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离散数学(大作业)与答案

一、请给出一个集合A,并给出A上既具有对称性,又具有反对称性的关系。

(10分)解:A={1,2} R={(1,1),(2,2)}
二、请给出一个集合A,并给出A上既不具有对称性,又不具有反对称性的关系。

(10分)集合A={1,2,3}
A上关系{<1,2>,<2,1>,<1,3>},既不具有对称性,又不具有反对称性
三、设A={1,2},请给出A上的所有关系。

(10分)
答:A上的所有关系:
空关系,{<1,1>,<1,2>,<2,1>,<2,2>}
{<1,1>}
{<1,2>}
{<2,1>}
{<2,2>}
{<1,1>,<1,2>}
{<1,1>,<2,1>}
{<1,1>,<2,2>}
{<1,2>,<2,1>}
{<1,2>,<2,2>}
{<2,1>,<2,2>}
{<1,1>,<1,2>,<2,1>}
{<1,1>,<1,2>,<2,2>}
{<1,2>,<2,1>,<2,2>}
{<1,1>,<2,1>,<2,2>}
四、设A={1,2,3},问A 上一共有多少个不同的关系。

(10分)
设A={1,2,3},A 上一共有2^(3^2)=2^9=512个不同的关系。

五、证明: 命题公式G 是恒真的当且仅当在等价于它的合取范式中,每个子句均至少包含一个原子及其否定。

(10分)
证明:设公式G 的合取范式为:G ’=G1∧G2∧…∧Gn
若公式G 恒真,则G ’恒真,即子句Gi ;i=1,2,…n 恒真 为其充要条件。

Gi 恒真则其必然有一个原子和它的否定同时出现在Gi 中,也就是说无论一个解释I 使这个原子为1或0 ,Gi 都取1值。

若不然,假设Gi 恒真,但每个原子和其否定都不同时出现在Gi 中。

则可以给定一个解释I ,使带否定号的原子为1,不带否定号的原子为0,那么Gi 在解释I 下的取值为0。

这与Gi 恒真矛盾。

因此,公式G 是恒真的当且仅当在等价于它的合取范式中,每个子句均至少包含一个原子及其否定。

六、若G=(P ,L)是有限图,设P(G),L(G)的元数分别为m ,n 。

证明:n ≤2m C ,其中2m C 表
示m 中取2的组合数。

(10分)
证明:如果G=(P,L)为完全图,即对于任意的两点u 、v (u ≠v ),都有一条边uv ,则此时对于元数为m 的P(G),L(G)的元数取值最大为C m 2。

因此,若G=(P,L)为一有限图,设P(G)的元数为m ,则有L(G)
的元数n ≤C m 2 ,其中C m 2 表示m 中取2的组合数。

七、设G 是有限图,P(G),L(G)的元数分别为m ,n 。

δ,∆分别是G 中点的最小度和最大度。

证明:δ≤2n/m ≤∆。

(10分)
证明:因为 m δ≤∑∈)(P v G (v)d G ≤m ∆
同时由定理1知∑∈)
(P v G (v)d G =2n
则有 m δ≤2n ≤m ∆ 由m>0有:δ≤2n/m ≤∆
八、设G=(P ,L)是有限图,P(G),L(G)的元数分别为m ,n 。

证明:如果n>
,则G 是
连通的。

(10分) 证明:反证法,假设此时G 不是连通的,则将G 中的一个连通分支作为一个子图记为G1,剩余的部分记为G2。

可设P(G1)的元数为m1,P(G2) 的元数为m2,其中1≤m1,m2<m ,m1+m2=m 。

则: n ≤2221m m C C += m1(m1-1)/2+ m2(m2-1)/2
=1/2(m12+m22- m1- m2)
=1/2(m12+(m-m1)2- m)
=1/2(m2-m-2mm1+2m12)
=1/2(m2-m-2m1(m-m1))
=1/2(m2-m-2m1m2)
由于(m1-1) (m2-1) ≥0所以有:
m1 m2- (m1+m2)+1≥0 即m1 m2≥m-1
则有:n ≤1/2(m2-m-2m1m2)
≤1/2(m2-m-2(m-1))
=1/2(m2-3m+2)
=1/2(m-1)(m-2)
=21-m C
显然这与已知n>C m-12矛盾,命题得证。

九、设G为图(可能无限),无回路,但若任意外加一边于G后就形成一回路,试证G必为
树。

(10分)
证明:从树的定义出发,
1)由已知有G中无回路
2)要证G连通,反证法,假设G不连通,则一定存在点u和v,满足在G中没有从u到v的路,现在连接u、v,即在G中添加一条边uv,由已知G中加一条边后形成一回路可知,G中u、v两点间有一回路,即若G中删除边uv后,点u、v仍然连通,矛盾。

所以G连通。

因此,G必为树
十、证明:一个有限连通图G是一条非回路的简单路,当且仅当G中有两个点的度为1,且
其余点的度均为2。

(10分)
证明:必要性,设P(G)的元数为n,k=3时显然成立。

假设k=n-1
时,G中有两个点的度为1,且其余点的度均为2。

则当k=n时,设v1是路G的起点v2是与v1相邻的另一点,把点v1及边v1v2从G 中删去得G'。

显然G'仍是非回路的简单路且有n-1个节点,有归纳假设知G'中有两个点的度为1,且其余点的度均为2。

把点v1及边v1v2加入到G'中得G,显然G中有两个点的度为1,且其余点的度均为2,归纳法完成。

充分性,k=3时显然成立,假设k=n-1时,G是一条非回路的简单路。

则当k=n时,设v1是路G中度为1的一点,v2是与v1相邻的另一点,把点v1及边v1v2从G中删去得G',此时v2的度必为1(若为0则与G是连通图矛盾;若为2则在G中v2的度为3,矛盾),有假设知G'是一条非回路的简单路。

把点v1及边v1v2加入到G'中得G显然仍成立,归纳法完成。

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