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离散数学及其应用(课后习题)
习题1.1
2.指出下列命题是原子命题还是复合命题。
(3)大雁北回,春天来了。
(4)不是东风压倒西风,就是西风压倒东风。
(5)张三和李四在吵架。
解:(3)和(4)是复合命题,(5)是原子命题。
习题1.2
1.指出下列命题的真值:
(1)若 ,则太阳从西方升起。
解:该命题真值为T(因为命题的前件为假)。
(3)胎生动物当且仅当是哺乳动物。
由握手定理,
解得
故该图有13个节点。
习题7.2
4.分别指出图7-32中的3个图分别属于哪种类型(强连通,单侧连通,弱连通)。
(a)(b) (c)
解:(a)是强连通的,(b)是单侧连通的,(c)是弱连通的。
习题7.3
1.图7-39给出了一个有向图,试求
(1)邻接矩阵。
(2) 、 、 ,并找出从 到 长度
故其最优前缀码为: .
(2)(2(20+25)+3(10+15+15)+45+5(5+5))10000
=28000,
即传输10000个数字需28000个二进制码.
(7) T(2)I
(8) T(6)(7)I
(9) EG(8)
(4)每个大学生不是文科生就是理科生,有的大学生是优等生,小张不是理科生,但他是优等生,因此如果小张是大学生,他就是文科生。
解:设 : 是大学生。 : 是文科生。 : 是理科生。 : 是优等生。 :小张。该命题可符号化为:
, , , 。
证明如下:
逆反式:如果我去,天就不下雨。符号表示为 。
(2)仅当你走我将留下。
解:设 :我留下。 :你走。
逆换式:如果你走,我就留下。符号表示为: 。
逆反式:如果你不走,我就不留下。符号表示为: 。
习题1.6
2.将下列命题公式用只含 和 的等价式表达,并要求尽可能简单。
(1)
解:
(2)
解:
(3)
解:
习题1.7
解:设该树有 个叶节点,则该树的节点数
该树的边数
又由
得
所以 ,即该树叶节点数为 。
习题7.8
5.对图7-101给出的二元有序树进行3种方式的遍历,并写出遍历结果。
图7-101
解:前序遍历的结果为 ;
中序遍历的结果为 ;
后序遍历的结果为 。
6.在通信中, 、 、 、 、 、 、 、 出现的频率分别是:
解:设 :下雨。 :有球赛。 :春游改期。则上述论断转化为要证明 , ,
证:(1) P
(2) P
(3) T(1)(2)I
(4) P
(5) T(3)(4)I
因此,上述推理正确。
7.证明 是前提 , , 的有效结论。
证明:(1) P
(2) T(1)E
(3) P
(4) T(2)(3)I
(5) P
(6) T(5)E
习题2.5
求下列谓词公式的前束析取范式和前束合取范式:
(1)
解:
(前束析取范式、前束合取范式)
(2)
证明:
(辖域扩张)
(辖域扩张)(前束析取范式)
(前束合取范式)
习题2.6
1.证明下列各式。
(2)
证明:(1) P
(2) US(1)
(3) P
(4) US(3)
(5) T(2)(4)I
(6) P
(7) US(6)
解:该命题真值为F(如鸭嘴兽虽是哺乳动物,但不是胎生动物)。
2.令P:天气好。Q:我去公园。请将下列命题符号化。
(2)只要天气好,我就去公园。
(3)只有天气好,我才去公园。
(6)天气好,我去公园。
解:(2) 。
(3) 。
(6) 。
习题1.3
2.将下列命题符号化(句中括号内提示的是相应的原子命题的符号表示):
(8) T(5)(7)I
(9) UG(8)
2.符号化下列命题并推证其结论。
(3)所有有理数是实数,某些有理数是整数,因此,某些实数是整数。
解:设 : 是有理数。 : 是实数。 : 是整数。则命题可符号化为:
, 。
证明如下:
(1) P
(2) ES(1)
(3) P
(4) US(3)
(5) T(2)I
(6) T(4)(5)I
1
1
1
1
1
1
0 0 1
1
1
1
1
1
1
0 1 0
1
1
0
1
1
1
0 1 1
1
1
1
1
1
1
1 0 0
0
0
1
1
1
1
1 0 1
0
1
1
1
1
1
1 1 0
1
0
0
0
0
1
1 1 1
1
1
1
1
1
1
方法二:等值演算法
方法三:分析法
(1)直接分析法:若前件 为真,分两种情况:
(I) 为假,则 为真, 为真, 为真。
(II) 为真,则 为真,此时若 为真,则 为真,则 为真, 为真, 为真;若 为假,则 为假, 为真。
(1) P
(2) US(3)
(3) 附加前提
(6) T(4)(5)I
(7) P
(8) T(6)(7)I
(9) CP
习题3.1
3.确定下列命题是真还是假,并简要说明为什么。
(1) (2) (3) (4)
解:(1)该命题为真,因为 是任何集合的子集。
(2)该命题为假,因为 不包含任何元素。
(3)该命题为真,因为 属于集合 。
综上,若前件为真,后件必为真,故该蕴含式成立。
(2)间接分析法:若后件 为假,则 为真, 为假。由 为假可知, 为真, 为假。再由 可知, 为真。此时 为假, 为假,即前件为假。故蕴含式成立。
5.叙述下列各个命题的逆换式和逆反式,并以符号写出。
(1)如果下雨,我不去。
解:设 :天下雨。 :我去。
逆换式:如果我不去,天就下雨。符号表示为 。
为1、2、3、4的路各有几条?
(3)可达性矩阵。
图7-39
解:(1)邻接矩阵 。
(2)
从邻接矩阵及其幂可知,从 到 长度为1的路有1条,从 到 长度为2的路有1条,从 到 长度为3的路有2条,从 到 长度为4的路有3条。
(3)令 ,
则 ,可达性矩阵 。
习题7.4
2.确定 取怎样的值,完全图 有一条欧拉回路。
(7) T(4)(6)I
(8) T(7)E
习题2.1
用谓词表达式写出下列命题:
(5)每个有理数是实数。
解: ,其中 : 是有理数。 : 是实数。
(6)有的函数连续。
解: ,其中 : 是函数。 登上过木星。
解:设 : 是人。 : 登上过木星。则命题可表示为
:25%; :20%; :15%; :15%;
:10%; :5%; :5%; :5%.
(1)求传输它们的最佳前缀码.
(2)用最佳前缀码传输10000个按上述频率出现的数字需要多少个二进制码?
解:令 对应的树叶的权 ,则
; ; ; ;
; ; ; .
构造一颗带权5,5,5,10,10,15,20,30的最优二叉树(如下图):
(1) (4)
解:(1) 是反自反的、反对称的、非传递的。因为 但 。
(2) 是自反的、对称的、非传递的。因为 但 。
习题3.7
5.(1)设 , 上关系 的关系矩阵是
试求出 、 。
解: ,
。
习题3.9
4.设 ,试根据以下 的划分求 上相应的等价关系,并画出关系图。
(3)
解:
关系图如下:
习题3.10
1.对于下列集合上的“整除”关系,画出其哈斯图。
3.符号化下列命题:
(2)尽管有人聪明,但未必一切人都聪明。
解:设 : 是人。 : 聪明。则命题可表示为
习题2.3
2.对下列谓词公式中约束变元进行换名:
(1)
(2)
解:(1)
(2)
3.对下列谓词公式中自由变元进行代入:
(1)
(2)
解:(1)
(2)
习题2.4
3.证明下列等价式:
(1)
证明:
(2)
证明:
(4)该命题为真,因为 是任何集合的子集。
6.求下列集合的幂集:
(2) (3)
解:(2)该集合的幂集为 。
(3)该集合的幂集为
习题3.2
6.证明下列等式:
(4) 。
证明: = =
= = =
因此, 。
(5) 。
证明: =
= = 。
因此, 。
(8) 。
证明:
因此, 。
习题3.4
3.下列等式能否成立?
(3) 。
(1)我去新华书店(P),仅当我有时间(Q)。
(3)只要努力学习(P),成绩就会好的(Q)。
(6)我今天进城(P),除非下雨(Q)。
(10)人不犯我(P),我不犯人(Q);人若犯我,我必犯人。
解:(1) 。
(3) 。
(6) 。
(10) 。
习题1.4
1.写出下列公式的真值表:
(2) 。
解:该公式的真值表如下表:
证明:(1) P(附加前提)
(2) P
(3) T(1)(2)I
(4) P
(5) P
(6) T(4)((5)I
(7) T(3)(6)I
(8) P
(9) T(7)(8)I