MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa I

Samankaltaiset tiedostot
MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa I

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa I

MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto ja esimerkkejä ym., osa I

MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa I

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa I

MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa I

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto ja esimerkkejä ym., osa I

( ) k 1 = a b. b 1) Binomikertoimen määritelmän mukaan yhtälön vasen puoli kertoo kuinka monta erilaista b-osajoukkoa on a-joukolla.

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä, todistuksia ym., osa I

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä, todistuksia ym., osa I

MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto ja esimerkkejä ym., osa I

MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto ja esimerkkejä ym., osa I

MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto ja esimerkkejä ym., osa I

MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto ja esimerkkejä ym., osa I

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto ja esimerkkejä ym., osa I

Matematiikan tukikurssi

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä ym., osa I

Matematiikan tukikurssi

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä ym., osa I

Algebra I Matematiikan ja tilastotieteen laitos Ratkaisuehdotuksia harjoituksiin 5 (6 sivua)

Matematiikan tukikurssi

Matematiikan tukikurssi. Kertausta 1. välikokeeseen. Tehtävät

Ryhmän osajoukon generoima aliryhmä ja vapaat ryhmät

Insinöörimatematiikka IA

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet

MATEMATIIKAN JA TILASTOTIETEEN LAITOS

Analyysi A. Harjoitustehtäviä lukuun 1 / kevät 2018

****************************************************************** ****************************************************************** 7 Esim.

Tehtävä 1. Voidaanko seuraavat luvut esittää kahden neliön summina? Jos voidaan, niin kuinka monella eri tavalla? (i) n = 145 (ii) n = 770.

3 x < < 3 x < < x < < x < 9 2.

1. Logiikan ja joukko-opin alkeet

Kertaa tarvittaessa induktiota ja rekursiota koskevia tietoja.

Tehtäviä neliöiden ei-negatiivisuudesta

1 Eksponenttifunktion määritelmä

Loogiset konnektiivit

MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto ja esimerkkejä ym., osa I

MATP153 Approbatur 1B Harjoitus 1, ratkaisut Maanantai

1. Funktiot, lukujonot, raja-arvot, jatkuvuus

3 x < < 3 x < < x < < x < 9 2.

Diskreetin matematiikan perusteet Laskuharjoitus 2 / vko 9

Diskreetin Matematiikan Paja Ratkaisuja viikolle 4. ( ) Jeremias Berg. n(n + 1) 2. k =

MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä ym., osa I

RATKAISUT x 2 3 = x 2 + 2x + 1, eli 2x 2 2x 4 = 0, joka on yhtäpitävä yhtälön x 2 x 2 = 0. Toisen asteen yhtälön ratkaisukaavalla saadaan

MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä ym., osa I

TIEA241 Automaatit ja kieliopit, kevät 2011 (IV) Antti-Juhani Kaijanaho. 16. maaliskuuta 2011

MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä ym., osa I

811120P Diskreetit rakenteet

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet

Ehdollinen todennäköisyys

LIITTEET Liite A Stirlingin kaavan tarkkuudesta...2. Liite B Lagrangen kertoimet...3

1. (Jatkoa Harjoitus 5A tehtävään 4). Monisteen esimerkin mukaan momenttimenetelmän. n ne(y i Y (n) ) = 2E(Y 1 Y (n) ).

MATA172 Sami Yrjänheikki Harjoitus Totta vai Tarua? Lyhyt perustelu tai vastaesimerkki!

Kombinatoriikka. Iiro Honkala 2015

Mat Lineaarinen ohjelmointi

Diskreetin matematiikan perusteet Malliratkaisut 2 / vko 38

3. Predikaattilogiikka

Karteesinen tulo. Olkoot A = {1, 2, 3, 5} ja B = {a, b, c}. Näiden karteesista tuloa A B voidaan havainnollistaa kuvalla 1 / 21

MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet

Tilastollinen todennäköisyys

Matematiikan johdantokurssi, syksy 2016 Harjoitus 11, ratkaisuista

Sanomme, että kuvaus f : X Y on injektio, jos. x 1 x 2 f (x 1 ) f (x 2 ) eli f (x 1 ) = f (x 2 ) x 1 = x 2.

missä on myös käytetty monisteen kaavaa 12. Pistä perustelut kohdilleen!

missä on myös käytetty monisteen kaavaa 12. Pistä perustelut kohdilleen!

Diskreetti matematiikka, syksy 2010 Harjoitus 7, ratkaisuista

4.3 Signaalin autokorrelaatio

811120P Diskreetit rakenteet

Johdatus matematiikkaan

Alkioiden x ja y muodostama järjestetty pari on jono (x, y), jossa x on ensimmäisenä ja y toisena jäsenenä.

811120P Diskreetit rakenteet

-Matematiikka on aksiomaattinen järjestelmä. -uusi tieto voidaan perustella edellisten tietojen avulla, tätä kutsutaan todistamiseksi

Approbatur 3, demo 1, ratkaisut A sanoo: Vähintään yksi meistä on retku. Tehtävänä on päätellä, mitä tyyppiä A ja B ovat.

Johdatus diskreettiin matematiikkaan Harjoitus 2, Osoita että A on hyvin määritelty. Tee tämä osoittamalla

811120P Diskreetit rakenteet

Aritmeettinen jono

811312A Tietorakenteet ja algoritmit, , Harjoitus 4, Ratkaisu

1. osa, ks. Solmu 2/ Kahden positiivisen luvun harmoninen, geometrinen, aritmeettinen ja + 1 u v 2 1

Äärettämän sarjan (tai vain sarjan) sanotaan suppenevan eli konvergoivan, jos raja-arvo lims

T Kevät 2009 Logiikka tietotekniikassa: perusteet Laskuharjoitus 8 (Predikaattilogiikka )

HY, MTL / Matemaattisten tieteiden kandiohjelma Todennäköisyyslaskenta IIb, syksy 2018 Harjoitus 3 Ratkaisuehdotuksia.

Alkioiden x ja y muodostama järjestetty pari on jono (x, y), jossa x on ensimmäisenä ja y toisena jäsenenä.

Predikaattilogiikkaa

T Syksy 2004 Logiikka tietotekniikassa: perusteet Laskuharjoitus 7 (opetusmoniste, kappaleet )

T Kevät 2006 Logiikka tietotekniikassa: perusteet Laskuharjoitus 8 (opetusmoniste, kappaleet )

b) Määritä myös seuraavat joukot ja anna kussakin tapauksessa lyhyt sanallinen perustelu.

Diskreetin Matematiikan Paja Tehtäviä viikolle 2. ( ) Jeremias Berg

T Syksy 2005 Logiikka tietotekniikassa: perusteet Laskuharjoitus 8 (opetusmoniste, kappaleet )

Kaikki kurssin laskuharjoitukset pidetään Exactumin salissa C123. Malliratkaisut tulevat nettiin kurssisivulle.

Stokastiikan perusteet Harjoitukset 1 (Todennäköisyysavaruus, -mitta ja -funktio)

Ratkaisu: Käytetään induktiota propositiolauseen A rakenteen suhteen. Alkuaskel. A = p i jollain i N. Koska v(p i ) = 1 kaikilla i N, saadaan

Markov-ketjun hetkittäinen käyttäytyminen

Seuraavat peruslauseet 1-8 voidaan helposti todistaa integraalin määritelmästä. Integroimisjoukko R oletetaan rajoitetuksi Jordanmitalliseksi

3 10 ei ole rationaaliluku.

Nimitys Symboli Merkitys Negaatio ei Konjuktio ja Disjunktio tai Implikaatio jos..., niin... Ekvivalenssi... jos ja vain jos...

Logiikka 1/5 Sisältö ESITIEDOT:

10 Kertolaskusääntö. Kahta tapahtumaa tai satunnaisilmiötä sanotaan riippumattomiksi, jos toisen tulos ei millään tavalla vaikuta toiseen.

Kurssikoe on maanantaina Muista ilmoittautua kokeeseen viimeistään 10 päivää ennen koetta! Ilmoittautumisohjeet löytyvät kurssin kotisivuilla.

Kuvaus eli funktio f joukolta X joukkoon Y tarkoittaa havainnollisesti vastaavuutta, joka liittää joukon X jokaiseen alkioon joukon Y tietyn alkion.

811312A Tietorakenteet ja algoritmit II Algoritmien analyysi

Kuvauksista ja relaatioista. Jonna Makkonen Ilari Vallivaara

Tehtävä 1. Arvioi mitkä seuraavista väitteistä pitävät paikkansa. Vihje: voit aloittaa kokeilemalla sopivia lukuarvoja.

Transkriptio:

MS-A0402 Diskreeti matematiika perusteet Yhteeveto, osa I 1 Joukko-oppi ja logiikka Iduktioperiaate G. Gripeberg 2 Relaatiot ja fuktiot Aalto-yliopisto 3. huhtikuuta 2014 3 Kombiatoriikka ym. G. Gripeberg Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreeti matematiika perusteetyhteeveto, 3. osahuhtikuuta I 2014 1 / 27 G. Gripeberg Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreeti matematiika perusteetyhteeveto, 3. osahuhtikuuta I 2014 2 / 27 Joukot Joukko-opissa peruskäsite o eli a A ku alkio a kuuluu joukkoo A ja a / A ku alkio a ei kuulu joukkoo A. Merkitätapoja: A = {2, 4, 5, 8} o joukko joka alkiot ovat 2, 4, 5 ja 8 ja B = {4, 5,... 2014} o joukko, joka alkiot ovat kaikki kokoaisluvut j joille pätee 4 j 2014. Usei merkitää A = { x B : Px) } jolloi A: alkiot ovat e jouko B alkiot joille väite Px) o tosi. Tyhjä joukko: = {} o tyhjä joukko joho ei kuulu yhtää alkiota, eli x o aia epätosi. A = B ku x A jos ja vai jos x B, eli esimerkiksi {1, 2, 2, 3} = {3, 2, 1}. Ei-egatiiviset kokoaisluvut joukkoia: Jos o luku 0 ii { } o luku 1, {, { }} o luku 2, {, { }, {, { }}} o luku 3 je. G. Gripeberg Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreeti matematiika perusteetyhteeveto, 3. osahuhtikuuta I 2014 3 / 27 Joukko-opi perusmerkitöjä Yhdiste tai uioi: x A B jos ja vai jos x A tai x B. Leikkaus: x A B jos ja vai jos x A ja x B. Joukkoerotus: x A \ B jos ja vai jos x A mutta x / B. Osajoukko: A B jos jokaie A: alkio o myös B: alkio. Yhtäläisyys: A = B jos A B ja B A. Komplemetti: A c = Ω \ A jos A Ω ja o selvää mikä Ω o. Yhdiste tai uioi: x j J A j jos ja vai jos x A j jollaki j J. Leikkaus: x j J A j jos ja vai jos x A j kaikilla j J. Stadardimerkitöjä N 0 = {0, 1, 2, 3,...} o luoolliste lukuje missä 0 o mukaa) joukko. Z = {..., 2, 1, 0, 1, 2, 3,...} o kokoaislukuje joukko. Q = { p q : p, q Z, q 0 } o ratioaalilukuje joukko. R o reaalilukuje joukko. G. Gripeberg Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreeti matematiika perusteetyhteeveto, 3. osahuhtikuuta I 2014 4 / 27

Propositiologiikka eli lausekalkyyli Jos a ovat b lauseita tai väitteitä, jotka voivat olla tosia tai epätosia mutta ei mitää siltä väliltä ii Lause a & b o tosi ku a o tosi ja b o tosi Lause a b o tosi ku a o tosi tai b o tosi ja myös ku molemmat ovat tosia). Lause!a o tosi ku a ei ole tosi eli a o epätosi. Lause a b o tosi ku!a) b o tosi, eli ku b o tosi tai a o epätosi. Lause a b ku a b) & b a) o tosi. Matemaattisessa logiikassa käytetää yleisesti &: sijasta, : sijasta ja!: sijasta. Implikaatio Logiika lause a b ei täysi vastaa jokapäiväise kielekäytö jos a ii b koska se o tosi ku a o epätosi eikä sillä välttämättä ole mitää tekemistä syy-seuraus syhtee kassa. G. Gripeberg Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreeti matematiika perusteetyhteeveto, 3. osahuhtikuuta I 2014 5 / 27 Predikaattilogiikka Lause x Px) o tosi ku Px) o tosi kaikilla x. Lause x Px) o tosi ku o olemassa x site, että Px) o tosi. Predikaattilogiikka o lausekalkyyli laajeus, jossa operaatiode eli koektiivie!, &,, ja ) lisäksi käytetää uiversaali- ja eksistessi kvattorit kaikilla ) och o olemassa ), ja lauseide lisäksi käytetää muuttujia x, y,... ja predikaatteja P, Q,.... Predikaateilla o äärellie määrä argumetteja, esim. Px), Qx, y), je., ja predikaatti joide argumettie lukumäärä o 0 o lause. Predikaattie lisäksi voidaa käyttää fuktioita joide arvot kuuluvat samaa käsiteltävää aihepiirii domai of discourse ) kui muuttujat. Fuktio, jolla ei ole muuttuja o vakio. Fukiot ja vakiot voidaa esittää predikaattie avulla, mutta se o usei kömpelö vaihtoehto. G. Gripeberg Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreeti matematiika perusteetyhteeveto, 3. osahuhtikuuta I 2014 6 / 27 Prioriteettijärjestys Jos ei käytetä sulkuja, joilla tieteki o korkei prioriteetti, ii loogiset koektiivit evaluoidaa tavallisesti seuraavassa järjestyksessä: Esi!, sitte ja, sitte & ja ja lopuksi ja. x A ja x A Lauseet x A Px)) ja x A Px)) ovat lyheteitä lauseista x x A Px)), x x A & Px)), ja tarkoittavat tieteki) että kaikilla A: alkiolla x pätee Px) ja o olemassa A: alkio x jolla Px) pätee. Negaatio!, koektiivit & ja sekä kvattorit ja Kaikilla lauseilla a ja b pätee!a & b)!a!b,!a b)!a &!b, eli esimerkiksi!a & b) o tosi täsmällee silloi ku!a!b o tosi ja lause!a & b)!a!b o tautologia koska se o tosi riippumatta a: ja b: totuusarvoista. Samoi kaikilla predikaateilla P pätee! xpx))) x!px)),! xpx))) x!px)). G. Gripeberg Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreeti matematiika perusteetyhteeveto, 3. osahuhtikuuta I 2014 7 / 27 G. Gripeberg Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreeti matematiika perusteetyhteeveto, 3. osahuhtikuuta I 2014 8 / 27

Iduktioperiaate Jos P) o väite joka kaikilla 0 o joko tosi tai epätosi) site, että P 0 ) o tosi Pk + 1) o tosi jos Pk) o tosi eli Pk) Pk + 1) o tosi) ku k 0 ii P) o tosi kaikilla 0. Joskus o tarpee ottaa iduktio-oletukseksi väite, että Pj) o tosi ku 0 j k se sijaa että pelkästää oletetaa, että Pk) o tosi. Karteesie tulo Kahde jouko X och Y karteesie tulo X Y o joukko joho kuuluvat kaikki järjestetyt parit a, b) tai [a, b] missä a X ja b Y, eli X Y = { [a, b] : a X ja b Y }. O mota tapaa määritellä järjestettyä paria [a, b] ja usei käytetty tapa o saoa, että [a, b] o joukko {{a}, {a, b}}. Relaatiot Relaatio joukosta X joukkoo Y tai relaatio joukossa X jos Y = X ) o karteesise tulo X Y osajoukko. G. Gripeberg Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreeti matematiika perusteetyhteeveto, 3. osahuhtikuuta I 2014 9 / 27 G. Gripeberg Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreeti matematiika perusteetyhteeveto, 3. osa huhtikuuta I 2014 10 / 27 Verkko? Verkko, eli graafi muodostuu joukosta solmuja ja joukosta iide väilisiä kaaria tai likkejä), esim äi: 4 3 Suuatussa verkossa jokaisella kaarella o lähtösolmu ja kohdesolmu ku suutaamattomassa verkossa ei tehdä eroa lähtö- ja kohdesolmu välillä. Suuattu verkko o järjestetty pari [V, E] V = vertex, E = edge ) missä V o joukko tavallisesti äärellie ja ei-tyhjä) ja E V V, eli E o relaatio joukossa V. Suutaamato verkko o järjestetty pari [V, E] missä V o joukko tavallisesti äärellie ja ei-tyhjä) ja E { {a, b} : a V, b V }. Suutaamato verkko voidaa myös ajatella oleva suuattu verkko missä relaatio E o symmetrie, eli [a, b] E [b, a] E. G. Gripeberg Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreeti matematiika perusteetyhteeveto, 3. osa huhtikuuta I 2014 11 / 27 2 1 Erilaisia relaatioita joukossa X Relaatio W joukossa X o refleksiivie jos [x, x] W kaikilla x X. symmetrie jos [x, y] W [y, x] W kaikilla x ja y X. trasitiivie jos [x, y] W & [y, z] W [x, z] W kaikilla x, y ja z X. atisymmetrie jos [x, y] W & x y [y, x] / W eli [x, y] W & [y, x] W x = y kaikilla x ja y X. asymmetrie jos [x, y] W [y, x] / W kaikilla x ja y X. totaalie tai täydellie jos [x, y] W [y, x] W kaikilla x ja y X. ekvivalessirelaatio jos W o refleksiivie, symmetrie ja trasitiivie. osittaisjäjestys jos W refleksiivie, atisymmetrie ja trasitiivie. Usei kirjoitetaa [x, y] W : sijasta xwy esim. x y se sijaa, että kirjoitettaisii [x, y]. G. Gripeberg Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreeti matematiika perusteetyhteeveto, 3. osa huhtikuuta I 2014 12 / 27

Fuktiot jos X ja Y ovat joukkoja ii fuktio f : X Y o relaatio joukosta X joukkoo Y eli X Y : osajoukko site, että jokaisella x X o olemassa y Y site, että [x, y] f. jos [x, y 1 ] f ja [x, y 2 ] f ii y 1 = y 2. Tavallisesti fuktio esitetää site, että [x, y] f jos ja vai jos y = f x) vaikka xf tms. voisi olla parempi merkitätapa jos luetaa vasemmalta oikealle). Toisi saoe, fuktio f joukosta X joukkoo Y o säätö, joka jokaisella x X ataa vastaukseksi yksikäsitteise alkio y = f x) joukossa Y. Jos f : X Y o fuktio ii X o se määrittely- eli lähtöjoukko ja Y o se maalijoukko. Y X = { f : f o fuktio joukosta X joukkoo Y }. Jos f : X Y o fuktio ja A X ii f A : A Y o fuktio f rajoitettua joukkoo A eli relaatioa f A = { [x, y] : [x, y] f, x A }. G. Gripeberg Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreeti matematiika perusteetyhteeveto, 3. osa huhtikuuta I 2014 13 / 27 Aoyymit fuktiot Voidaa puhua esim. luvusta 2 ilma sekaatumise vaaraa, mutta jos puhutaa lausekkeesta x + 3 ei ole välttämättä selvää tarkoitetaako fuktiota, joka ataa tulokseksi argumettisa joho o lisätty 3 vai tämä fuktio arvo ku argumetti o x. Jos tarkoitetaa fuktiota eikä se arvoa ii voidaa kirjoittaa x x + 3 tai @x)x+2 tai fuctiox){retur x+3;} tai jotai muuta vastaavaa. Ijektiot, surjektiot och bijektiot Fuktio f : X Y o ijektio jos f x 1 ) = f x 2 ) x 1 = x 2 kaikilla x 1, x 2 X. surjektio jos kaikilla y Y o olemassa x X site, että f x) = y. bijektio jos se o sekä ijektio että surjektio. Ekvivaletti määritelmä o, että f : X Y o ijektio jos x 1 x 2 f x 1 ) f x 2 ) kaikilla x 1, x 2 X ja f o surjektio jos arvojoukko f X ) = { f x) : x X } o sama kui maalijoukko Y eli f X ) = Y. G. Gripeberg Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreeti matematiika perusteetyhteeveto, 3. osa huhtikuuta I 2014 14 / 27 Yhdistetyt fuktiot ja kääteisfuktiot Jos f : X Y ja g : Y Z ovat kaksi fuktiota ii h = g f : X Z o fuktio hx) = gf x)). Jos f : X Y, g : Y Z ja h : Z W ovat fuktioita ii h g) f = h g f ) jote tämä fuktio voidaa myös kirjoittaa muodossa h g f. Jos f : X Y sellaie fuktio, että o olemassa fuktio g : Y X site että g f )x) = x ja f g)y) = y kaikilla x X ja y Y ii f o käätyvä, g o f : kääteisfuktio ja ja useimmite kirjoitetaa g = f 1. Fuktio f : X Y o käätyvä jos ja vai jos se o bijektio. Jos f : X Y o käätyvä ii f 1 ) 1 = f eli kääteisfuktio o myös käätyvä ja se kääteisfuktio o f. Huomaa,ettei f 1 ole sama fuktio kui hx) = f x) 1 joka edyllyttää että Y : fai aiaki arvojouko) elemeteillä o Ordo eli Iso-O: f Og) Jos g o fuktio, joka o määritelty kaikilla riittävä isoilla kokoaisluvuilla ii f Og) kertoo että myös f o määritelty kaikilla riittävä isoilla kokoaisluvuilla ja o olemassa vakioita C ja N site, että f ) C g),. Tämä merkiä käyttö tarkoittaa myös sitä, ettei ole erityise oleellista mitä vakiot C ja N oikeasti ovat tai mite pieiksi iitä voi valita. Usei kirjoitetaa f Og): sijasta f ) = Og)) mutta jos O) + O 2 ) O 2 ): sijasta kirjoitetaa O) + O 2 ) = O 2 ) ii pitää muistaa, ettei tästä seuraa O) = 0! Tässä käsitellää yksikertaisuude vuoksi vai tietyillä) kokoaisluvuilla märiteltyjä fuktioita ja samoi tarkastellaa aioastaa mitä tapahtuu ku mutta se ei ole mitekää oleellista. Esimerkiksi pätee myös x4 x 3 x 3 +x2 Ox) ku x 0. kääteeisalkioita mikä o esim. tilae joukossa R \ {0} mutta ei joukossa Z. G. Gripeberg Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreeti matematiika perusteetyhteeveto, 3. osa huhtikuuta I 2014 15 / 27 G. Gripeberg Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreeti matematiika perusteetyhteeveto, 3. osa huhtikuuta I 2014 16 / 27

Jouko mahtavuus eli alkioide lukumäärä Kahdella joukolla A ja B o sama lukumäärä alkioita A och B eli e ovat yhtä mahtavia, jos o olemassa bijektio A B. Joukolla A o vähemmä tai yhtä mota alkiota kui joukolla B, eli A B, jos o olemassa ijektio A B. Joukolla A o vähemmä alkioita kui joukolla B, eli A < B, jos o olemassa ijektio A B mutta ei bijektiota A B. Jos A = {0, 1, 2,..., 1} ii A =. Joukko A o äärellie jos o olemassa kokoaisluku site, että A =. Joukko A o umeroituva ja A = N ja yliumeroituva jos A > N. Huom! Jotta ämä määritelmät olisivat järkeviä pitää osoittaa, että o olemassa bijektio {0, 1, 2,..., 1} {0, 1, 2,..., m 1} jos ja vai jos m = ja jos o olemassa ijektioita A B ja B A ii löytyy myös bijektio A B. G. Gripeberg Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreeti matematiika perusteetyhteeveto, 3. osa huhtikuuta I 2014 17 / 27 Summaperiaate, yksikertaisi muoto Jos A ja B ovat kaksi äärellistä) joukkoa site, että A B = ii A B = A + B. Tästä seuraa, että jos B A ii A \ B = A B. Tuloperiaate, yksikertaisi muoto Jos A ja B ovat kaksi äärellistä) joukkoa ii A B = A B. Lokero- eli kyyhkyslakkaperiaate Jos m 1 esiettä laitetaa 1 laatikkoo ii aiaki yhdessä m laatikossa o vähitää esiettä! Miksi? Jos laatikoissa olevie esieide lukumäärä maksimi o k ii k m jote k m ja koska määritelmä mukaa m o piei kokoaisluku joka o m ii k m. G. Gripeberg Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreeti matematiika perusteetyhteeveto, 3. osa huhtikuuta I 2014 18 / 27 Tuloperiaate Seulaperiaate eli yleistetty summaperiaate Jos A j, j = 1, 2,... ovat äärellisiä joukkoja ii A 1 A 2 = A 1 + A 2 A 1 A 2, A 1 A 2 A 3 = A 1 + A 2 + A 3 A 1 A 2 A 1 A 3 k j=1 A j = A 2 A 3 + A 1 A 2 A 3, k 1) r+1 r. A ji r=1 1 j 1 <j 2 <...<j r k i=1 Jos valita- tai päätösprosessissa o k vaihetta ja vaiheessa j o j vaihtoehtoa, riippumatta siitä mitä valitoja tai päätöksiä o aikaisemmissa vaiheissa tehty, ja jos kaikki valiat johtavat erilaisii lopputuloksii, ii kaikkie vaihtoehtoje lukumääräksi tulee Toisi saoe, jos 1 2... k. C = { x 1, x 2,..., x k ) : x 1 A 1, x 2 A 2,x1,..., x k A k,x1,...,x k 1 }, missä A 1 = 1, jokaisella x 1 A 1 pätee A 2,x1 = 2 ja yleisesti jos x 1 A 1, x 2 A 2,x1, x 3 A 3,x1,x 2 je., ii pätee A j,x1,x 2,...,x j 1 = j, 1 j k, ii silloi C = 1 2... k. G. Gripeberg Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreeti matematiika perusteetyhteeveto, 3. osa huhtikuuta I 2014 19 / 27 G. Gripeberg Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreeti matematiika perusteetyhteeveto, 3. osa huhtikuuta I 2014 20 / 27

Kertoma Jos o positiivie kokoaisluku ii Lisäksi 0! = 1.! = 1 2... 1). Biomikerroi Jos ja k ovat kokoaislukuja site, että 0 k ii )! = k k! k)! jolloi ) k = k). Multiomikerroi Jos j 0 ku j = 1, 2,..., m ja = 1 + 2 +... m ii )! = 1, 2,..., m 1! 2!... m!. G. Gripeberg Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreeti matematiika perusteetyhteeveto, 3. osa huhtikuuta I 2014 21 / 27 Järjestetty otos A o joukko jossa o alkiota eli A = ). Jos valitaa k alkiota joukosta A ja muodostetaa iistä joo [x 1, x 2,..., x k ] ja tehdää tämä palauttamatta, eli samaa alkiota ei valita mota kertaa jolloi x i x j ku i j ii saadaa s. k-permutaatio. Näide jooje eli k-permutaatioide lukumäärä o tuloperiaattee ojalla! 1)... k + 1) = k)! Jos valitaa k alkiota joukosta A ja muodostetaa iistä joo [x 1, x 2,..., x k ] ja tehdää tämä palauttae, eli voidaa valita sama alkio mota kertaa jolloi aioa vaatimus o, että x j A ku 1 j k ii tuloperiaattee ojalla äide jooje lukumäärä o A k = k. Huomaa, että molemmissa tapauksissa o oleellista että kyseessä o järjestetty otos eli sillä, missä järjestyksessä alkiot valitaa A:sta, o merkitystä. G. Gripeberg Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreeti matematiika perusteetyhteeveto, 3. osa huhtikuuta I 2014 22 / 27 Otos palauttamatta ku järjestystä ei oteta huomioo A o joukko jossa o alkiota eli A = ). Jos valitaa k alkiota joukosta A palauttamatta, eli samaa alkiota ei valita mota kertaa eikä valitajärjestystä oteta huomioo ii saadaa A: osajoukko jossa o k alkiota. Tällaiste osajoukkoje lukumäärä o ). k Miksi? Jos kyseie lukumäärä o f, k) ii palauttamatta otettuje järjestettyje otoste lukumäärä o f, k) k! koska k alkiota voidaa järjestää jooksi k! eri tavalla. Näi olle f, k) k! =! k)! ii f, k) = k). Joukkoa A voidaa jakaa osajoukoiksi A j, j = 1,..., m site, että m j=1 A j = A, A i A j = ku i j, ja A j = j 1, 2,..., m ) eri tavalla. G. Gripeberg Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreeti matematiika perusteetyhteeveto, 3. osa huhtikuuta I 2014 23 / 27 Otos palauttae ku järjestystä ei oteta huomioo Joukosta A, jossa o alkiota, voidaa valita k alkiota palauttae, eli voidaa valita sama alkio mota kertaa, ) ) k + 1 k + 1 =, 1 k eri tavalla jos valitajärjestystä ei oteta huomioo. Miksi? Olkoo A = {x 1, x 2,..., x }. Ku valitsemme k alkiota, palauttae, joukosta A eikä järjestyksellä ole merkitystä ii aioa asia jolla o merkitystä o motako kertaa valitsemme alkio x j missä j = 1,...,. Jos alkio x j o valittu k j kertaa ii j=1 k j = k. Kaikki tällaiset joot [k 1, k 2,..., k ] voidaa geeroida seuraavalla tavalla: Joukosta {1, 2,..., k + 1} valitaa osajoukko joho kuuluu 1 lukua. Nämä luvut olkoot 1 p 1 < p 2 <... < p 1 k + 1 ja lisäksi määritellää p 0 = 0 ja p = k +. Nyt luvuksi k j otetaa k j = p j p j 1 1, j = 1,...,. Jos esimerkiksi = 4 ja k = 10 ii joo [k 1, k 2, k 3, k 4 ] = [3, 2, 2, 3] voidaa esittää äi: k 1 k 2 k 3 k 4 erotetaa -joot toisistaa -merkeillä joita o 1 kappaletta ja joide ideksit joossa ovat p j, eli tässä esimerkissä p 1 = 4, p 2 = 7 ja p 3 = 10. G. Gripeberg Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreeti matematiika perusteetyhteeveto, 3. osa huhtikuuta I 2014 24 / 27 eli

Allokoitimallit eli vaihtoehtoie ajattelutapa O sijoitettava k palloa :ää umeroituu laatikkoo. Pallot umeroitu Valitajärjestyksellä o merkitystä. Pallot samalaiset: Valitajärjestyksellä ei ole merkitystä. Jokaisee laatikkoo korkeitaa yksi pallo Valita palauttamatta. Jokaisee laatikkoo mielivaltaie määrä palloja Valita palauttae. Pallot umeroitu Samalaiset pallot Palloje lukumäärä laatikoissa 1 ei rajoituksia! k ) k)! ) k + 1 k 1 G. Gripeberg Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreeti matematiika perusteetyhteeveto, 3. osa huhtikuuta I 2014 25 / 27 Biomi- ja multiomikaavat x + y) = x 1 +... + x m ) = j=0 ) x j y j, j 1 +...+ m= j 0 1, 2,..., m ) x 1 1... x m m. Miksi? Biomikaava o erikoistapaus multiomikaavasta koska ) j = j, j) ja multiomikaava pätee koska x1 +... + x m ) voidaa kirjoittaa summaa jossa o m termiä jotka ovat tyyppiä y 1 y 2... y missä jokaie y i {x 1, x 2,..., x m }. Jokaie muotoa x 1 1... x m m termi sytyy siitä, että joukko {1,..., } jaetaa osajoukkoihi A j, j = 1,..., m site että i A j jos ja vai jos y i = x j jolloi siis A j = j. Tällaisia osituksia o täsmällee ) 1, 2,..., m kappaletta. Tästä seuraa myös, että ) 1, 2,..., m kertoo moellako tavalla voidaa kirjoittaa joo [y 1, y 2,..., y ] site että siiä esiityy j kertaa alkio x j kaikilla j = 1, 2,..., m. G. Gripeberg Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreeti matematiika perusteetyhteeveto, 3. osa huhtikuuta I 2014 26 / 27 Fuktioide lukumäärät Oletetaa, että A = m och B =. Fuktiode A B lukumäärä o B A = m. Miksi? Fuktio f : A B o järjestetty m-kokoie otos palauttae joukosta jossa o alkiota. Ijektioide A B lukumäärä o! 1)... m + 1) = m)! m. Miksi? Ijektio A B o järjestetty m-kokoie otos palauttamatta joukosta jossa o alkiota. ) Surjektioide A B lukumäärä o 1) r r m. r r=0 Miksi? Surjektioide lukumäärä o kaikkie fuktioide lukumäärä josta väheetää iide fuktiode lukumäärä joide arvojoukko o B: aito osajoukko ja tämä o laskettavissa seulaperiaattee avulla jolloi lopulta saadaa yllä oleva kaava. G. Gripeberg Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreeti matematiika perusteetyhteeveto, 3. osa huhtikuuta I 2014 27 / 27