离散数学试题

发布 2024-04-16 02:45:09 阅读 2242

1. (6分) 已知 a=,a,b}, b=, a}, 求 a×b, ab, p(a).

解: a×b=,)a), a, )a, a), b, )b, a

ab=(a-b) ∪b-a)=,b, }

p(a)=,a, b, ,a}, b}, a}.

2. (4分) 已知r1,r2是a上的对称关系, r1r2对称吗? 证明或举反例说明。

解: 一般地, r1r2≠ r1r2.

反例: r1= 对称!

r2= 对称!

r1r2 = 不对称!

3. (6分) g是一个群, h是g的子群。 g1,g2g, (g1,g2) r g1g2-1 h. 证明r是g上等价关系。

证明: ◆对于任意的ag,∵ a·a-1=eh,a,a) r,故r是自反的。

对于任意的a,bg,若(a,b) r,a·b-1h,∴(a·b-1)-1=b·a-1h,b,a) r,故r是对称的。

对于任意的a,b,cg,若(a,b) r,(b,c) r,a·b-1h且 b·c-1h,a·b-1)·(b·c-1)=a·c-1h,a,c) r,故r是传递的。

4. (6分) a=, x,ya, xyx|y.

(1) 画出(a, )的哈斯图。

(2) 判断(a, )是格否?分配格吗?有补格?布尔格吗?

5. 已知 f: a→b, g: b→c, f是单射,g是单射,证明gf 是单射。 若gf是满射,证明g是满射。

证明: (1) 对于任意的x1,x2a, 若gf (x1)= gf (x2),

即有 g(f(x1))=g(f(x2)).

由于g是单射,故有f(x1)=f(x2).

由于f是单射,故有x1=x2.

因而, gf 是单射。

(2) 对于任意zc, 存在xa, 使得。

gf (x)=z,即 g(f(x))=z.

故存在 y=f(x) b, 使得。

g(y)=z.

故 g是满射。

6. (4分) 已知: a是可数无限集,b是有限集, 且a∩b=,求证:|a|=|a∪b|

证明: 不妨记。a=b=

作映射 φ:a→a∪b

ai)=bi (i=1,…,m)

ai)=ai-m (i=m+1,m+2,…)

则可以说明φ为a→a∪b的双射,故结论得证。

如果只用一句话说, a∪b也是可数无限集,可以得2分)

7. (5分) 画出5个顶点的自互补图。证明当n=4k 或4k+1时才有。 若一个图和它的补图同构,说它是自互补图。

8. (5分) 证明: g或者g有一个是连通图。

9. (4分) 一个有奇数条边、偶数个顶点的欧拉图,但不是哈密尔顿图。

10 (6分) 画出k4,4,判断k4,4是否平面图。

11. (5分) 证明: 多于一个顶点的树,至少有两片树叶。

12. (8分) (g, ·是一个群,取定u g. g1,g2g,定义:

g1*g2= g1·u-1·g2. 证明: (g,*)是群。

证明: (1) 封闭性。

2) 可以结合性。

3) 幺元 e*=u.

事实上, g*e*=g*u=g·u-1·u=g·e=g

e**g=u*g=u·u-1·g=e·g=g

(4) 逆元。

对于gg, 在代数运算*下的逆元记为g*-1

于是, g*-1=u·g-1·u

这里, g-1是在代数运算·下的逆元。

13. (5分) g是一个群,h,k是g正规子群。

证明: h∩k是g正规子群。

证明: (1) (3分)

a,b hk,就有a,b h, a,b k,因为h, k是群g的子群,所以,a*b-1h,a*b-1k,因此a*b-1 hk。故 hk是g的子群。

2) (2分)

对于a hk, gg, 就有a h,ak。

因为h,k是群g的正规子群,所以。

g*a*g-1h,

g*a*g-1k,从而有g*a*g-1hk,故hk是g的正规子群。

14. (4分) 已知(g, *a, △是两个群,f: g→a是群同态的。

证明: (1) f(eg)=ea (eg g是幺元, ea a是幺元).

2) gg, f(g-1)=(f(g))-1.

15. (4分) 下列哪些是循环群:zn

qz616. (4分) 试证明联结词集合是完备的。

证明: p∨q= p q

p∧q=( p ∨ q)

pq =(p ∨ q) ∧p ∨ q)

即可以用表示出来。

所以任何公式均可以由集合中的联结词表达出来的公式与之等价。

故集合是完备的。

17. (4分) 试求公式 (p∧q)((q→r)p)的主析取范式和主合取范式。

解: (p∧q)((q→r)p)

p∧q)((q∨r)p)

p∧q)((q∨r) ∧p) ∨q∨r) ∧p))

p∧q)((q∧p)∨(r∧p) ∨q∧r) ∧p))

p∨q∨ (q∧p)∨(r∧p) ∨q∧r∧p)

p∨q∨ (q∧r∧p)

p∧q∧r) ∨p∧q∧r) ∨p∧q∧r) ∨p∧q∧r) ∨p∧q∧r) ∨p∧q∧r) ∨p∧q∧r)

7)= p∨q∨r

18. (6分) 将下列语句化为含有量词的谓词演算公式。

不是每个人都能干,但一定有人能干。

有一种气体可以腐蚀任何金属。

凡是对顶角一定相等。

19. (5分) 已知公理 a: (pq) (qp) (pq))

b: pp∨q

c: ppd: (pr) (qr) (p∨q) r))

e: p∧qp

证明定理: p(p∨p)

证明:1) pp∨q公理b

2) pp∨p代入。

3) (pr) (qr) (p∨q) r公理d

4) (pp) (pp) (p∨p) p代入。

5) p p公理c

6) (pp) (p∨p) p4)(5)分离。

7) (p∨p) p5)(6)分离。

8) (pq) (qp) (pq公理a

9) (p(p∨p)) p∨p)p) (p(p∨p)))代入。

10) (p∨p)p) (p(p∨p2)(9)分离。

11) (p(p∨p7)(10)分离

20. (5分) 试求公式 x((yx(x,y))(zy(z) ∧z(x))

解: 原式= xyx(x,y) ∨zy(z) ∧z(x))

xy z(x(x,y) ∨y(z) ∧z(x))

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