 2>, <3, 2>, <4, 2>, <3, 3>, <4, 3>, <4, 4>} ⊄ñ = {<1, 1>,

<1, 4>, <2, 2>, <2, 3>, <2, 4>, <3, 3>, <3, 4>, <4, 4>} ! напримеруже<4, 1>∈ñ-1,

но <4, 1>∉ñ.

Условие ñ-1 ⊆ñ являетсянеобходимыми достаточнымдлясимметричности

отношения ñ, но ононевыполняется, такжекакне выполняютсяусловияñ⊆ñ-1

! ñ-1=ñ.

Отношение ñ транзитивно, так какx ñ y иy ñ z ! x ñ z для∀x, y, z ∈X:

∈ ñ и ∈ ñ ! ∈ ñ

<1, 1> <1, 1>

<1, 4>

<1, 1>

<1, 4>

<1, 4> <4, 4> <1, 4>

<2, 2> <2, 2>

<2, 3>

<2, 4>

<2, 2>

<2, 3>

<2, 4>

<2, 3> <3, 3>

<3, 4>

<2, 3>

<2, 4>

<2, 4> <4, 4> <2, 4>

<3, 3> <3, 3>

<3, 4>

<3, 3>

<3, 4>

<3, 4> <4, 4> <3, 4>

<4, 4> <4, 4> <4, 4>

27 ⊆ - символотношения включенияодногомножества вдругое

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

16

0

1

2

3

0 1 2 3 4 5

x

y

0

1

2

3

4

5

0 1 2 3 4 5

x

y

Действительно, ñïñ ⊆ñ, болеетогоñïñ = ñ:

ñïñ = {<1, 1>, <1, 4>, <2, 2>, <2, 3>, <2, 4>, <3, 3>, <3, 4>, <4, 4>}=

= ñ = {<1, 1>, <1, 4>, <2, 2>, <2, 3>, <2, 4>, <3, 3>, <3, 4>, <4, 4>}, что является

необходимымидостаточнымусловиемтранзитивностиñ.

Отношение ñ антисимметрично, так какx ñ y иy ñ x ! x = y для∀x, y∈X:

x y y x

<1, 1> и <1, 1> ! 1 = 1,

<1, 4> <4, 1> ∉ ñ,

<2, 2> и <2, 2> ! 2 = 2,

<2, 3> и <3, 2> ∉ñ,

<2, 4> и <4, 2> ∉ñ,

<3, 3> и <3, 3> ! 3 = 3,

<3, 4> и <4, 3> ∉ ñ,

<4, 4> и <4, 4> ! 4 = 4.

ñ" ñ-1 ⊆IX 28 : чтовыполняется– ñ" ñ-1 = {<1, 1>, <2, 2>, <3, 3>, <4, 4>} = IX.

Изображаемнакоординатнойплоскостизаданное бинарноеотношение:

ñ = {<1, 1>, <1, 4>, <2, 2>, <2, 3>, <2, 4>, <3, 3>, <3, 4>, <4, 4>}

5. График функцииf(x) представляетсобой ломаную, звеньякоторой

параллельныкоординатнойоси x, либобиссектрисамкоординатныхуглов

(угловые коэффициентызвеньевравны ±1 или0). Координатыкаждой

вершины ломанойявляютсяцелыми числами. f(x) определяетотношение ñf

на множествеX = [0..5 : x1ñfx2 ⇔29 f(x1) = f(x2)]. Докажите ñf

эквивалентностьнаX. Перечислитевсеклассы эквивалентности30.

Решение:

Докажем эквивалентностьзаданного отношенияñf наX:

ñf – рефлексивно, так какf(x) = f(x),

ñf – симметрично, так какf(x1) = f(x2) ! f(x2) = f(x1),

ñf – транзитивно, так какf(x1) = f(x2) иf(x2) = f(x3) ! f(x1) = f(x3)

28 " - символпересечениямножеств(A" B = {x | x∈A иx∈B})

29 ⇔- тогдаи толькотогда, когда выполняетсяусловие…

30 Классом эквивалентности, порожденнымэлементом a, называетсяподмножество[a]ñ={t∈A| añt}

Классы эквивалентности:

[a]ñ ∈[0; 1) {a, 5 - a},

[a]ñ ∈ [1], [3, 4] {1} # [3,

4],

[a]ñ ∈ (1, 2) {a, 4 – a},

[a]ñ ∈ [2] {2}

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

17

I

E

G H

B

D F

A

C

Специальные бинарные отношения.

6. В частичноупорядоченноммножестве31, заданном диаграммой32, найдите

наибольший, наименьший, минимальный, максимальныйэлементы.

Продолжитезаданноеотношение частичногопорядкадо линейного33.

Решение:

наибольшегоэлементанет.

наименьшийэлемент, он минимальный– A,

максимальныеэлементыI и H,

Линейный порядокможетбыть напримерследующимE, D, F, C, I, G, B, A, H.

      

      

      

      

=

( , )

( , )

( , ) ( , )

( , ) ( , )

( , ) ( , ) ( , )

( , ) ( , ) ( , )

( , ) ( , ) ( , ) ( , ) ( , ) ( , ) ( , )

( , ) ( , ) ( , ) ( , )

( , ) ( , ) ( , ) ( , ) ( , ) ( , ) ( , ) ( , ) ( , )

I I I

H H H

G G G G I

F F F F H

E E E E G E I

D D D D G D I

C C C C D C E C F C G C H C I

B B B B E B G B I

A A A A B A C A D A E A F A G A H A I

A B C D E F G H I

ñ

31 Частично упорядоченноемножество – этомножествос заданнымнанем частичным(линейным) порядком.

Рефлексивное, антисимметричноеи транзитивноеотношениеназываетсяотношениемчастичногопорядкана

множестве X иобозначаетсясимволом «$ ».

32 НазываетсядиаграммойХассе: схема, гдекаждый элементизображаетсяточкой, иеслиy покрывает x, то

соответствующиеточкисоединяют линией, иx располагаютнижеy.

Говорят, чтоэлементy покрывает элементx, еслине существуеттакогоэлемента u, чтоx $ u$ y.

33 Отношение линейногопорядка–если длялюбогоэлемента частичноупорядоченногомножества выполняется

одно изусловийx≤ y илиy≤ x, томножество называетсялинейноупорядоченным.

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

18

Элементы теории графов и сетей.

7. Матрица смежностиданногоорграфа имеетвид

   

   

0 0 0 0

1 1 0 0

1 0 0 1

0 1 0 1

не решать.

8. Используя алгоритмТери34 определитьзамкнутыймаршрут, проходящий

ровно подвараза, поразув каждомнаправлении, через каждоеребрографа.

Решение: V1!V5!V4!V3!V2!V1!V2!V5!V2!V3!V4!V5!V1.

34 Алгоритм Тери:

- отмечаем прохождениеребрав некоторомнаправлении

- второй развэтом направлениинедвижемся

- особо отмечаемребро, по которомузаходимв вершинупервыйраз

- по особоотмеченномуребру вобратномнаправлениидвижемся, если толькодругихвозможностейнет.

V4

V3

V2

V1 V5

V4

V3

V2

V1 V5

1

2

3

4

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

19

9. Используя алгоритмфронтаволны, найтивсеминимальныепутииз 1-й

вершины впоследнюювершину орграфазаданногоматрицей смежности.

        

        

1 1 0 1 1 0 0

0 0 0 1 1 0 0

1 0 0 1 1 1 0

0 1 0 0 1 1 0

1 1 0 1 1 0 1

1 0 1 0 1 0 0

0 0 0 0 1 1 0

!

          

          

1 1 0 1 1 0 0

0 0 0 1 1 0 0

1 0 0 1 1 1 0

0 1 0 0 1 1 0

1 1 0 1 1 0 1

1 0 1 0 1 0 0

0 0 0 0 1 1 0

7

6

5

4

3

2

1

1 2 3 4 5 6 7

V

V

V

V

V

V

V

V V V V V V V

Рисуем подграф35 заданногоориентированногографа, где указанывсе

вершины, достижимыеизV1: минимальныйпуть= 5, число минимальных

путей – 2.

35 Подграфом графа называетсяграф, являющийсяподмодельюисходного графа. Иначеговоря, подграф

содержит некоторыевершиныисходного графаинекоторые рёбра(толькоте, обаконцакоторых входятв

подграф).

V1

V6 V5

V4

V2

V3

V7

Минимальные

пути:

V1!V5!V4!V2

!V3!V7 или

V1!V6!V4!V2

!V3!V7

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

20

10. Используя алгоритмФорда-Белмана найтивсеминимальныепути36 из

первой вершинывовсе достижимыевершинынагруженного37 орграфа,

заданного матрицейдлиндуг38.

          

          

∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞

8 11

5 1 5

6 3

2

7 4 2

4 5 3

6 2 6

7 1 2

Решение:

           

           

∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞

8 11

5 1 5

6 3

2

7 4 2

4 5 3

6 2 6

7 1 2

8

7

6

5

4

3

2

1

1 2 3 4 5 6 7 8

V

V

V

V

V

V

V

V

V V V V V V V V

!

           

           

∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞

8 11

5 1 5

6 3

2

7 4 2

4 5 3

6 2 6

7 1 2

8

7

6

5

4

3

2

1

1 2 3 4 5 6 7 8

j

j

j

j

j

j

j

j

i i i i i i i i

c

c

c

c

c

c

c

c

c c c c c c c c

10.1. Строим таблицузначений(k )

i ë

, k = 0, … , n-1; i = 1, … , n.39 При этом, если

(n−1) = ∞

i ë

, то вершинаVi недостижимаиз V1.

(k )

i ë

- определяетсяследующимобразом:

) 0 (

1ë = 0, ) 0 (

i

ë = ∞, i = 2, … n; (считаем любойпутьиз v вv путем нулевойдлины)

при i = 2, .. n, k0 справедливоравенство( 1) min{ ( ) }

ji

k

j

k

i ë + = ë + c , 1 ≤ j n

а приi = 1, k0 справедливоравенствоmin{0;min{ }} 1

) ( ) 1 (

1 j

k

j

ë k + = ë + c , 1 ≤ j n

36 Путь – последовательностьвершин идугв орграфеv1x1v2x2v3x3…xkvk+1, где k 1, viV, i = 1, … , k+1, xjX, j =

1, … , k дугаxj имеетвид(vj, vj+1), соединяющихвершинуv1 и vk+1.

Длиной путиназываютсумму длиндугэтого пути. Путьиз v вw называетсяминимальным, еслионимеет

минимальнуюдлинупо сравнениюсовсеми путямиизv вw.

37 Орграф D = (V, X), V = {v1, v2, … vn}, n 2 называютнагруженным, если намножестведуг X определена

некоторая функцияl: X! R, называемуювесовой, т.е. длякаждойдуги x X поставленовсоответствие

некоторое действительноечисло l(x) – длинадугиx.

38 Матрица длиндуг– квадратнаяматрица, порядка n:



 

∞ ∉

=

, ( , ) .

( , ), ( , ) ;

v v X

l v v v v X

c

i j

i j i j

ij

39 (k )

i ë

- длина минимальногопутииз V1 в Vi , содержащегонеболее k дуг, еслитакие путисуществуют;

- ∞, еслитаких путейнет; i = 1, …, n; k = 1, 2, …

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

21

В данномслучае1 ≤ j ≤ 8 :

k = 1

) 1(1ë

          

          

8

5

7

4

6

1 V

+

          

          

0

(0)

j ë

=

          

          

! }} min{ ; 0 min{ ) 1(1

          

          

ë = = 0;

(1)

2 ë

          

          

6

7

2 V

+

          

          

0

(0)

j ë

=

          

          

7

! }

7

(1) min{

2

          

          

ë = = 7;

(1)

3 ë

          

          

1

3 V

+

          

          

0

(0)

j ë

=

          

          

1

! }

1

(1) min{

3

          

          

ë = = 1;

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

22

(1)

4 ë

          

          

3

5

4 V

+

          

          

0

(0)

j ë

=

          

          

! (1) min{ }

4

          

          

ë = = ∞;

(1)

5 ë

          

          

1

4

5 V

+

          

          

0

(0)

j ë

=

          

          

! (1) min{ }

5

          

          

ë = = ∞;

(1)

6 ë

          

          

11

3

2

6 V

+

          

          

0

(0)

j ë

=

          

          

2

! }

2

(1) min{

6

          

          

ë = = 2;

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

23

(1)

7 ë

          

          

2

2

7 V

+

          

          

0

(0)

j ë

=

          

          

! (1) min{ }

7

          

          

ë = = ∞;

(1)

8 ë

          

          

5

2

6

8 V

+

          

          

0

(0)

j ë

=

          

          

! (1) min{ }

8

          

          

ë = = ∞;

k = 2

) 2 (

          

          

8

5

7

4

6

1 V

+

          

          

2

1

7

0

(1)

j ë

=

          

           

5

13

! }}

5

13

min{ ; 0 min{ ) 2 (

1

          

          

ë = = 0;

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

24

(2)

2 ë

          

          

6

7

2 V

+

          

          

2

1

7

0

(1)

j ë

=

          

          

8

7

! }

8

7

(2) min{

2

          

          

ë = = 7;

(2)

3 ë

          

          

1

3 V

+

          

          

2

1

7

0

(1)

j ë

=

          

          

1

! }

1

(2) min{

3

          

          

ë = = 1;

(2)

4 ë

          

          

3

5

4 V

+

          

          

2

1

7

0

(1)

j ë

=

          

          

5

6

! }

5

6

(2) min{

4

          

          

ë = = 5;

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

25

(2)

5 ë

          

          

1

4

5 V

+

          

          

2

1

7

0

(1)

j ë

=

          

          

! (2) min{ }

5

          

          

ë = = ∞;

(2)

6 ë

          

          

11

3

2

6 V

+

          

          

2

1

7

0

(1)

j ë

=

          

          

4

2

! }

4

2

(2) min{

6

          

          

ë = = 2;

(2)

7 ë

          

          

2

2

7 V

+

          

          

2

1

7

0

(1)

j ë

=

           

          

9

! }

9

(1) min{

7

          

          

ë = = 9;

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

26

(2)

8 ë

          

          

5

2

6

8 V

+

          

          

2

1

7

0

(1)

j ë

=

          

          

13

! }

13

(2) min{

8

          

          

ë = = 13;

k = 3

) 3 (

          

          

8

5

7

4

6

1 V

+

          

          

13

9

2

5

1

7

0

(2)

j ë

=

          

          

21

14

12

5

13

! }}

21

14

12

5

13

min{ ; 0 min{ ) 3 (

1

          

          

ë = = 0;

(3)

2 ë

          

          

6

7

2 V

+

          

          

13

9

2

5

1

7

0

(2)

j ë

=

          

           

8

7

! }

8

7

(3) min{

2

          

          

ë = = 7;

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

27

(3)

3 ë

          

          

1

3 V

+

          

          

13

9

2

5

1

7

0

(2)

j ë

=

          

          

1

! }

1

(3) min{

3

          

          

ë = = 1;

(3)

4 ë

          

          

3

5

4 V

+

          

          

13

9

2

5

1

7

0

(2)

j ë

=

          

          

5

6

! }

5

6

(3) min{

4

          

          

ë = = 5;

(3)

5 ë

          

          

1

4

5 V

+

          

          

13

9

2

5

1

7

0

(2)

j ë

=

          

          

10

9 ! }

10

9

(3) min{

5

          

          

ë = = 9;

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

28

(3)

6 ë

          

          

11

3

2

6 V

+

          

          

13

9

2

5

1

7

0

(2)

j ë

=

          

          

24

4

2

! }

24

4

2

(3) min{

6

          

          

ë = = 2;

(3)

7 ë

          

          

2

2

7 V

+

          

          

13

9

2

5

1

7

0

(2)

j ë

=

          

          

7

9

! }

7

9

(3) min{

7

          

          

ë = = 7;

(3)

8 ë

          

          

5

2

6

8 V

+

          

          

13

9

2

5

1

7

0

(2)

j ë

=

          

          

14

13

! }

14

13

(3) min{

8

          

          

ë = = 13;

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

29

k = 4

) 4 (

          

          

8

5

7

4

6

1 V

+

          

          

13

7

2

9

5

1

7

0

(3)

j ë

=

          

          

21

12

12

5

13

! }}

21

12

12

5

13

min{ ; 0 min{ ) 4 (

1

          

          

ë = = 0;

(4)

2 ë

          

          

6

7

2 V

+

          

          

13

7

2

9

5

1

7

0

(3)

j ë

=

          

          

8

7

! }

8

7

(4) min{

2

          

          

ë = = 7;

(4)

3 ë

          

          

1

3 V

+

          

          

13

7

2

9

5

1

7

0

(3)

j ë

=

           

          

1

! }

1

(4) min{

3

          

          

ë = = 1;

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

30

(4)

4 ë

          

          

3

5

4 V

+

          

          

13

7

2

9

5

1

7

0

(3)

j ë

=

          

          

5

6

! }

5

6

(4) min{

4

          

          

ë = = 5;

(4)

5 ë

          

          

1

4

5 V

+

          

          

13

7

2

9

5

1

7

0

(3)

j ë

=

          

          

8

9 ! }

8

9

(4) min{

5

          

          

ë = = 8;

(4)

6 ë

          

          

11

3

2

6 V

+

          

          

13

7

2

9

5

1

7

0

(3)

j ë

=

          

          

24

4

2

! }

24

4

2

(4) min{

6

          

          

ë = = 2;

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

31

(4)

7 ë

          

          

2

2

7 V

+

          

          

13

7

2

9

5

1

7

0

(3)

j ë

=

          

          

7

9

! }

7

9

(4) min{

7

          

          

ë = = 7;

(4)

8 ë

          

          

5

2

6

8 V

+

          

          

13

7

2

9

5

1

7

0

(3)

j ë

=

          

          

12

11

13

! }

12

11

13

(4) min{

8

          

          

ë = = 11;

k = 5

) 5 (

          

          

8

5

7

4

6

1 V

+

          

          

11

7

2

8

5

1

7

0

(4)

j ë

=

          

           

19

12

12

5

13

! }}

19

12

12

5

13

min{ ; 0 min{ ) 5 (

1

          

          

ë = = 0;

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

32

(5)

2 ë

          

          

6

7

2 V

+

          

          

11

7

2

8

5

1

7

0

(4)

j ë

=

          

          

8

7

! }

8

7

(5) min{

2

          

          

ë = = 7;

(5)

3 ë

          

          

1

3 V

+

          

          

11

7

2

8

5

1

7

0

(4)

j ë

=

          

          

1

! }

1

(5) min{

3

          

          

ë = = 1;

(5)

4 ë

          

          

3

5

4 V

+

          

          

11

7

2

8

5

1

7

0

(4)

j ë

=

           

          

5

6

! }

5

6

(5) min{

4

          

          

ë = = 5;

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

33

(5)

5 ë

          

          

1

4

5 V

+

          

          

11

7

2

8

5

1

7

0

(4)

j ë

=

          

          

8

9 ! }

8

9

(5) min{

5

          

          

ë = = 8;

(5)

6 ë

          

          

11

3

2

6 V

+

          

          

11

7

2

8

5

1

7

0

(4)

j ë

=

          

          

22

4

2

! }

22

4

2

(5) min{

6

          

          

ë = = 2;

(5)

7 ë

          

          

2

2

7 V

+

          

          

11

7

2

8

5

1

7

0

(4)

j ë

=

          

          

7

9

! }

7

9

(5) min{

7

          

          

ë = = 7;

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

34

(5)

8 ë

          

          

5

2

6

8 V

+

          

          

11

7

2

8

5

1

7

0

(4)

j ë

=

          

          

12

10

13

! }

12

10

13

(5) min{

8

          

          

ë = = 10;

k = 6

) 6 (

1ë

          

          

8

5

7

4

6

1 V

+

          

          

10

7

2

8

5

1

7

0

(5)

j ë

=

          

          

21

14

12

5

13

! }}

21

14

12

5

13

min{ ; 0 min{ ) 6 (

1

          

          

ë = = 0;

(6)

2 ë

          

          

6

7

2 V

+

           

          

10

7

2

8

5

1

7

0

(5)

j ë

=

          

          

8

7

! }

8

7

(6) min{

2

          

          

ë = = 7;

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

35

(6)

3 ë

          

          

1

3 V

+

          

          

10

7

2

8

5

1

7

0

(5)

j ë

=

          

          

1

! }

1

(6) min{

3

          

          

ë = = 1;

(6)

4 ë

          

          

3

5

4 V

+

          

          

10

7

2

8

5

1

7

0

(5)

j ë

=

          

          

5

6

! }

5

6

(6) min{

4

          

          

ë = = 5;

(6)

5 ë

          

          

1

4

5 V

+

          

          

10

7

2

8

5

1

7

0

(5)

j ë

=

          

          

8

9 ! }

8

9

(6) min{

5

          

          

ë = = 8;

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

36

(6)

6 ë

          

          

11

3

2

6 V

+

          

          

10

7

2

8

5

1

7

0

(5)

j ë

=

          

          

21

4

2

! }

21

4

2

(6) min{

6

          

          

ë = = 2;

(6)

7 ë

          

          

2

2

7 V

+

          

          

10

7

2

8

5

1

7

0

(5)

j ë

=

          

          

7

9

! }

7

9

(6) min{

7

          

          

ë = = 7;

(6)

8 ë

          

          

5

2

6

8 V

+

          

          

10

7

2

8

5

1

7

0

(5)

j ë

=

          

          

12

10

13

! }

12

10

13

(6) min{

8

          

          

ë = = 10;

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

37

k = 7

) 7 (

1ë

          

          

8

5

7

4

6

1 V

+

          

          

10

7

2

8

5

1

7

0

(6)

j ë

=

          

          

18

12

12

5

13

! }}

18

12

12

5

13

min{ ; 0 min{ ) 7 (

1

          

          

ë = = 0;

(7)

2 ë

          

          

6

7

2 V

+

          

          

10

7

2

8

5

1

7

0

(6)

j ë

=

          

          

8

7

! }

8

7

(7) min{

2

          

          

ë = = 7;

(7)

3 ë

          

          

1

3 V

+

          

          

10

7

2

8

5

1

7

0

(6)

j ë

=

           

          

1

! }

1

(7) min{

3

          

          

ë = = 1;

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

38

(7)

4 ë

          

          

3

5

4 V

+

          

          

10

7

2

8

5

1

7

0

(6)

j ë

=

          

          

5

6

! }

5

6

(7) min{

4

          

          

ë = = 5;

(7)

5 ë

          

          

1

4

5 V

+

          

          

10

7

2

8

5

1

7

0

(6)

j ë

=

          

          

8

9 ! }

8

9

(7) min{

5

          

          

ë = = 8;

(7)

6 ë

          

          

11

3

2

6 V

+

          

          

10

7

2

8

5

1

7

0

(6)

j ë

=

          

          

21

4

2

! }

21

4

2

(7) min{

6

          

          

ë = = 2;

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

39

(7)

7 ë

          

          

2

2

7 V

+

          

          

10

7

2

8

5

1

7

0

(6)

j ë

=

          

          

7

9

! }

7

9

(7) min{

7

          

          

ë = = 7;

(7)

8 ë

          

          

5

2

6

8 V

+

          

          

10

7

2

8

5

1

7

0

(6)

j ë

=

          

          

12

10

13

! }

12

10

13

(7) min{

8

          

          

ë = = 10;

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

40

          

          

∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞

8 11

5 1 5

6 3

2

7 4 2

4 5 3

6 2 6

7 1 2

!

           

           

∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞

∞ ∞ ∞ ∞ ∞

8 11

5 1 5

6 3

2

7 4 2

4 5 3

6 2 6

7 1 2

8

7

6

5

4

3

2

1

1 2 3 4 5 6 7 8

j

j

j

j

j

j

j

j

i i i i i i i i

c

c

c

c

c

c

c

c

c c c c c c c c

           

           

= ∞ ∞

= ∞ ∞

= ∞

= ∞ ∞ ∞

= ∞ ∞

= ∞

= ∞

=

8 13 13 11 10 10 10

7 9 7 7 7 7 7

6 2 2 2 2 2 2 2

5 9 8 8 8 8

4 5 5 5 5 5 5

3 1 1 1 1 1 1 1

2 7 7 7 7 7 7 7

1 0 0 0 0 0 0 0 0

(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)

i

i

i

i

i

i

i

i

i i i i i i i i ë ë ë ë ë ë ë ë

На матрицеминимальныхпутейуказанV1V6V4V7V5V8 искомый

минимальныйпутьиз V1 в V8.

Определяемискомыеминимальныепути:

V1!V2, величина7

2

ë(n1) = ë

i = 7 выражаетдлинуминимальногопутиизV1 в V2.

Определяемминимальноечислоk11, прикоторомвыполняетсяравенство

(7)

2

(1)

2

( )

2

ë k1 = ë = ë ! k1= 1, т.е. минимальноечислодуг, соединяющихV1 и V2

равно1. Определяемпоследовательностьномеровi1, i2 гдеi1 = 2:

Тогдаi1, i2 = 2, 1!V1V2 искомыйминимальныйпуть.

V1!V3, величина7

3 ë = 1 выражаетдлинуминимальногопутиизV1 в V3.

Определяемминимальноечислоk11, прикоторомвыполняетсяравенство

(7)

3

(1)

3

( )

3

ë k1 = ë = ë ! k1= 1, т.е. минимальноечислодуг, соединяющихV1 и V3

равно1. Определяемпоследовательностьномеровi1, i2 гдеi1 = 3:

Тогдаi1, i2 = 3, 1!V1V6 искомыйминимальныйпуть.

V1!V4, величина7

4 ë = 5 выражаетдлинуминимальногопутиизV1 в V4.

Определяемминимальноечислоk11, прикоторомвыполняетсяравенство

(7)

4

(2)

4

( )

4

ë k1 = ë = ë ! k1= 2, т.е. минимальноечислодуг, соединяющихV1 и V4

равно2. Определяемпоследовательностьномеровi1, i2, i3 гдеi1 = 4:

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

41

64

(1)

6

4

(1)

4

( 1) (1) }

5

6

} min{

3

5

2

1

7

0

min{ } min{

2 2

2 1 2 2

1

2 c

c

c c

i i

i i i i

k

i = +

=

+

+ = + = ∞ ë

ë

ë ë =2 + 3 = 5 = (2)

4 ë = 5 !

i2 = 6;

16

) 0 (

1

6

(0)

6

(0) (0) }

2

} min{

11

3

0 2

min{ } min{

3 3

3 3 2 5 5 c

c

c c

i i

i i i i i = +

=

+

+ = + = ë

ë

ë ë = 0 + 2 = 2 = (1)

6 ë = 2 !

i3 = 1;

Тогдаi1, i2, i3 = 4, 6, 1!V1V6V4 искомыйминимальныйпуть.

V1!V5, величина7

5 ë = 8 выражаетдлинуминимальногопутиизV1 в V5.

Определяемминимальноечислоk11, прикоторомвыполняетсяравенство

(7)

5

(4)

5

( )

5

ë k1 = ë = ë ! k1= 4, т.е. минимальноечислодуг, соединяющихV1 и V7

равно4. Определяемпоследовательностьномеровi1, i2, i3, i4, i5 гдеi1 = 5:

75

(3)

7

5

(3)

5

( 1) (3) }

8

} min{9

1

4

13

7

2

9

5

1

7

0

min{ } min{

2 2

2 1 2 2

1

2 c

c

c c

i i

i i i i

k

i = +

=

+ = + = + ë

ë

ë ë =7 + 1 = 8 = (4)

5 ë = 8 !

i2 = 7;

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

42

47

(1)

4

7

(2)

7

( 2) (2)

3 }

5

7

9

2 } min{

2

13

9

2

5

1

7

0

min{ } min{

3 3

3 2 3 3

1 c

c

c c

i i

i i i i

k

i = +

=

+

+ = + = ë

ë

ë ë = 5 + 2 = 7 = (3)

7 ë = 7 !

i3 = 4;

64

(1)

6

4

(1)

4

( 4) (1) }

5

6

} min{

3

5

2

1

7

0

min{ } min{

4 4

4 3 4 4

1

4 c

c

c c

i i

i i i i

k

i = +

=

+

+ = + = ∞ ë

ë

ë ë = 2 + 3 = 5 = (2)

4 ë = 5 !

i4 = 6;

16

) 0 (

1

6

(0)

6

(0) (0) }

2

} min{

11

3

0 2

min{ } min{

5 5

5 5 4 5 5 c

c

c c

i i

i i i i i = +

=

+

+ = + = ë

ë

ë ë = 0 + 2 = 2 = (1)

6 ë = 2 !

i5 = 1;

Тогдаi1, i2, i3, i4, i5 = 5, 7, 4, 6, 1!V1V6V4V7V5 искомыйминимальныйпуть.

V1!V6, величина7

6 ë = 2 выражаетдлинуминимальногопутиизV1 в V6.

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

43

Определяемминимальноечислоk11, прикоторомвыполняетсяравенство

(7)

6

(1)

6

( )

6

ë k1 = ë = ë ! k1= 1, т.е. минимальноечислодуг, соединяющихV1 и V6

равно1. Определяемпоследовательностьномеровi1, i2 гдеi1 = 6:

Тогдаi1, i2 = 6, 1!V1V6 искомыйминимальныйпуть.

V1!V7, величина7

7 ë = 7 выражаетдлинуминимальногопутиизV1 в V7.

Определяемминимальноечислоk11, прикоторомвыполняетсяравенство

(7)

7

(3)

7

( )

7

ë k1 = ë = ë ! k1= 3, т.е. минимальноечислодуг, соединяющихV1 и V7

равно3. Определяемпоследовательностьномеровi1, i2, i3, i4 гдеi1 = 7:

47

(2)

4

7

(2)

7

( 1) (2) 7}

9

2 } min{

2

13

9

2

8

5

1

7

0

min{ } min{

2 2

2 1 2 2

1

2 c

c

c c

i i

i i i i

k

i = +

=

+ = + = + ë

ë

ë ë =5 + 2 = 7 = (3)

7 ë = 7 !

i2 = 4;

64

(1)

6

4

(1)

4

( 2) (1)

3 }

5

6

} min{

3

5

2

1

7

0

min{ } min{

3 3

3 2 3 3

1 c

c

c c

i i

i i i i

k

i = +

=

+

+ = + = ∞ ë

ë

ë ë = 2 + 3 = 5 = (2)

4 ë = 5 !

i3 = 6;

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

44

16

) 0 (

1

6

(0)

6

(0) (0) }

2

} min{

11

3

0 2

min{ } min{

4 4

4 4 3 4 4 c

c

c c

i i

i i i i i = +

=

+

+ = + = ë

ë

ë ë = 0 + 2 = 2 = (1)

6 ë = 2 !

i4 = 1;

Тогдаi1, i2, i3, i4 = 7, 4, 6, 1!V1V6V4V7 искомыйминимальныйпуть.

V1!V8, величина78

ë = 10 выражаетдлинуминимальногопутиизV1 в V8.

Определяемминимальноечислоk11, прикоторомвыполняетсяравенство

(7)

8

(5)

8

( )

8

ë k1 = ë = ë ! k1= 5, т.е. минимальноечислодуг, соединяющихV1 и V8

равно5. Определяемпоследовательностьномеровi1, i2, i3, i4, i5, i6 гдеi1 = 8:

58

(4)

5

8

(4)

8

( 1) (4) }

12

10

13

} min{

5

2

6

10

7

2

8

5

1

7

0

min{ } min{

2 2

2 1 2 2

1

2 c

c

c c

i i

i i i i

k

i = +

=

+ = + = + ë

ë

ë ë =8 + 2 = 10 = (5)

8 ë = 10 !

i2 = 5;

75

(3)

7

5

(3)

5

( 2) (3)

3 }

8

} min{9

1

4

13

7

2

9

5

1

7

0

min{ } min{

2 2

3 2 3 3

1 c

c

c c

i i

i i i i

k

i = +

=

+ = + = + ë

ë

ë ë = 7 + 1 = 8 = (4)

5 ë = 8 !

i3 = 7;

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

45

47

(3)

4

7

(2)

7

( 3) (2) 7}

9

2 } min{

2

13

9

2

5

1

7

0

min{ } min{

4 4

4 3 4 4

1

4 c

c

c c

i i

i i i i

k

i = +

=

+

+ = + = ë

ë

ë ë = 5 + 2 = 7 = (3)

7 ë = 7 !

i4 = 4;

64

(1)

6

4

(1)

4

( 4) (2) }

5

6

} min{

3

5

2

1

7

0

min{ } min{

5 5

5 4 5 5

1

5 c

c

c c

i i

i i i i

k

i = +

=

+

+ = + = ∞ ë

ë

ë ë = 2 + 3 = 5 = (2)

4 ë = 5 !

i5 = 6;

16

) 0 (

1

6

(0)

6

(0) (0) }

2

} min{

11

3

0 2

min{ } min{

6 6

6 6 5 6 6 c

c

c c

i i

i i i i i = +

=

+

+ = + = ë

ë

ë ë = 0 + 2 = 2 = (1)

6 ë = 2 !

i6 = 1;

Тогдаi1, i2, i3, i4, i5, i6 = 8, 5, 7, 4, 6, 1!V1V6V4V7V5V8 искомыйминимальный

путь.

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

46

11. Найтиостовноедерево40 сминимальнойсуммойдлинвходящихвнего

ребер. Еслидлиныреберс14 по 17 = 5, аостальные- с 1 по13 = 6, 5, 3, 4, 2,

11, 8, 1, 5, 4, 6, 2, 3 соответственно.

ИспользуяалгоритмдляполученияМОД41, решаемзадачу:

12. Пустькаждомуребрунеориентированногографасоответствуетнекоторый

элементэлектрическойцепи. Составитьлинейно-независимуюсистему

уравненийКирхгофадлятокови напряжений.

40 ОстовнымдеревомграфаG называютего подграфD G, содержащийвсе вершиныграфаG иявляющийся

деревом. Деревосвязныйнеориентированныйграф, неимеющийциклов.

41 МОД минимальноеостовноедерево.

1

2 3

5

4

9

7 8

6

q10 q15

q13

q12

q6 q7 q8

q3

q1

q2

q14

q16 q17

q9 q11

q4 q5

4

5

3

2

11 8 1

3

6

5

5

5 5

5 6

4 2

10 11

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

47

Решение:

Введемориентацию:

Найдемостовноедерево:

1

5

4

9

7 8

6

V1

10 11

V6

V2 V3 V4

V5

1

5

4

9

7 8

6

V1

10 11

V6

V2 V3 V4

V5

1

5

4

9

7 8

6

V1

10 11

V6

V2 V3 V4

V5

2 3

2 3

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

48

Определяембазисцикла: n = 11-6+1=6.

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,10,11

c(ì1) = (1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0);

c(ì2) = (0, 1, 1, 1, 0,-1, 0, 0, 0, 0,-1);

1

5

4

9

7 8

6

V1

10 11

V6

V2 V3 V4

V5

2 3

1

5

4

9

7 8

6

V1

10 11

V6

V2 V3 V4

V5

2 3

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

49

c(ì3) = (1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1,-1);

c(ì4) = (1, 1, 0, 0, 0, 0,-1, 0, 0, 0, 0);

1

5

4

9

7 8

6

V1

10 11

V6

V2 V3 V4

V5

2 3

1

5

4

9

7 8

6

V1

10 11

V6

V2 V3 V4

V5

2 3

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

50

c(ì5) = (0, 0, 1, 1, 0, 0, 0,-1, 0, 0, 0);

c(ì6) = (1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, -1, 1, 0);

1

5

4

9

7 8

6

V1

10 11

V6

V2 V3 V4

V5

2 3

1

5

4

9

7 8

6

V1

10 11

V6

V2 V3 V4

V5

2 3

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

51

Находимцикломатическуюматрицу:

G =

       

       

− −

1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0

0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0

1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0

1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1

0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1

1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0

УравненияКирхгофадлянапряжений:

       

       

− −

1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0

0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0

1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0

1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1

0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1

1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0

x

              

              

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

U

U

U

U

U

U

U

U

U

U

U

=

   

  

+ + − + =

+ + =

+ − =

+ + + + − =

+ + − − =

+ + + + =

0

0

0

0

0

0

1 2 3 9 10

4 9 11

3 4 8

1 2 3 4 10 11

2 3 4 6 11

1 2 3 4 5

U U U U U

U U U

U U U

U U U U U U

U U U U U

U U U U U

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

52

УравненияКирхгофадлятоков.

Составляемматрицуинцидентности:

B =

   

  

− − −

− −

− −

− −

0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1

0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1

0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0

0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0

1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0

1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0

B x

              

              

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

=

   

  

− + + + =

− + + − =

− + − =

− + − + =

− + + =

− + − =

0

0

0

0

0

0

6 9 10 4

4 5 8 11

3 4 9

2 3 7 8

1 2 6

1 5 7 10

I I I I

I I I I

I I I

I I I I

I I I

I I I I

1

5

4

9

7 8

6

V1

10 11

V6

V2 V3 V4

V5

2 3

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

53

13. ИспользуяалгоритмФорда-Фалкерсонапостроитьмаксимальныйпотокв

транспортнойсети42.

Значенияa, b, c, d, e, f, g = 3, 4, 5, 8, 6, 9, 5.

Решение:

42 ТранспортнойсетьюназываетсяорграфD = (V, X), в которомвыделеныдвевершины: источник(из негодуги

толькоисходят) и сток(в негодугитолькозаходят).

e

b

b

a

a

d+e

d

e+1

g

c

f+g+1

f

f

c+1

d+1

g+1

(6)

(4)

(4)

(3)

(3)

(14)

(8)

(7)

(5)

(5)

(15)

(9)

(9)

(6)

(9)

(6)

V3

V2

V1

V5

V7

V6

V8

V9

V4

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

54

Этап. 1. Построениеполногопотока43.

Полагаемϕ (x) = 0 длялюбогоx X.

43 Потокϕ называетсяполным, еслилюбойпутьизисточникавстоксодержитхотябыоднунасыщеннуюдугу,

т.е. дугуx, для которойϕ (x) = c(x) , гдеc(x) - пропускнаяспособностьдуги.

(6)

(4)

(4)

(3)

(3)

(14)

(8)

(7)

(5)

(5)

(15)

(9)

(9)

(6)

(9)

(6)

V2

V1

V5

V7

V6

V8

V9

V4

V3

c(x)=6, ϕ(x) = 0

c(x)=4, ϕ(x) = 0

c(x)=4, ϕ(x) = 0

c(x)=3, ϕ(x) = 0

c(x)=3, ϕ(x) = 0

c(x)=14, ϕ(x) = 0

c(x)=8, ϕ(x) = 0

c(x)=7, ϕ(x) = 0

c(x)=5, ϕ(x) = 0

c(x)=5, ϕ(x) = 0

c(x)=15, ϕ(x) = 0

c(x)=9, ϕ(x) = 0

c(x)=9, ϕ(x) = 0

c(x)=6, ϕ(x) = 0

c(x)=9, ϕ(x) = 0

c(x)=6, ϕ(x) = 0

V2

V1

V5

V7

V6

V8

V9

V4

V3

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

55

Находимпростуюцепьç1 изV1(источник) вV9(сток): напримерV1V2V3V4V9.

a = min(c(x) ϕ (x)) > 0, xç ,! a = min(3 – 0, 3 – 0, 8-0, 14-0) = 3.

Увеличиваемпотокпо дугам(V1, V2), (V2, V3), (V3, V4), (V4, V9) на величину

a = 3.

Удаляемнасыщенныедуги(нарисункепомечены« »).

D, ϕ=ϕ1

Находимç2, например, V1V3V4V9. a = min(9-0, 8-3, 14-3) = min(9, 5, 11) = 5.

(6), ϕ(x) = 0

(4), ϕ(x) = 0

(4), ϕ(x) = 0

(3), ϕ(x) = 0 + 3 = 3

(3), ϕ(x) = 0 + 3 = 3

(14), ϕ(x) = 0 + 3 = 3

(8), ϕ(x) = 0 + 3 = 3

(7), ϕ(x) = 0

(5), ϕ(x) = 0

(5), ϕ(x) = 0

(15), ϕ(x) = 0

(9), ϕ(x) = 0

(9), ϕ(x) = 0

(6), ϕ(x) = 0

(9), ϕ(x) = 0

(6), ϕ(x) = 0

V2

V1

V5

V7

V6

V8

V9

V4

V3

(6), ϕ(x) = 0

(4), ϕ(x) = 0

(4), ϕ(x) = 0

(14), ϕ(x) = 3

(8), ϕ(x) = 3

(7), ϕ(x) = 0

(5), ϕ(x) = 0

(5), ϕ(x) = 0

(15), ϕ(x) = 0

(9), ϕ(x) = 0

(9), ϕ(x) = 0

(6), ϕ(x) = 0

(9), ϕ(x) = 0

(6), ϕ(x) = 0

V2

V1

V5

V7

V6

V8

V9

V4

V3

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

56

Увеличиваемпотокна a = 5. УдаляемнасыщеннуюдугуV3V4.

D, ϕ=ϕ2.

Находимç3, например, V1V5V6V9. a = min(4-0, 4-0, 9-0, 15-0) = 4.

Увеличиваемпотокна a = 4. Удаляемнасыщенныедуги(V1,V3) и (V1,V3).

(6), ϕ(x) = 0

(4), ϕ(x) = 0

(4), ϕ(x) = 0

(14), ϕ(x) = 3 + 5 = 8

(8), ϕ(x) = 3 + 5 = 8

(7), ϕ(x) = 0

(5), ϕ(x) = 0

(5), ϕ(x) = 0

(15), ϕ(x) = 0

(9), ϕ(x) = 0

(9), ϕ(x) = 0

(6), ϕ(x) = 0

(9), ϕ(x) = 0 + 5 = 5

(6), ϕ(x) = 0

V2

V1

V5

V7

V6

V8

V9

V4

V3

(6), ϕ(x) = 0

(4), ϕ(x) = 0

(4), ϕ(x) = 0

(7), ϕ(x) = 0 (14), ϕ(x) = 8

(5), ϕ(x) = 0

(5), ϕ(x) = 0

(15), ϕ(x) = 0

(9), ϕ(x) = 0

(9), ϕ(x) = 0

(6), ϕ(x) = 0

(6), ϕ(x) = 0

V2

V1

V5

V7

V6

V8

V9

V4

V3

(9), ϕ(x) == 5

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

57

D, ϕ=ϕ3.

Находимç4, например, V1V6V8V9. a = min(9-0, 9-4, 15-4) = min(9, 5, 11) = 5.

Увеличиваемпотокна a = 5. УдаляемнасыщеннуюдугуV6V8.

(6), ϕ(x) = 0

(4), ϕ(x) = 0 + 4 = 4

(4), ϕ(x) = 0 + 4 = 4

(7), ϕ(x) = 0 (14), ϕ(x) = 8

(5), ϕ(x) = 0

(5), ϕ(x) = 0

(15), ϕ(x) = 0 + 4 = 4

(9), ϕ(x) = 0 + 4 = 4

(9), ϕ(x) = 0

(6), ϕ(x) = 0

(6), ϕ(x) = 0

V2

V1

V5

V7

V6

V8

V9

V4

V3

(6), ϕ(x) = 0 (14), ϕ(x) = 8

(8), ϕ(x) = 8

(7), ϕ(x) = 0

(5), ϕ(x) = 0

(5), ϕ(x) = 0

(15), ϕ(x) = 4

(9), ϕ(x) = 4

(9), ϕ(x) = 0

(6), ϕ(x) = 0

(6), ϕ(x) = 0

V2

V1

V5

V7

V6

V8

V9

V4

V3

(9), ϕ(x) = 5

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

58

D, ϕ=ϕ4.

Находимç5, например, V1V7V4V9. a = min(6-0, 7-0, 14-8) = min(6, 7, 6) = 6.

Увеличиваемпотокна a = 6. УдаляемнасыщеннуюдугиV4V9 и V1V7.

D, ϕ=ϕ5. ПростойцепиизV1 в V9 не существует, следовательнопотокϕ5

являетсяполным. Еговеличинаравнаϕ5 = 0+9=9.

(6), ϕ(x) = 0 (14), ϕ(x) = 8

(8), ϕ(x) = 8

(7), ϕ(x) = 0

(5), ϕ(x) = 0

(5), ϕ(x) = 0

(15), ϕ(x) = 4 + 5 = 9

(9), ϕ(x) = 4 + 5 = 9

(9), ϕ(x) = 0 + 5 = 5

(6), ϕ(x) = 0

(6), ϕ(x) = 0

V2

V1

V5

V7

V6

V8

V9

V4

V3

(6), ϕ(x) = 0

(14), ϕ(x) = 8 + 6 = 14

(7), ϕ(x) = 0 + 6 = 6

(5), ϕ(x) = 0

(5), ϕ(x) = 0

(15), ϕ(x) = 9

(9), ϕ(x) = 5

(6), ϕ(x) = 0 + 6 = 6

(6), ϕ(x) = 0

V2

V1

V5

V7

V6

V8

V9

V4

V3

(9), ϕ(x) = 5

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

59

Этап2. Увеличениеполногопотокадо максимального44. Строиморграф

приращений: I(D, ϕ5):

Находимпростуюцепьç6, например, V1V3V2V7V9.

a = min[min(9-5, 6-0, 5-0), min(3)] = 3.

44 ПотоквтранспортнойсетиD являетсямаксимальнымтогдаитолькотогда, когдавI(D, ϕ) стокне достижим

из источника. I(D, ϕ) – орграфприращений.

(6), ϕ(x) = 0 (7), ϕ(x) = 6

(5), ϕ(x) = 0

(5), ϕ(x) = 0

(15), ϕ(x) = 9

(9), ϕ(x) = 5

(6), ϕ(x) = 0

V2

V1

V5

V7

V6

V8

V9

V4

V3

(9), ϕ(x) = 5

(6), ϕ(x) = 0 (7), ϕ(x) = 6

(5), ϕ(x) = 0

(5), ϕ(x) = 0

(15), ϕ(x) = 9

(9), ϕ(x) = 5

(6), ϕ(x) = 0

V2

V1

V5

V7

V6

V8

V9

V4

V3

(9), ϕ(x) = 5

(3), ϕ(x) = 3

(8), ϕ(x) = 8

(4), ϕ(x) = 4

(9), ϕ(x) = 9

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

60

Строиморграфприращений: I(D, ϕ6):

(6), ϕ(x) = 0 + 3 = 3

(7), ϕ(x) = 6

(5), ϕ(x) = 0

(5), ϕ(x) = 0 + 3 = 3

(15), ϕ(x) = 9

(9), ϕ(x) = 5

(6), ϕ(x) = 0

V2

V1

V5

V7

V6

V8

V9

V4

V3

(9), ϕ(x) = 5 + 3 = 8

(3), ϕ(x) = 3 –3 = 0

(8), ϕ(x) = 8

(4), ϕ(x) = 4

(9), ϕ(x) = 9

(6), ϕ(x) = 3

(7), ϕ(x) = 6

(5), ϕ(x) = 0

(5), ϕ(x) = 3

(15), ϕ(x) = 9

(9), ϕ(x) = 5

(6), ϕ(x) = 0

V2

V1

V5

V7

V6

V8

V9

V4

V3

(9), ϕ(x) = 8

(3), ϕ(x) = 0

(8), ϕ(x) = 8

(4), ϕ(x) = 4

(9), ϕ(x) = 9

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

61

Находимпростуюцепьç6, например, V1V6V5V7V9.

a = min[min(9-5, 6-0, 5-3), min(4)] = 2. Увеличиваемпотокна2. Удаляем

насыщеннуюдугуV7V9.

Строиморграфприращений: I(D, ϕ7):

(6), ϕ(x) = 3

(7), ϕ(x) = 6

(5), ϕ(x) = 0

(5), ϕ(x) = 3 + 2 = 5

(15), ϕ(x) = 9

(9), ϕ(x) = 5 + 2 = 7

(6), ϕ(x) = 0 + 2 = 2

V2

V1

V5

V7

V6

V8

V9

V4

V3

(9), ϕ(x) = 8

(3), ϕ(x) = 0

(8), ϕ(x) = 8

(4), ϕ(x) = 4 – 4 = 0

(9), ϕ(x) = 9

(6), ϕ(x) = 3

(7), ϕ(x) = 6

(5), ϕ(x) = 0 (15), ϕ(x) = 9

(9), ϕ(x) = 7

(6), ϕ(x) = 2

V2

V1

V5

V7

V6

V8

V9

(9), ϕ(x) = 8 V4

(3), ϕ(x) = 0

(8), ϕ(x) = 8

(4), ϕ(x) = 0

(9), ϕ(x) = 9

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

62

Полученныйпотокявляетсямаксимальным, таккакстокне

достижимизисточника(насыщенныедугивыделены).

Суммапотоковиз источника: 3+4+6+8+7 = 28,

суммапотоковв сток: 14+5+9 = 28!

ϕ(x) = 3

ϕ(x) = 0

ϕ(x) = 4

ϕ(x) = 3

ϕ(x) = 0

ϕ(x) = 14

ϕ(x) = 8

ϕ(x) = 6

ϕ(x) = 0

ϕ(x) = 5

ϕ(x) = 9

ϕ(x) = 9

ϕ(x) = 7

ϕ(x) = 6

ϕ(x) = 8

ϕ(x) = 2

V2

V1

V5

V7

V6

V8

V9

V4

V3

(6)

(4)

(4)

(3)

(3)

(14)

(8)

(7)

(5)

(5)

(15)

(9)

(9)

(6)

(9)

(6)

V2

V1

V5

V7

V6

V8

V9

V4

Расчетная работа по дискретной математике

студента группы 18-101 Чумина Олега www.chuminoleg.boom.ru

Вариант №19.

63

Литература:

1. НефедовВ.Н., ОсиповаВ.А. Курсдискретнойматематики. – М.:

Издательство МАИ, 1992.

2. Методическиеуказанияпо выполнениюрасчетныхработпо

дискретнойматематике. Под. Ред. Осиповой.__