Diskreetin matematiikan perusteet Laskuharjoitus 2 / vko 9

Samankaltaiset tiedostot
Diskreetin matematiikan perusteet Malliratkaisut 2 / vko 38

Diskreetin matematiikan perusteet Laskuharjoitus 3 / vko 39

Diskreetin matematiikan perusteet Laskuharjoitus 1 / vko 8

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

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

Diskreetin matematiikan perusteet Laskuharjoitus 3 / vko 10

811120P Diskreetit rakenteet

Kuvauksista ja relaatioista. Jonna Makkonen Ilari Vallivaara

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 Esimerkkejä ym., osa I

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

j(j 1) = n(n2 1) 3 + (k + 1)k = (k + 1)(k2 k + 3k) 3 = (k + 1)(k2 + 2k + 1 1)

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet

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

Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkiratkaisut 3 / vko 10

MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa I

Matematiikan tukikurssi, kurssikerta 1

Algebra I Matematiikan ja tilastotieteen laitos Ratkaisuehdotuksia harjoituksiin 3 (9 sivua) OT

Johdatus diskreettiin matematiikkaan Harjoitus 1,

Luonnollisten lukujen ja kokonaislukujen määritteleminen

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa I

MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet

a k+1 = 2a k + 1 = 2(2 k 1) + 1 = 2 k+1 1. xxxxxx xxxxxx xxxxxx xxxxxx

Diskreetin Matematiikan Paja Ratkaisuehdotuksia viikolle 2. ( ) Jeremias Berg

1. Esitä rekursiivinen määritelmä lukujonolle

3. Kongruenssit. 3.1 Jakojäännös ja kongruenssi

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

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

Relaatioista. 1. Relaatiot. Alustava määritelmä: Relaatio on kahden (tai useamman, saman tai eri) joukon alkioiden välinen ominaisuus tai suhde.

[a] ={b 2 A : a b}. Ekvivalenssiluokkien joukko

Johdatus matematiikkaan

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

(1) refleksiivinen, (2) symmetrinen ja (3) transitiivinen.

Matematiikassa ja muuallakin joudutaan usein tekemisiin sellaisten relaatioiden kanssa, joiden lakina on tietyn ominaisuuden samuus.

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

Matematiikan tukikurssi

Diskreetin Matematiikan Paja Tehtäviä viikolle 2. ( ) Jeremias Berg

811120P Diskreetit rakenteet

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

Salausmenetelmät. Veikko Keränen, Jouko Teeriaho (RAMK, 2006)

Tenttiin valmentavia harjoituksia

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

Diskreetti matematiikka, syksy 2010 Harjoitus 7, ratkaisuista

X R Matematiikan johdantokurssi, syksy 2016 Harjoitus 5, ratkaisuista

6 Relaatiot. 6.1 Relaation määritelmä

Ekvivalenssirelaatio. Määritelmä 2 Joukon A binäärinen relaatio R on ekvivalenssirelaatio, mikäli. Jos R on ekvivalenssirelaatio ja a A, niin joukkoa

Diskreetti matematiikka Toinen välikoe Vastauksia. 1. Olkoot X = {a, b, c, d} ja Y = {1, 2, 3}, sekä R, S X Y relaatiot

Valitsemalla sopivat alkiot joudutaan tämän määritelmän kanssa vaikeuksiin, jotka voidaan välttää rakentamalla joukko oppi aksiomaattisesti.

811120P Diskreetit rakenteet

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

3. Kirjoita seuraavat joukot luettelemalla niiden alkiot, jos mahdollista. Onko jokin joukoista tyhjä joukko?

Matematiikan johdantokurssi, syksy 2016 Harjoitus 11, ratkaisuista

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet

Tietojenkäsittelyteorian alkeet, osa 2

Analyysi 1. Harjoituksia lukuihin 1 3 / Syksy Osoita täsmällisesti perustellen, että joukko A = x 4 ei ole ylhäältä rajoitettu.

2017 = = = = = = 26 1

Matematiikan tukikurssi, kurssikerta 2

Vieruskaverisi on tämän päivän luennolla työtoverisi. Jos sinulla ei ole vieruskaveria, siirry jonkun viereen. Esittäytykää toisillenne.

Vastaus 1. Lasketaan joukkojen alkiot, ja todetaan, että niitä on 3 molemmissa.

Matematiikan peruskurssi 2

Miten perustella, että joukossa A = {a, b, c} on yhtä monta alkiota kuin joukossa B = {d, e, f }?

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

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

x > y : y < x x y : x < y tai x = y x y : x > y tai x = y.

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

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

MATP153 Approbatur 1B Ohjaus 2 Keskiviikko torstai

Johdatus matematiikkaan

811120P Diskreetit rakenteet

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

Johdatus lukuteoriaan Harjoitus 2 syksy 2008 Eemeli Blåsten. Ratkaisuehdotelma

Todistusmenetelmiä Miksi pitää todistaa?

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.

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

Reaalifunktioista 1 / 17. Reaalifunktioista

Huom. muista ilmoittautua kokeeseen ajoissa. Ilmoittautumisohjeet kurssin kotisivuilla.

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

Johdatus yliopistomatematiikkaan. JYM, Syksy2015 1/195

Diskreetin matematiikan perusteet Laskuharjoitus 4 / vko 40

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

Matematiikan tukikurssi

Matemaatiikan tukikurssi

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

Jokaisen parittoman kokonaisluvun toinen potenssi on pariton.

Esitetään tehtävälle kaksi hieman erilaista ratkaisua. Ratkaisutapa 1. Lähdetään sieventämään epäyhtälön vasenta puolta:

Funktion raja-arvo ja jatkuvuus Reaali- ja kompleksifunktiot

Matematiikan ja tilastotieteen laitos Matematiikka tutuksi Harjoitus 2, malliratkaisut

8 Joukoista. 8.1 Määritelmiä

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

1. Olkoon f :, Ratkaisu. Funktion f kuvaaja välillä [ 1, 3]. (b) Olkoonε>0. Valitaanδ=ε. Kun x 1 <δ, niin. = x+3 2 = x+1, 1< x<1+δ

1. Logiikan ja joukko-opin alkeet

Injektio. Funktiota sanotaan injektioksi, mikäli lähtöjoukon eri alkiot kuvautuvat maalijoukon eri alkioille. Esim.

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

Surjektion käsitteen avulla kuvauksia voidaan luokitella sen mukaan, kuvautuuko kaikille maalin alkioille jokin alkio vai ei.

Algoritmit 1. Demot Timo Männikkö

Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkiratkaisut 5 / vko 12

a) Mitkä seuraavista ovat samassa ekvivalenssiluokassa kuin (3, 8), eli kuuluvat joukkoon

f(n) = Ω(g(n)) jos ja vain jos g(n) = O(f(n))

Tehtäväsarja I Seuraavissa tehtävissä harjoitellaan erilaisia todistustekniikoita. Luentokalvoista 11, sekä voi olla apua.

Transkriptio:

Diskreetin matematiikan perusteet Laskuharjoitus 2 / vko 9 Tuntitehtävät 9-10 lasketaan alkuviikon harjoituksissa ja tuntitehtävät 13-14 loppuviikon harjoituksissa. Kotitehtävät 11-12 tarkastetaan loppuviikon harjoituksissa. Kotitehtävät 15-16 tulee palauttaa seuraavan alkuviikon harjoituksiin paperilla tai pdf-muodossa kurssin MyCourses-sivuille maanantaihin klo 20.00 mennessä. Sama kellonaika on myös viikoittaisten verkkotehtävien dl, joskin verkkotehtävät kannattaa tehdä ennen palautettavia kotitehtäviä. Alkuviikko: joukko-oppi, iso-o Tuntitehtävä 9: a) Tutustu Ordoon eli Ordo eli Iso-O -merkintään f O(g): Jos g on funktio, joka on määritelty kaikilla riittävän isoilla kokonaisluvuilla niin f O(g) kertoo että myös f on määritelty kaikilla riittävän isoilla kokonaisluvuilla ja on olemassa vakiot C f ja N f siten, että f(n) C f g(n), n N f. Tämän merkinnän käyttö tarkoittaa myös sitä, ettei ole erityisen oleellista mitä vakiot C f ja N f oikeasti ovat tai miten pieniksi ne voi valita. Usein kirjoitetaan f O(g):n sijasta f(n) = O(g(n)) ja silloin merkinnällä tarkoitetaan, että funktiolle f pätee f(n) C g(n) kun n N. (Lisätietoa esim Wikipediasta haulla "Big O notation".) b) Pätevätkö seuraavat väitteet? i) Jos f O(n 2 ) ja g O(n 3 ) niin f g O(n 5 ). ii) Jos 2 on pienin luku p f siten, että f O(n p f ) ja 3 on pienin luku pg siten, että g O(n pg ), niin 5 on pienin luku p siten, että f g O(n p ). b) i) Jos f O(n 2 ) ja g O(n 3 ) niin f g O(n 5 ), koska f(n) C f n 2 kun n N f ja g(n) C g n 3 kun n N g joten f(n)g(n) C f C g n 2+3 kun n max(n f, N g ). Huom: Vastaava tulos ei päde jakolaskun kohdalla, koska O(g) antaa vain ylärajan, ei alarajaa. 1

ii) Jos f(n) = n 2 ja g(n) = n 3 niin f O(n 2 ), g O(n 3 ) ja 5 on (tietenkin?) pienin luku p siten, että f g O(n p ). Mutta jos yleisesti, tuntematta funktioita, tiedetään vain että 2 on pienin luku p f siten, että f O(n p f ) ja 3 on pienin luku pg siten, että g O(n pg ) niin siitä ei välttämättä seuraa, että 5 olisi pienin luku p siten, että f g O(n p ). Voimme esimerkiksi valita f(n) = { n 2, n on pariton 0, n on parillinen, ja g(n) = jolloin f(n)g(n) = 0 kaikilla n ja f g O(n p ) kaikilla p Z. { 0, n on pariton n 3, n on parillinen Tuntitehtävä 10: a) Jos meidän pitää laskea x n ja laskemme x 2 = x x, x 3 = x 2 x jne. niin joudumme laskemaan n 1 kertolaskua. Tehokkaampi tapa on laskea x 2 = x x, x 4 = x 2 x 2 jne. ja sitten kertoa tarvittavat x 2j :n potenssit keskenään, jotta saisimme tulokseksi x n. Määritä kohtuullisen yksinkertainen funktio f(n) siten, että kertolaskujen lukumäärä tällä menetelmällä on O(f(n)). b) Jos meillä on jono lukuja x = [x 1, x 2,... x n ] niin voimme tuottaa uuden jonon, missä alkiot on järjestetty suuruusjärjestykseen, esimerkiksi seuraavall algoritmilla: function x=jarj(x) n=max(size(x)); for i=1:n for j=1:i if x(i)<x(j) x([i,j])=x([j,i]); % eli jonon ko. alkioiden paikat vaihdetaan end end end endfunction Jos nyt x on lukujono, jonka pituus on n, niin olkoon v(n) tämän algoritmin tekemien vertailujen (x(i)<x(j)) lukumäärä kun se laskee Jarj(x). Määritä pienimmät mahdolliset ei-negatiiviset luvut a ja b siten, että v O(n a log(n) b ). a) Oletamme, että n > 1 ja kirjoitamme tämän luvun binäärilukuna : n = a k 2 k + a k 1 2 k 1 +... + a 1 2 + a 0, missä a j {0, 1}, j = 0, 1,..., k 1 ja a k = 1. Silloin k = log 2 (n). Lausekkeiden x, x 2, x 4,... x 2k laskemiseksi meidän pitää suorittaa k kertolaskua ja kun kerromme ne potenssit x 2j, j = 0, 1,..., k, joilla a j = 1, keskenään meidän pitää myös suorittaa korkeintaan k kertolaskua. Kertolaskujen yhteismääräksi tulee näin ollen korkeintaan 2k = 2 log 2 (n). Näin ollen voimme sanoa, että kertolaskujen lukumäärä on (tai kuuluu joukkoon) O(log 2 (n)) (tai O(log(n)) jos emme halua välittää logaritmin kantaluvusta). 2

b) Vertailujen lukumääräksi tulee n i v(n) = 1. Koska lasketaan yhteen ykkösiä saadaan yläraja i=1 j=1 v(n) n n 1 = i=1 j=1 n n = n n = n 2. i=1 Näin ollen pätee varmasti v O(n 2 ) eli v O(n a log(n) b )) missä a = 2 ja b = 0. Jos haluamme varmistua siitä, että lukuja a = 2 ja b = 0 ei voida vaihtaa pienempiin voimme laskea n v(n) = i = 1 2 n(n + 1) 1 2 n2 i=1 ja todeta, että jos a < 2 niin pätee 1 2 n2 > Cn a log(n) b kun n on riittävän iso, olivatpa C ja b mitkä tahansa luvut. Huomaa, että ajatus iso-o:n takana on siis, että 1 n(n + 1) on samaa suuruusluokkaa kun 2 n 2 ja että tavallisesti saadaan helposti pelkästään yläraja, kuten n 2 tässä, mutta harvemmin tarkka lauseke, kuten 1 n(n + 1). 2 Kotitehtävä 11: Olkoot A, B, C joukkoja. Todista a) A (B C) = (A B) (A C) b) A (B \ C) = (A B) \ (A C). a) Oletetaan aluksi, että kyse on epätyhjistä joukoista. Ensin avaamme joukkojen määritelmät: Sitten tehdään muutos A (B C) = (A B) (A C), ja lopulta puretaan TAI-ehto kahden joukon yhdisteeksi. A (B C) ={(x, y) : (x A) (y (B C))} ={(x, y) : (x A) ((y B) (y C))} ={(x, y) : ((x A) (y B)) ((x A) (y C))} ={(x, y) : (x A) (y B)} {(x, y) : (x A) (y C)} =(A B) (A C) Sitten tutkitaan vielä tyhjien joukkojen tapaukset: Jos A on tyhjä, on kaikki sen karteesiset tulot tyhjiä, joten yhtäsuuruus pätee. Samoin jos joukko C tai B on tyhjä, niin sen karteesinen tulo on tyhjä ja väite on muotoa A B = (A B). Vielä todetaan, että myös tapaus B C = johtaa yhtäsuuruuteen. 3

b) Jälleen avataan käsitteet. JA-merkkejä voidaan järjestellä uudelleen, ja toistaa vaatimus (x A). Viimeisessä askeleessa todetaan, että y:n kuuluvuus- ja kuulumattomuusehto muodostavat kahden joukon erotuksen. A (B \ C) ={(x, y) : (x A) (y B \ C)} ={(x, y) : (x A) (y B y / C)} ={(x, y) : ((x A) (y B)) (y / C)} ={(x, y) : ((x A) (y B)) ((x A) (y / C))} ={(x, y) : (x A) (y B)} \ {(x, y) : (x A) (y C)} =(A B) \ (A C) Entä tyhjät joukot? Jos A on tyhjä, on kaikki karteesiset tulot tyhjiä ja väite pätee. Jos taas B \C =, on oltava B C. Tällöin (A B) (A C), ja oikealla puolella oleva joukko on tyhjä. Kotitehtävä 12: Olkoot A, B, C, D joukkoja. a) Muodosta negaatio väitteelle (A C ja B D) (A B) (C D). b) Todista oikeaksi joko a-kohdan väite tai sen negaatio. c) Päteekö a-kohdan väitteelle käänteinen Perustele. (A B) (C D) (A C ja B D)? a) Väitteenä siis on, että kaikille joukoille A, B, C, D ehdosta (A C ja B D) seuraa (A B) (C D). Väite, joka on tosi vain silloin kun tämä väite on epätosi, on se, että on olemassa jotkut joukot A, B, C, D, joille pätee (A C ja B D) mutta ei (A B) (C D). Lauseena: A, B, C, D : (A C B D) ((A B) (C D)) Yleisen pätevyyden negaatio on siis vastaesimerkin olemassaolo. b) Osoitetaan a-kohdan väite todeksi. Oletetaan vasen puoli, eli että A C ja B D. Nyt otetaan jokin joukon A B:n alkio (a, b). Koska a A, on myös a C. Samoin b D. Toisin sanoen (a, b) (C D). Koska tämä pätee kaikille A B:n alkioille, on se C D:n osajoukko: (A B) (C D). 4

c) Käänteisen väitteen kumoamiseksi riittää yksikin vastaesimerkki: valitaan A = {1}, B =, C = D = {2}. Nyt A B on tyhjä joukko, koska A:sta ei voida valita yhtäkään alkiota parin ensimmäiseksi. Tämä tyhjä joukko on jokaisen joukon osajoukko, eli (A B) (C D). Kuitenkaan A ei sisälly selvästikään joukkoon C. Siispä väite ei päde kaikille joukoille A, B, C, D. Sen sijaan jos vaaditaan, että joukot ovat epätyhjiä, väite pätee ja nuoli voidaan vaihtaa ekvivalenssiksi. Loppuviikko: relaatiot, funktiot Tuntitehtävä 13: Olkoon A = {1, 2, 3}, B = {4, 5} ja R = (A A) (B B). Perustele, miksi R on ekvivalenssirelaatio joukossa A B, ja määritä kaikki sen ekvivalenssiluokat. R koostuu kaikista A:n ja B:n sisäisistä pareista. Silloin siihen sisältyvät kaikki parit (a, a), jolloin reflektiivisyysvaatimus täyttyy. Myös, jos (a, b) R, on se joukon sisäinen ja siten myös käänteinen relaatio löytyy, (b, a), eli relaatio on symmetrinen. Lisäksi, koska joukkojen A ja B leikkaus on tyhjä, ei relaatio voi "hypätä"joukosta toiseen. Siis jos (a, b) R ja (b, c) R, kuuluvat a ja c samaan joukkoon A tai B, eli myös relaatio (a, c) R (transitiivisuus). Koska sekä refleksiivisyys, symmetrisyys että transitiivisuus täyttyvät, on R ekvivalenssirelaatio joukossa A B ja sen ekvivalenssiluokat ovat A ja B. Tuntitehtävä 14: Onko funktio f : R N N R, f(x, n) = (n, 3nx) bijektio? Jos on, niin mikä on sen käänteisfunktio? Osoitetaan injektiivisyys: Olkoon (x 1, n 1 ), (x 2, n 2 ) R N siten, että f((x 1, n 1 )) = f((x 2, n 2 )). Osoitetaan, että (x 1, n 1 ) = (x 2, n 2 ) Pätee siis (n 1, 3n 1 x 1 ) = (n 2, 3n 2 x 2 ) josta nähdään heti että n 1 = n 2. Tätä tietoa käyttäen saadaan parien jälkimmäisten osien yhtäsuuruudesta 3n 1 x 1 = 3n 2 x 2 n 1 x 1 = n 1 x 2 x 1 = x 2 jossa n 1 saatettiin jakaa pois koska se ei ole koskaan nolla. Eli kuvien yhtäsuuruudesta seurasi lähtöpisteiden yhtäsuuruus, joten f on injektio. Osoitetaan surjektiivisuus: olkoon (m, y) N R. Halutaan löytää (x, n) R N siten, että f((x, n)) = (m, y). (n, 3xn) = (m, y) n = m 3xm = y x = joka on määritelty koska nimittäjä m N ei ole koskaan nolla. Eli löytyi ratkaisu ( y, m) jokaiselle maalijoukon alkiolle, joten f on surjektio. Yhdistettynä injektiivisyyteen tämä osoittaa f:n 3m bijektiivisyyden. f:n käänteisfunktio löydettiin samalla kun osoitettiin surjektiivisuus: f 1 : N R R N, f 1 (n, x) = ( x 3n, n) 5 y 3m

Kotitehtävä 15: Muodosta pienin joukon A = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8} ekvivalenssirelaatio, joka sisältää järjestetyt parit (1, 4), (2, 5), (6, 8) ja (7, 4). (Pienin siinä mielessä, että se A A:n osajoukkona sisältää mahdollisimman vähän alkioita.) Muodosta tämän ekvivalenssirelaation ekvivalenssiluokat eli joukko A:n ei-tyhjiä ja pistevieraita osajoukkoja, joiden unioni on A siten, että alkiot x ja y kuuluvat samaan osajoukkoon jos ja vain jos (x, y) kuuluu kyseiseen ekvivalenssirelaatioon. Ekvivalenssirelaatio on refleksiivinen, symmetrinen ja transitiivinen joten tässä tapauksessa pienin relaatio, joka sisältää annetut parit on R = {(1, 4), (4, 1), (7, 4), (4, 7), (1, 7), (7, 1), (2, 5), (5, 2), (6, 8), (8, 6), Tällä relaatiolla on seuraavat ekvivalenssiluokat: (1, 1), (2, 2), (3, 3), (4, 4), (5, 5), (6, 6), (7, 7), (8, 8)}. A = {1, 4, 7} {3} {2, 5} {6, 8}. Kotitehtävä 16: Osoita, että relaatio R = {( (m, n), (p, q) ) m q = n p } joukossa Z (Z\{0}) on ekvivalenssirelaatio. Käytä pelkästään kokonaislukujen laskutoimituksia ja -sääntöjä (eli ei mitään jakolaskuja). Voit olettaa tunnetuksi, että kahden kokonaisluvun tulo on 0 ainoastaan jos ainakin toinen luvuista on 0. Mitä tämän relaation ekvivalenssiluokat ovat? Meidän pitää osoittaa, että tämä relaatio on refleksiivinen, symmetrinen ja transitiivinen. Jos (m, n) Z (Z \ {0}) niin m n = m n joten ( (m, n), (m, n) ) R ja R on refleksiivinen. Jos ( (m, n), (p, q) ) R niin m q = p n jolloin p n = m q josta seuraa, että ( (p, q), (m, n) ) R eli R on symmetrinen. Jos ( (m, n), (p, q) ) R ja ( (p, q), (s, t) ) R niin m q = p n, p t = s q. Nyt kerromme edellisen yhtälön molemmat puolet luvulla t ja jälkimmäisen luvulla n, jolloin saamme m q t = p n t, p t n = s q n. Vähentämällä jälkimmäisen yhtälön molemmat puolet edellisestä saamme yhtälön (m t s n) q = 0. 6

Koska kahden kokonaisluvun tulo on 0 ainoastaan, jos ainakin toinen luvuista on 0, niin voimme päätellä, koska q 0, että m t s n = 0. Tästä seuraa, että ( (m, n), (s, t) ) R. Näin ollen relaatio on myös transitiivinen ja siten ekvivalenssirelaatio. Koska ehdoista m q = p n, n 0 ja q 0 seuraa m = p, niin ekvivalenssiluokat ovat käytännössä n q rationaaliluvut. Verkkotehtävät 2: Muistathan myös verkkotehtävät! Toinen tehtäväsarja sulkeutuu maanantaina 6.2. klo 20.00. 7