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集合论与图论SG2017-期中试题-答案(1)

得分
一、(20 分)对于任意集合 A 和 B, (1)证明:P(A)P(B) = P(AB); (14 分)
对任意的 xP(A)P(B),有 xP(A)且 xP(B)。即 xA 并且 xB,
则 xAB。所以 xP(AB)。故 P(A)P(B)P(AB)。 (7 分)
对任意的 xP(AB),有 xAB,即 xA 并且 xB,所以 xP(A)
满射:3!*{4,3} + 4*3! =60 (4 分) 单射: 4*3! + C(4,2)*3*2 + C(4,1)*3 +1 =73 (4 分) 双射: 4*3!=24 (4 分)
得分
四、(20 分)用数学归纳法证明:
任意一个自然数的真子集都和某一个自然数等势。
S={n|nN x( x n m(mN mn))} (6 分)
(2) card P(N) = card N2 (5 分) 证一:同书上证明,子集合的特征函数。 证二:card P(N)= 2^\aleph_0=\aleph_1,card N2=2^\aleph_0=\aleph_1。
(3) 证明 < (5 分) 利用\aleph_0 < \aleph_1。
card NN =card 2N < card P(N) = card N2 (5 分,四者两两之间 6 种 关系每错 1 个扣 1 分)
证明:(1) card NN =card 2N (5 分) 证一:定义双射 H: (NN) (2N),H(<a,b>)=f,f: 2N,f(0)=a, f(1)=b。 证二:card NN=\aleph_0,card 2N=\aleph_0。
1)S (4 分)
2)nS n+S (2 分 )
n+ = n{n}, x n+ 分三种 情况讨论 :(2 分 )
a) x n, mx
(2 分 )
b) x=n, xn
(2 分 )
3) nx, x-{n} n, x -{n} m,则 xm+ (2 分 )
得分
五、(20 分)设 N 是自然数集,试比较以下四个集合的基数大小,并 给出证明. (1)NN (2)P(N) (3)N2 (4)2N
因为(f, a)RS,则存在 gA,使得(f, g)R,(g, a)S;因为 R 是传递的,
由(c, f)R,(f, g)R,则(c, g)R;因为(c, g)R,(g, a)S,所以(c, a)RS。 因为已经证明,RS 是对称的,所以(a, c)RS
得分
三、(20 分)试回答下列问题,并说明理由. (1)集合 A={a,b,c,d}, B={1,2,3}, 求 A 到 B 的所有偏函数、 全函数分别有多少个? (8 分)
所有偏函数: 3^4 + C(4,3)*3^3 + C(4,2)*3^2 + C(4,1)*3^1+1=256 (4 分)
全函数:3^4 =81 (4 分)
(2)把所有偏函数 f : AB 通过 f : dom(f)B 转换成全函数,问这些全函数中 包含多少个单射函数?多少个满射函数?和多少个双射函数? (12 分)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
且 xP(B)。因此 P(AB)P(A)P(B)。
(7 分)
综上所述,P(A)P(B)=P(AB)
(2)举例说明 P(A)P(B) P(AB). (6 分)
A={1}, B={2}, AB={1, 2}; P(A)={, {1}}, P(B)={, {2}},
P(A)P(B)= {, {1}, {2}},
P(AB)= {, {1}, {2}, {1, 2}}; 所以 P(A)P(B)P(AB)
得分
二、(20 分)设 R, S 是 A 上的等价关系且 RS=SR,证明: RS 是 A 上的等价关系.
自反性和对称性容易证明,略。(5 分) 传递性证明: 对任意 a, b, cA,如果(a, b)RS, (b, c)RS,要证明(a, c)RS。 因为 RS=SR,则有(b, c)SR,即存在 e, fA,使(a, e)R,(e, b)S,(b, f)S, (f, c)R。 因为 S 是传递的,(e, b)S,(b, f)S,所以(e, f)S;因为(a, e)R,所以(a, f)RS;RS 是对称的,则(f, a)RS;因为 R 是对称的,(f, c)R,则(c, f)R。
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