diff options
Removed old markdown notes files
1 files changed, 0 insertions, 251 deletions
| -rw-r--r-- | Year 1/Discrete math/notes.md | 251 |
diff --git a/Year 1/Discrete math/notes.md b/Year 1/Discrete math/notes.md deleted file mode 100644 index c1f5b1c..0000000 --- a/Year 1/Discrete math/notes.md +++ /dev/null @@ -1,251 +0,0 @@ -- *Свойства на константите* - p ∧ T ≡ p, p ∨ F ≡ p, p ∨ T ≡ T, p ∧ F ≡ F -- *Свойства на отрицанието* - p ∧ ¬p ≡ F, p ∨ ¬p ≡ T -- *Закон за двойното отрицание* - ¬(¬p) ≡ p - -- *Идемпотентност* - p ∨ p ≡ p, p ∧ p ≡ p -- *Комутативност* - p ∨ q ≡ q ∨ p, p ∧ q ≡ q ∧ p -- *Асоциативност* - (p ∨ q) ∨ r ≡ p ∨ (q ∨ r), (p ∧ q) ∧ r ≡ p ∧ (q ∧ r) -- *Дистрибутивност* - p ∨ (q ∧ r) ≡ (p ∨ q) ∧ (p ∨ r), p ∧ (q ∨ r) ≡ (p ∧ q) ∨ (p ∧ r) -- *Закони на De Morgan* - ¬(p ∨ q) ≡ ¬p ∧ ¬q, ¬(p ∧ q) ≡ ¬p ∨ ¬q - -- *Поглъщане* - p ∨ (p ∧ q) ≡ p, p ∧ (p ∨ q) ≡ p -- *Свойство на импликацията* - p → q ≡ ¬p ∨ q -- *Свойство на би-импликацията* - p ↔ q ≡ (p → q) ∧ (q → p) - -# Лекция 2: Множества - -Множество, което не съдържа себе си, е обикновено. -Множество, което съдържа себе си, е необикновено. - -### Аксиоми - -- *Аксиома 1: Аксиома за обема* - Две множества са равни тстк съдържат едни и същи елементи (редът е без значение) - -- *Аксиома 2: Аксиома за отделянето* - Ако X е множество и π е предикат с домейн X , то съвкупността Y от елементите на X , които имат свойството π , е множество. - B = {a ∈ A : π(a)}. Казваме, че B е подмножество на A - -- *Аксиома 3: Аксиома за степенното множество* - За всяко множество X съществува множеството от всички негови подмножества, което наричаме степенното множество на X - -- *Аксиома 4: Максимално по включване множество* - Множество, за което свойството (предикатът) е в сила, но то не е в сила за никое същинско негово надмножество - 1) σ(B) и - 2) ∀C(B ⊂ C ⊆ A → ¬σ(C)) - - *Минимално по включване множество* - Такова подмножество, за което свойството (предикатът) е в сила, но то не е в сила за никое същинско негово подмножество. - 1) σ(B) и - 2) ∀C(C ⊂ B → ¬σ(C)) - -### Операции - -- *Симетрична разлика* - A ▵ B = { a | a ∈ A ⊕ a ∈ B } - {a, b, c, d} ▵ {a, b, x, y} = {c, d, x, y} - -### Наредена двойка - -(Дефиниция на Kuratowski) Всяко множество {{a}, {a, b}} наричаме наредена двойка с първи елемент a и втори елемент b. Краткият запис е “(a, b)”. - -### Разбиване и покриване - -- *Покриване на A* - Всяка фамилия X = {X1, X2, ..., Xk}, k >= 0 - 1) ∀i ∈ {1, 2, ..., k} : Xi ⊆ A - 2) ∀i ∈ {1, 2, ..., k} : Xi =/= ∅ - 3) U_{i = 1} ^{k} Xi = A - Тоест, всяка фамилия, чието обединение на множества е даденото множество. - - А = {a, b, c, d} - {{a, b, d}, {b, c}, {a, b, c, d}} - -- *Разбиване на A* - Всяка фамилия X = {X1, X2, ..., Xk}, k >= 0 - 1) ∀i ∈ {1, 2, ..., k} : Xi ⊆ A - 2) ∀i ∈ {1, 2, ..., k} : Xi =/= ∅ - 3) U_{i = 1} ^{k} Xi = A - 4) ∀i∀j(1 <= i < j <= k → Xi ∩ Xj = ∅) - Тоест, покриване, при което няма общи елементи между множествата във фамилията. - - {{a, c}, {b}, {c}} - -# Лекция 3: Релации - -Релация над декартовото произведение A1 x A2 x ... x An се нарича всяко множество R ⊆ A1 x A2 x ... x An - -### Свойства на релации от вида R ⊆ A^2 - -- *Рефлексивност* ∀a ∈ A : aRa - - *Антирефлексивност* ∀a ∈ A : ¬aRa -- *Симетричност* ∀a, b ∈ A, a =/= b : aRb → bRa - - *Антисиметричност* ∀a, b ∈ A, a =/= b : aRb → ¬bRa - - *Силна антисиметричност* ∀a, b ∈ A, a =/= b : aRb ⊕ bRa -- *Транзитивност* ∀a, b, c ∈ A : aRb ∧ bRc → aRc - -- *Затваяне на релация* - R' - рефлексивно затваряне - 1) R' ⊆ A^2 - 2) R ⊆ R' - 3) R' е рефлексивна - Аналогично за симетрично и транзитивно затваряне - -- *Релация на еквивалентност* рефлексивна, симетрична, транзитивна -- *Класове на еквивалентност* (Само за релации на еквивалентност) - [a] = { b ∈ A | aRb } - -- *Релация на частична (нестрога) наредба* рефлексивна, антисиметрична, транзитивна - - *Минимален елемент* а е минимален, ако ¬∃b ∈ A, a =/= b : bRa - - *Максимален елемент* a е максимален, ако ¬∃b ∈ A, a =/= b : aRb -- *Релация на частична строга наредба* антирефлексивна, антисиметрична, транзитивна - -- *Релация на линейна (нестрога) наредба* рефлексивна, силно антисиметрична, транзитивна - - *Линейно разширение* Частична наредба R ⊆ A^2, линейна наредба R' ⊆ A^2, R ⊆ R' => R' е линейно разширение на R -- *Релация на линейна строга наредба* антирефлексивна, силно антисиметрична, транзитивна - -- *Верига* всяка редица ai0, ai1, ..., aik където i0,...,ik ∈ {1,...,n}, aij R aij+1 и aij =/= aij+1 за 0 <= j < k - Редица от елементи, където всеки два съседни елемента са в релация - - веригите не минават през примки -- *Контур* ако за верига, ai0 = aik и k > 0 - Редица от елементи, където всеки два съседни елемента са в релация и първия и последния също са в релация - -# Лекция 4: Функции - -- *Тотална функция* Всяка релация f ⊆ X x Y, за всяко x, има точно едно y, (x, y) ∈ f -- *Частична функция* Всяка релация f ⊆ X x Y, за всяко x, има поне едно y, (x, y) ∈ f - -- *Инекция* Всеки елемент води до единствен друг елемент (може не всички елемeнти от другите да са "покрити") -- *Сюрекция* Всеки елемент от другите е "покрит" от един или повече елементи -- *Биекция* Едно към едни между елементите - -- *Крайно множество* - Ако А е празното, то имаме кардиналност 0 - Иначе, трябва да съществува n, за което имаме биекция f : A → {1, 2, ..., n} -- *Безкрайно множество* ако не е крайно - -- *Изброимо безкрайно множество* Равномощно на ℕ - -### Принцип на Дирихле - -За крайни X и Y, |X| > |Y|, то няма инекция f: X → Y - -Ако има m обекта в n чекмеджета и m > n, то в поне едно чекмедже има повече от един обект - -# Лекция 5: Изброителна комбинаторика - -- *Първи принцип*: Принцип на Дирихле -- *Втори принцип*: Принцип на разбиването - За множество X и негово разбиване {Y1, ..., Yk}, |X| = |Y1| + ... + |Yk| - - Принцип на изваждането - За множество A и универсум A, |A| = |U| - |A̅| -- *Трети принцип*: Принцип на умножението - |A x B| = |A| * |B| -- *Четвърти принцип*: Пинцип на биекцията - |A| = |B| тстк съществува биекция f: A → B -- *Пети принцип*: Принцип на делението - k на брой класове на еквивалентност [a], |[a]| = m - m = |A|/k -- *Шести принцип*: Принцип на включването и изключването - При разбиването, кардиналността е сума от кардиналностите на дяловете на разбиване - Тук, кардиналноста е сума от дяловете на покритие и изваждане на техните сечения. - |A1 U ... U An| = Σ{1 <= i <= n} |Ai| - Σ{1 <= i < j <= n} |Ai ∩ Aj| + ... + (-1)^(n-1) * |A1 ∩ ... ∩ An| - -# Лекция 6: Комбинаторни конфигурации - -Дадено е опорно множество А = {a1, a2, ..., an} чрез което изграждаме комбинаторни конфигурации. -n е брой елементи в A. m е брой елементи в конфигурация. - -- *Множество от конфигурациите с наредба, с повтаряне* - К\_{Н,П}(n, m) = A^m - |К\_{Н,П}(n, m)| = |A^m| = n^m - - А = {a, b, c}, m = 2 - К\_{Н,П}(3, 2) = {(a, a), (a, b), (a, c), (b, a), (b, b), (b, c), (c, a), (c, b), (c, c)} - -- *Множество от конфигурациите с наредба, без повтаряне* - К\_{Н}(n, m) - |К\_{Н}(n, m)| = n * (n - 1) * (n - 2) * ... * (n - m + 1) = n на падаща степен m - - А = {a, b, c}, m = 2 - К\_{Н}(3, 2) = {(a, b), (a, c), (b, a), (b, c), (c, a), (c, b)} - - частен случай: n = m. Тогава това са *пермутации без повторения* и |К\_{Н}(n, m)| = n! - - *пермутации с повторения* - -- *Множество от конфигурациите без наредба, без повтаряне* - K(n, m); Комбинации/Подмножество - |K(n, m)| = |K\_{Н}(n, m)|/m! = n!/((n-m)!m!) = (n на падаща степен m)/m! = биномен коефициент (n m) - - -- *Нютонов бином* (x + y)^n = Σ\_{k=0}^n (n k) * x^k * y^(n-k) - -# Лекция 7: Рекурентни уравнения - -Уравнение, при което дясната му страна включва и самото уравнение и имаме начално условие(ия) - -Tn = { nT\_(n-1) ако n >= 1 - { 1, ако n = 0 -Не е с константни коефициенти - -Sn = { S\_(n-1) + S\_(n-2) + ... + S1 + S0 ако n >= 1 - { 1 ако n = 0 -Не е с крайна история - -### Алгоритъм за решаване на рекурентни уравнения от определен вид - -1. *Характеристично уравнение* Заместваме an с x^n, a\_(n-1) с x^(n-1) и так. нат. Делим на x^(n-k). - x^k - c1 * x^(k-1) - c2 * x^(k-2) - ... - c\_(k-1) * x - c\_k = 0 - -2. *Общо решение* Нека {α1, α2, ..., αk}\_M е мултимножество от корените - a\_n = A1 * α1^n + A2 * α2^n + ... + Ak * αk^n където A1,...,Ak са неизвестни константи - Ако има еднакви α корени, то ние умножаваме и с n^k в нарастващ ред на ка, тоест ако примерно α1 = α2 = a3 != α4 != α5 - а\_n = A1 * α1^n + A2 * α2^n * n^1 + A3 * α3^n * n^2 + A4 * α4^n + A5 * α5^n - -3. *Точно решение* Ако началните условия не са дадени, общто решение е отговора. - Ако са дадени, те ще са k на брой и ще намерим A1,...,Ak като заместим n със стойностите на аргумента в началните условия. - Ще получим система от k линейни уравнения с k неизвестни. След като я решим, със заместваме ще стигнем до точното решение. - -Пример: аn = 12a\_(n-1) - 51a\_(n-2) + 92a\_(n-3) - 60a\_(n-4) с начални условия a1 = 1, a2 = 2, a3 = 4, a4 = 6 - -1. Характеристично уравнение - x^4 - 12x^3 + 51x^2 - 92x + 60 = 0 ↔ (x - 2)^2 * (x - 3) * (x - 5) = 0 - -2. Мултимножеството от корените му е {2, 2, 3, 5}\_M - Общото решение е а\_n = A * 2^n + B * n * 2^n + C * 3^n + D * 5^n - -3. а1 = A * 2^1 + B * 1 * 2^1 + C * 3 ^ 1 + D * 5^1 - a2 = A * 2^2 + B * 2 * 2^2 + C * 3 ^ 2 + D * 5^2 - a3 = A * 2^3 + B * 3 * 2^3 + C * 3 ^ 3 + D * 3^3 - a4 = A * 2^4 + B * 4 * 2^4 + C * 3 ^ 4 + D * 5^4 - - 1 = 2A + 2B + 3C + 5D - 2 = 4A + 8B + 9C + 25D - 4 = 8A + 24B + 27C + 125D - 6 = 16A + 64B + 81C + 625D - - Излиза, че A = 2/9 B = -1/6 C = 1/3 D = -1/45 - - an = 2^(n+1)/9 - n * 2^n/6 + 3^(n-1) - 5^n/45 - -### Решаване на рекурентни нехомогенни уравнения от определен вид - -an = c1 * a\_(n-1) + ... + ck * a\_(n-k) + p1(n) * b1^n + ... + pl(n) * bl^n - \_________________________________/ \_______________________________/ - хомогенна част нехомогенна част - -Изъплняваме стъпки 1 от решаването на рекуренти уравнения от определен вид само с хомогенната част и игнорираме нехомогенната. -Намираме мултимножеството, обединяваме го с мултимножеството на нехомогенната част. -Изпълняваме стъпка 2 и 3 от решаването на рекуренти уравнения от определен вид, като използваме полученото мултимножество. - Понеже имаме само k начални условия, а обединението изисква k+l, ще направим още l начални условия. - -Уравнения като T(n) = 2T(n-1) + ⌈√n⌉ или S(n) = S(n - 1) + 1/n не могат да се решат с този алгоритъм. |
