| version 1.1, 2005/01/16 00:22:51 |
version 1.2, 2005/01/17 18:59:35 |
|
|
| % 2005-01-15 - created |
% 2005-01-15 - created |
| % |
% |
| |
|
| % $Platon$ |
% $Platon: doc/statnica-matematika/04-diskretna-matematika.tex,v 1.1 2005/01/16 00:22:51 nepto Exp $ |
| |
|
| \chapter{Diskrétna matematika} |
\chapter{Diskrétna matematika} |
| |
|
| |
\section{Výroky a dôkazy} % /* |
| |
|
| |
\begin{defn} |
| |
\underline{Výrok} je: |
| |
\begin{itemize} |
| |
\item tvrdenie, o ktorého pravdivosti alebo nepravdivosti má zmysel uvažovať |
| |
\item {\it pravdivý} alebo {\it nepravdivý} |
| |
\item oznamovacia veta |
| |
\end{itemize} |
| |
\end{defn} |
| |
|
| |
\begin{defn} |
| |
\underline{Výroková forma} alebo formula je výrok, ktorý obsahuje premenné. Ak obsahuje |
| |
kvantifikátory $\forall, \exists$ tak je to \underline{kvantifikovaná formula}. |
| |
\end{defn} |
| |
|
| |
\begin{defn} |
| |
\underline{Matematický dôkaz} tvrdenia $T$ je konečná postupnosť $a_1, a_2, ..., a_n$, kde $a_i$ |
| |
je výrok alebo formula a implikácie $a_1 \to a_2$, $a_2 \to a_3, ..., a_{n-1} \to a_n = T$ sú |
| |
tautológie. |
| |
\end{defn} |
| |
|
| |
\begin{defn} |
| |
Základné typy dôkazov: |
| |
\begin{enumerate} |
| |
\item Priamy |
| |
\item Nepriamy |
| |
\item Obmenou ($a \to b \equiv \lnot b \to \lnot a$) |
| |
\item Matematickou indukciou |
| |
\end{enumerate} |
| |
\end{defn} |
| |
|
| |
% */ |
| |
|
| |
\section{Relácie} % /* |
| |
|
| |
\begin{defn} |
| |
Relácia $\varphi$ je \underline{reláciou ekvivalencie} na $A$, ak spĺňa nasledujúce vlasnosti: |
| |
\begin{enumerate} |
| |
\item \underline{reflexívnosť}: $\forall a \in A: (a, a) \in \varphi$ |
| |
\item \underline{symetrickosť}: $\forall a, b \in A: (a, b) \in \varphi \Leftrightarrow (b, a) |
| |
\in \varphi$ |
| |
\item \underline{tranzitívnosť}: $\forall a, b, c \in A: (a, b) \in \varphi \land (b, c) |
| |
\in \varphi \Rightarrow (a, c) \in \varphi$ |
| |
\end{enumerate} |
| |
Príslušnosť $(a, b) \in \varphi$ značíme $a \sim b$. |
| |
\end{defn} |
| |
|
| |
\begin{defn} |
| |
Majme nasledujúce vlastnosti relácie $\varphi$: |
| |
\begin{enumerate} |
| |
\item \underline{asymetrickosť}: $(a, b) \in \varphi \Rightarrow (b, a) \notin \varphi$ |
| |
\item \underline{trichotomickosť}: $a \ne b \Rightarrow (a, b) \in \varphi \lor (b, a) \in |
| |
\varphi$ |
| |
\item \underline{zobrazenie}: $\varphi \subseteq A \times B$ je zobrazenie ak $(\forall a \in A) |
| |
(\exists ! b \in B): (a, b) \in \varphi$ |
| |
\end{enumerate} |
| |
Relácia sa nazýva \underline{čiastočné usporiadanie}, ak je tranzitívna a asymetrická. |
| |
Relácia sa nazýva \underline{(lineárne) usporiadanie}, ak je tranzitívna, asymetrická a |
| |
trichotomická. |
| |
\end{defn} |
| |
|
| |
% */ |
| |
|
| |
\section{Množiny a mohutnosti} % /* |
| |
|
| |
\begin{defn} |
| |
Systém $\mathcal{S} \subseteq P(A)$ sa nazýva \underline{rozklad množiny $A$}, ak $\mathcal{S}$ |
| |
je systém po dvoch disjunktných neprázdnych množín s vlastnosťou $\bigcup_{M \in \mathcal{S}} M |
| |
= A$. |
| |
\end{defn} |
| |
|
| |
\begin{defn} |
| |
Majme reláciu ekvivalencie a definujme množinu $A(x)$ tak, že $A(x) = \{ y \in A ~|~ x \sim y \}$. |
| |
Potom $\mathcal{S} = \{ A(x) \in P(A) ~|~ x \in A \}$ je rozklad množiny $A$. |
| |
\end{defn} |
| |
|
| |
\begin{defn} |
| |
Množiny $A$ a $B$ majú \underline{rovnakú mohutnosť} ak existuje bijektívne zobrazenie |
| |
$f: A \to B$. Značíme $|A| \equiv |B|$. |
| |
|
| |
Ak existuje injektívne zobrazenie $f: A \to B$, potom $|A| \le |B|$.\\ |
| |
Ak $|A| \le |B| \land |A| \ne |B|$, potom $|A| < |B|$. |
| |
\end{defn} |
| |
|
| |
\begin{defn} |
| |
Množina $A$ je \underline{spočítateľná} $\Leftrightarrow |A| = \aleph_0$.\\ |
| |
Množina $A$ je \underline{konečná} $\Leftrightarrow |A| < \aleph_0$. |
| |
\end{defn} |
| |
|
| |
\begin{defn}[Kardinálne číslo] |
| |
Množiny rozdelíme do tried ekvivalencie podľa počtu prvkov. Z každej triedy vyberieme jednu |
| |
zastupujúcu množinu, tzv. \underline{kardinálne číslo}. |
| |
$$ |
| |
\begin{array}{ccccl} |
| |
|X| & = & 0 & = & \emptyset\\ |
| |
|X| & = & 1 & = & \{ \emptyset \} \\ |
| |
|X| & = & 2 & = & \{ \emptyset, \{ \emptyset \} \} \\ |
| |
\vdots & & & & \\ |
| |
\end{array} |
| |
$$ |
| |
|
| |
Potom definujeme: |
| |
\begin{itemize} |
| |
\item \underline{súčet}: $|A| + |B| = |A \times \{ \emptyset \} \cup B \times \{ \{ |
| |
\emptyset \} \}|$ |
| |
\item \underline{súčin}: $|A| \cdot |B| = |A \times B|$ |
| |
\item \underline{mocnina}: $|A|^{|B|} = |\textrm{Množina $\forall$ zobrazení $f: B \to A$}|$ |
| |
\end{itemize} |
| |
\end{defn} |
| |
|
| |
% */ |
| |
|
| |
% TODO Kombinatorika |
| |
|
| |
\section{Vety} |
| |
|
| |
\begin{veta}[Cantor-Bernstein] |
| |
$$|A| \le |B| \land |B| \le |A| \Rightarrow |A| = |B|$$ |
| |
\end{veta} |
| |
|
| |
\begin{veta}[Cantorova] |
| |
Pre každú množinu $X$ platí $|X| < |P(x)|$, kde $P(X) = \{ Y ~|~ Y \in X \}$. |
| |
(TODO maskralna blbost, neplati pre $\emptyset$ navyše $P(X)$ je zle zadefinovane) |
| |
\end{veta} |
| |
|
| |
\begin{dosledok} |
| |
$$|X| < 2^{|X|} = P(X)$$ |
| |
\end{dosledok} |
| |
|
| |
\begin{dosledok} |
| |
Neexistuje množina všetkých množín. |
| |
\end{dosledok} |
| |
|
| |
% */ |
| |
|
| |
\begin{defn} |
| |
\end{defn} |
| |
|
| % vim: ts=4 tw=100 |
% vim: ts=4 tw=100 |
| % vim600: fdl=0 fdm=marker fdc=0 fmr=/*,*/ |
% vim600: fdl=0 fdm=marker fdc=0 fmr=/*,*/ |
| |
|