MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa I

Samankaltaiset tiedostot
MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa I

MS-A0402 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, osa I

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa I

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

9 Lukumäärien laskemisesta

MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa I

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa I

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet

Tehtävä 11 : 1. Tehtävä 11 : 2

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

C (4) 1 x + C (4) 2 x 2 + C (4)

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

Laskennallisen kombinatoriikan perusongelmia

JOHDATUS LUKUTEORIAAN (syksy 2017) HARJOITUS 1, MALLIRATKAISUT

Klassinen todennäköisyys

Diskreetin Matematiikan Paja Ratkaisuja viikolle 5. ( ) Jeremias Berg

TAMPEREEN YLIOPISTO Pro gradu -tutkielma. Hannu Pajula. Stirlingin luvuista

4.7 Todennäköisyysjakaumia

Tämä merkitsee geometrisesti, että funktioiden f

Luku 2. Jatkuvuus ja kompaktisuus

Ortogonaalisuus ja projektiot

Luku 11. Jatkuvuus ja kompaktisuus

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

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

8. Ortogonaaliprojektiot

HY, MTO / Matemaattisten tieteiden kandiohjelma Tilastollinen päättely II, kevät 2018 Harjoitus 6A Ratkaisuehdotuksia.

Tehtävä 2 Todista luennoilla annettu kaava: jos lukujen n ja m alkulukuesitykset. ja m = k=1

III. SARJATEORIAN ALKEITA. III.1. Sarjan suppeneminen. x k = x 1 + x 2 + x ,

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

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

Tehtävä 3. Määrää seuraavien jonojen raja-arvot 1.

Todennäköisyyslaskenta IIa, syys lokakuu 2019 / Hytönen 1. laskuharjoitus, ratkaisuehdotukset

V. POTENSSISARJAT. V.1. Abelin lause ja potenssisarjan suppenemisväli. a k (x x 0 ) k M

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

Hanoin tornit. Merkitään a n :llä pienintä tarvittavaa määrää siirtoja n:lle kiekolle. Tietysti a 1 = 1. Helposti nähdään myös, että a 2 = 3:

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

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

STOKASTISET DIFFERENTIAALIYHTÄLÖT 7

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

MAB7 Talousmatematiikka. Otavan Opisto / Kati Jordan

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

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

Luku kahden alkuluvun summana

Sattuman matematiikkaa III

, sanotaan niiden sääntöjen ja menetelmien kokonaisuutta, joilla otos poimitaan määritellystä perusjoukosta.

Joulukuun vaativammat valmennustehtävät ratkaisut

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

Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Ratkaisut 1. viikolle /

Johdatus lukuteoriaan Harjoitus 1 syksy 2008 Eemeli Blåsten. Ratkaisuehdotelma

Matematiikan tukikurssi

q =, r = a b a = bq + r, b/2 <r b/2.

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet

OHJ-2300 Johdatus tietojenkäsittelyteoriaan Syksy 2008

2.1. Bijektio. Funktion kasvaminen ja väheneminen ********************************************************

9. Ominaisarvot. Diagonalisointi

Loogiset konnektiivit

1. YKSISUUNTAINEN VARIANSSIANALYYSI: AINEISTON ESITYSMUODOT

2 Taylor-polynomit ja -sarjat

Miehitysluvuille voidaan kirjoittaa Maxwell Boltzmann jakauman mukaan. saamme miehityslukujen summan muodossa

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

i ni 9 = 84. Todennäköisin partitio on partitio k = 6, k k

M 2 M = sup E M 2 t. E X t = lim. niin martingaalikonvergenssilauseen oletukset ovat voimassa, eli löydämme satunnaismuuttujan M, joka toteuttaa ehdon

4.3 Erillisten joukkojen yhdisteet

[ ] [ 2 [ ] [ ] ( ) [ ] Tehtävä 1. ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2( ) = 1. E v k 1( ) R E[ v k v k ] E e k e k e k e k. e k e k e k e k.

Matematiikan tukikurssi

Perustehtäviä. Sarjateorian tehtävät 10. syyskuuta 2005 sivu 1 / 24

Matematiikan tukikurssi

Kertaa tarvittaessa induktiota ja rekursiota koskevia tietoja.

DEE Lineaariset järjestelmät Harjoitus 2, ratkaisuehdotukset. Johdanto differenssiyhtälöiden ratkaisemiseen

2.8 Mallintaminen ensimmäisen asteen polynomifunktion avulla

Ryhmän osajoukon generoima aliryhmä ja vapaat ryhmät

802328A LUKUTEORIAN PERUSTEET OSA II BASICS OF NUMBER THEORY PART II. Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO

funktiojono. Funktiosarja f k a k (x x 0 ) k

Matematiikan ja tilastotieteen laitos Johdatus diskreettiin matematiikkaan (Syksy 2008) 4. harjoitus Ratkaisuja (Jussi Martin)

Laaja matematiikka 2 Kevät 2005 Risto Silvennoinen

termit on luontevaa kirjoittaa summamuodossa. Tällöin päädymme lukusarjojen teoriaan: a k = s.

Tehtäviä neliöiden ei-negatiivisuudesta

Tiedonleviämisprosessi täydellisessä verkossa

Todennäköisyysjakaumat 1/5 Sisältö ESITIEDOT: todennäköisyyslaskenta, määrätty integraali

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

3. Markovin prosessit ja vahva Markovin ominaisuus

Modaalilogiikan harjoitusteht vi Aatu Koskensilta 1 Harjoitusteht v t Teht v 100 a) Osoitamme, ett Th(F 1 F 2 ) Th(F 1 ) [ Th(F 2 ) vastaesim

Riemannin sarjateoreema

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

MATEMATIIKAN JA TILASTOTIETEEN LAITOS

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

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

Ennen kuin mennään varsinaisesti tämän harjoituksen asioihin, otetaan aluksi yksi merkintätekninen juttu. Tarkastellaan differenssiyhtälöä

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

Kiinteätuottoiset arvopaperit

Insinöörimatematiikka IA

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

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

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

DISKREETIN MATEMATIIKAN SOVELLUKSIA: KANAVA-EKVALISOINTI TIEDONSIIRROSSA. Taustaa

Helsinki University of Technology Laboratory of Telecommunications Technology

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

2 INTEGRAALILASKENTAA 2.1 MÄÄRÄTTY INTEGRAALI

Transkriptio:

MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, osa I G. Gripeberg 1 Jouo-oppi ja logiia Idutioperiaate 2 Relaatiot ja futiot Futiot Iso-O alto-yliopisto 12. maalisuuta 2015 3 Kombiatoriia ym. Summa-, tulo ja loeroperiaate G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. osa maalisuuta I 2015 1 / 31 G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. osa maalisuuta I 2015 2 / 31 Jouot Jouo-opissa perusäsite o eli x u alio x uuluu jouoo ja x / u alio x ei uulu jouoo. Meritätapoja: {2, 4, 5, 8} o jouo joa aliot ovat 2, 4, 5 ja 8 ja B {4, 5,... 2014} o jouo, joa aliot ovat aii ooaisluvut j joille pätee 4 j 2014. Usei meritää { x B : Px } tai { x : x B, Px } jolloi : aliot ovat e jouo B aliot joille väite Px o tosi. Tyhjä jouo: {} o tyhjä jouo joho ei uulu yhtää aliota, eli x o aia epätosi. B jos pätee, että x jos ja vai jos x B, eli esimerisi {1, 2, 2, 3} {3, 2, 1}. Ei-egatiiviset ooaisluvut jouoia: Jos o luu 0 ii { } o luu 1, {, { }} o luu 2, {, { }, {, { }}} o luu 3 je. G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. osa maalisuuta I 2015 3 / 31 Jouo-opi perusmeritöjä Yhdiste tai uioi: x B jos ja vai jos x tai x B. Leiaus: x B jos ja vai jos x ja x B. Jouoerotus: x \ B jos ja vai jos x mutta x / B. Osajouo: B jos joaie : alio o myös B: alio. Potessijouo: P o jouo aiie osajouoje muodostama jouo. Yhtäläisyys: B jos B ja B. Komplemetti: c Ω \ jos Ω ja o selvää miä Ω o. Yhdiste tai uioi: x j J j jos ja vai jos x j jollai j J. Leiaus: x j J j jos ja vai jos x j aiilla j J. G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. osa maalisuuta I 2015 4 / 31 B B B B

Huom! Usei irjoitetaa B: sijasta B ja silloi irjoitetaa B u o B: aito osajouo, eli B mutta B. Stadardimeritöjä N 0 {0, 1, 2, 3,...} o luoolliste luuje missä 0 o muaa jouo. Meriällä N taroitetaa josus N 0 ja josus {1, 2, 3,...} N 0 \ {0}. Z {..., 2, 1, 0, 1, 2, 3,...} o ooaisluuje jouo. Q { p q : p, q Z, q 0 } o ratioaaliluuje jouo. R o reaaliluuje jouo. G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. osa maalisuuta I 2015 5 / 31 Propositiologiia eli lausealyyli Jos a ovat b lauseita tai väitteitä, jota voivat olla tosia tai epätosia mutta ei mitää siltä väliltä ii Lause a ND b o tosi u a o tosi ja b o tosi Lause a OR b o tosi u a o tosi tai b o tosi ja myös u molemmat ovat tosia. Lause NOT a o tosi u a ei ole tosi eli a o epätosi. Lause a b o tosi u NOT a OR b o tosi, eli u b o tosi tai a o epätosi. Lause a b u a b ND b a o tosi. Matemaattisessa logiiassa äytetää yleisesti ND: sijasta, OR: sijasta ja NOT: sijasta. Impliaatio Logiia lause a b ei täysi vastaa joapäiväise ieleäytö jos a ii b osa se o tosi u a o epätosi eiä sillä välttämättä ole mitää teemistä syy-seuraus suhtee assa. G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. osa maalisuuta I 2015 6 / 31 Prediaattilogiia Lause x Px o tosi u Px o tosi aiilla x. Lause x Px o tosi u o olemassa x site, että Px o tosi. Prediaattilogiia o lausealyyli laajeus, jossa operaatiode eli oetiivie NOT, ND, OR, ja lisäsi äytetää uiversaali- ja esistessi vattorit aiilla ja o olemassa, ja lauseide lisäsi äytetää muuttujia x, y,... ja prediaatteja P, Q,.... Prediaateilla o äärellie määrä argumetteja, esim. Px, Qx, y, je., ja prediaatti joide argumettie luumäärä o 0 o lause. Prediaattie lisäsi voidaa äyttää futioita joide arvot uuluvat samaa äsiteltävää aihepiirii domai of discourse ui muuttujat. Futio, jolla ei ole muuttuja o vaio. Fuiot ja vaiot voidaa esittää prediaattie avulla, mutta se o usei ömpelö vaihtoehto. Prioriteettijärjestys Jos ei äytetä suluja, joilla tietei o orei prioriteetti, ii loogiset oetiivit evaluoidaa tavallisesti seuraavassa järjestysessä: Esi NOT, sitte ja, sitte ND ja OR ja lopusi ja. x ja x Lauseet x Px ja x Px ovat lyheteitä lauseista x x Px, x x ND Px, ja taroittavat tietei että aiilla : aliolla x pätee Px ja o olemassa : alio x jolla Px pätee. G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. osa maalisuuta I 2015 7 / 31 G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. osa maalisuuta I 2015 8 / 31

Negaatio NOT, oetiivit ND ja OR seä vattorit ja Kaiilla lauseilla a ja b pätee NOT a ND b NOT a OR NOT b, NOT a OR b NOT a ND NOT b, eli esimerisi NOT a ND b o tosi täsmällee silloi u NOT a OR NOT b o tosi ja lause NOT a ND b NOT a OR NOT b o tautologia osa se o tosi riippumatta a: ja b: totuusarvoista. Samoi aiilla prediaateilla P pätee Epäsuora todistus NOT xpx xnot Px, NOT xpx xnot Px. Lause a b o tosi jos ja vai jos lause NOT b NOT a o tosi ja epäsuorassa todistusessa tehdää vastaoletus, että NOT b o tosi eli että b ei ole tosi ja todistetaa, että NOT a o tosi ja tämä formuloidaa tavallisesti site, että johdetaa tulos joa o ristiriidassa a: assa. Idutioperiaate Jos P o väite joa aiilla 0 o joo tosi tai epätosi ja P 0 o tosi P + 1 o tosi jos P o tosi eli P P + 1 o tosi u 0 ii P o tosi aiilla 0. Josus o tarpee ottaa idutio-oletusesi väite, että Pj o tosi u 0 j se sijaa että pelästää oletetaa, että P o tosi. G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. osa maalisuuta I 2015 9 / 31 G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. maalisuuta osa I 2015 10 / 31 Karteesie tulo Kahde jouo X ja Y arteesie tulo X Y o jouo joho uuluvat aii 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 äytetty tapa o saoa, että [a, b] o jouo {{a}, {a, b}}. Relaatiot Relaatio jouosta X jouoo Y tai relaatio jouossa X jos Y X o arteesise tulo X Y osajouo. Vero? Vero, eli graafi muodostuu jouosta solmuja ja jouosta iide väilisiä aaria tai liejä, esim äi: 4 3 Suuatussa verossa joaisella aarella o lähtösolmu ja ohdesolmu u suutaamattomassa verossa ei tehdä eroa lähtö- ja ohdesolmu välillä. Suuattu vero o järjestetty pari [V, E] V vertex, E edge missä V o jouo tavallisesti äärellie ja ei-tyhjä ja E V V, eli E o relaatio jouossa V. Suutaamato vero o järjestetty pari [V, E] missä V o jouo tavallisesti äärellie ja ei-tyhjä ja E { {a, b} : a V, b V }. 2 1 Suutaamato vero voidaa myös ajatella oleva suuattu vero missä relaatio E o symmetrie, eli [a, b] E [b, a] E. G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. maalisuuta osa I 2015 11 / 31 G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. maalisuuta osa I 2015 12 / 31

Erilaisia relaatioita jouossa X Relaatio W jouossa X o reflesiivie jos [x, x] W aiilla x X. symmetrie jos [x, y] W [y, x] W aiilla x ja y X. trasitiivie jos [x, y] W ND [y, z] W [x, z] W aiilla x, y ja z X. atisymmetrie jos [x, y] W ND x y [y, x] / W eli [x, y] W ND [y, x] W x y aiilla x ja y X. asymmetrie jos [x, y] W [y, x] / W aiilla x ja y X. totaalie tai täydellie jos [x, y] W OR [y, x] W aiilla x ja y X. evivalessirelaatio jos W o reflesiivie, symmetrie ja trasitiivie. osittaisjäjestys jos W reflesiivie, atisymmetrie ja trasitiivie. Usei irjoitetaa [x, y] W : sijasta xwy esim. x y eiä [x, y]. Evivalessiluoat Jos X o ei-tyhjä jouo ja o evivalessirelaatio jouossa X, eli o reflesiivie, symmetrie ja trasitiivie, ii se jaaa jouo X osajouoihi Y j, j J joita utsutaa evivalessiluoisi site, että j J Y j X, Y j Y jos j, a b a ja b uuluvat samaa jouoo Y j. Usei ajatellaa, että asi aliota jota ovat evivalettia, eli iide muodostama pari uuluu relaatioo, ovati samat jolloi jouo X sijasta tarastellaa jouoa { Y j : j J }, joa aliot ovat evivalessiluoat. G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. maalisuuta osa I 2015 13 / 31 G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. maalisuuta osa I 2015 14 / 31 Futiot Jos X ja Y ovat jouoja ii futio f : X Y o relaatio jouosta X jouoo Y eli X Y : osajouo site, että joaisella 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 futio esitetää site, että [x, y] f jos ja vai jos y f x vaia xf tms. voisi olla parempi meritätapa jos luetaa vasemmalta oiealle. Toisi saoe, futio f jouosta X jouoo Y o säätö, joa joaisella x X ataa vastausesi ysiäsitteise alio y f x jouosta Y. Jos f : X Y o futio ii X o se määrittely- eli lähtöjouo ja Y o se maalijouo. Y X { f : f o futio jouosta X jouoo Y }. Jos f : X Y o futio ja X ii f : Y o futio f rajoitettua jouoo eli relaatioa f { [x, y] : [x, y] f, x }. G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. maalisuuta osa I 2015 15 / 31 oyymit futiot Voidaa puhua esim. luvusta 2 ilma seaatumise vaaraa, mutta jos puhutaa lauseeesta x + 3 ei ole välttämättä selvää taroitetaao futiota, joa ataa tulosesi argumettisa joho o lisätty 3 vai tämä futio arvo u argumetti o x. Jos taroitetaa futiota eiä se arvoa ii voidaa irjoittaa x x + 3 tai @xx+2 tai fuctiox{retur x+3;} tai jotai muuta vastaavaa. Ijetiot, surjetiot ja bijetiot Futio f : X Y o ijetio jos f x 1 f x 2 x 1 x 2 aiilla x 1, x 2 X. surjetio jos aiilla y Y o olemassa x X site, että f x y. bijetio jos se o seä ijetio että surjetio. Evivaletti määritelmä o, että f : X Y o ijetio jos x 1 x 2 f x 1 f x 2 aiilla x 1, x 2 X ja f o surjetio jos arvojouo f X { f x : x X } o sama ui maalijouo Y eli f X Y. G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. maalisuuta osa I 2015 16 / 31

Yhdistetyt futiot ja ääteisfutiot Jos f : X Y ja g : Y Z ovat asi futiota ii h g f : X Z o futio hx gf x. Jos f : X Y, g : Y Z ja h : Z W ovat futioita ii h g f h g f jote tämä futio voidaa myös irjoittaa muodossa h g f. Jos f : X Y sellaie futio, että o olemassa futio g : Y X site että g f x x ja f gy y aiilla x X ja y Y ii f o äätyvä, g o f : ääteisfutio ja ja useimmite irjoitetaa g f 1. Futio f : X Y o äätyvä jos ja vai jos se o bijetio. Jos f : X Y o äätyvä ii f 1 1 f eli ääteisfutio o myös äätyvä ja se ääteisfutio o f. Huomaa,ettei f 1 ole sama futio ui hx f x 1 joa edyllyttää että Y : tai aiai arvojouo elemeteillä o Ordo eli Iso-O: f Og Jos g o futio, joa o määritelty aiilla riittävä isoilla ooaisluvuilla ii f Og ertoo että myös f o määritelty aiilla riittävä isoilla ooaisluvuilla ja o olemassa vaioita C ja N site, että f C g, N. Tämä meriä äyttö taroittaa myös sitä, ettei ole erityise oleellista mitä vaiot C ja N oieasti ovat tai mite pieisi iitä voi valita. Usei irjoitetaa f Og: sijasta f Og. Jos O + O 2 O 2 : sijasta irjoitetaa O + O 2 O 2 ii pitää muistaa, ettei tästä seuraa O 0! Tässä äsitellää ysiertaisuude vuosi vai tietyillä ooaisluvuilla märiteltyjä futioita ja samoi tarastellaa aioastaa mitä tapahtuu u mutta se ei ole miteää oleellista. Esimerisi pätee myös x4 x 3 x 3 +x2 Ox u x 0. ääteeisalioita miä o esim. tilae jouossa R \ {0} mutta ei jouossa Z. G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. maalisuuta osa I 2015 17 / 31 G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. maalisuuta osa I 2015 18 / 31 Jouo mahtavuus eli alioide luumäärä Kahdella jouolla ja B o sama luumäärä alioita ja B eli e ovat yhtä mahtavia, jos o olemassa bijetio B. Jouolla o vähemmä tai yhtä mota aliota ui jouolla B, eli B, jos o olemassa ijetio B. Jouolla o vähemmä alioita ui jouolla B, eli < B, jos o olemassa ijetio B mutta ei bijetiota B. Jos {0, 1, 2,..., 1} ii. Jouo o äärellie jos o olemassa ooaisluu site, että. Jouo o umeroituva jos N ja yliumeroituva jos > N. Huom! Jotta ämä määritelmät olisivat järeviä pitää osoittaa, että o olemassa bijetio {0, 1, 2,..., 1} {0, 1, 2,..., m 1} jos ja vai jos m ja jos o olemassa ijetioita B ja B ii löytyy myös bijetio B. G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. maalisuuta osa I 2015 19 / 31 Summaperiaate, ysiertaisi muoto Jos ja B ovat asi äärellistä jouoa site, että B ii B + B. Tästä seuraa, että jos B ii \ B B. Tuloperiaate, ysiertaisi muoto Jos ja B ovat asi äärellistä jouoa ii B B. Loero- eli yyhyslaaperiaate Jos m 1 esiettä laitetaa 1 laatioo ii aiai yhdessä m laatiossa o vähitää esiettä! Misi? Jos laatioissa olevie esieide luumäärie masimi o ii m jote m ja osa määritelmä muaa m o piei ooaisluu joa o m ii m. G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. maalisuuta osa I 2015 20 / 31

Tuloperiaate Seulaperiaate eli yleistetty summaperiaate Jos j, j 1, 2,... ovat äärellisiä jouoja ii 1 2 1 + 2 1 2, 1 2 3 1 + 2 + 3 1 2 1 3 j1 j 2 3 + 1 2 3, 1 r+1 r. ji r1 1 j 1 <j 2 <...<j r i1 Jos valita- tai päätösprosessissa o vaihetta ja vaiheessa j o j vaihtoehtoa, riippumatta siitä mitä valitoja tai päätösiä o aiaisemmissa vaiheissa tehty, ja jos aii valiat johtavat erilaisii lopputulosii, ii aiie vaihtoehtoje luumääräsi tulee 1 2... Toisi saoe, jos 3 2 4 24 C { x 1, x 2,..., x : x 1 1, x 2 2,x1,..., x,x1,...,x 1 }, missä 1 1, joaisella x 1 1 pätee 2,x1 2 ja yleisesti jos x 1 1, x 2 2,x1, x 3 3,x1,x 2 je., ii pätee j,x1,x 2,...,x j 1 j, 1 j, ii silloi C 1 2.... G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. maalisuuta osa I 2015 21 / 31 G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. maalisuuta osa I 2015 22 / 31 Kertoma Jos o positiivie ooaisluu ii Lisäsi 0! 1.! 1 2... 1. Biomierroi Jos ja ovat ooaisluuja site, että 0 ii!!! jolloi. Multiomierroi Jos j 0 u j 1, 2,..., m ja 1 + 2 +... m ii! 1, 2,..., m 1! 2!... m!. G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. maalisuuta osa I 2015 23 / 31 Järjestetty otos o jouo jossa o aliota eli. Jos valitaa aliota jouosta ja muodostetaa iistä joo [x 1, x 2,..., x ] ja tehdää tämä palauttamatta, eli samaa aliota ei valita mota ertaa jolloi x i x j u i j ii saadaa s. -permutaatio. Näide jooje eli -permutaatioide luumäärä o tuloperiaattee ojalla! 1... + 1! Jos valitaa aliota jouosta ja muodostetaa iistä joo [x 1, x 2,..., x ] ja tehdää tämä palauttae, eli voidaa valita sama alio mota ertaa jolloi aioa vaatimus o, että x j u 1 j ii tuloperiaattee ojalla äide jooje luumäärä o. Huomaa, että molemmissa tapausissa o oleellista että yseessä o järjestetty otos eli sillä, missä järjestysessä aliot valitaa :sta, o meritystä. G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. maalisuuta osa I 2015 24 / 31

Otos palauttamatta u järjestystä ei oteta huomioo Jos jouosta, jossa o aliota, valitaa aliota palauttamatta, eli joaista aliota voidaa valita oreitaa erra, eiä valitajärjestysellä ole meritystä ii vaihtoehtoje luumäärä o. Misi? Jos yseie luumäärä o b, ii palauttamatta otettuje järjestettyje otoste luumäärä o b,! osa aliota voidaa järjestää joosi! eri tavalla. Näi olle b,!!! jote b,. G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. maalisuuta osa I 2015 25 / 31 Otos palauttae u järjestystä ei oteta huomioo Jos jouosta, jossa o aliota, valitaa aliota palauttae, eli voidaa valita sama alio mota ertaa, eiä valitajärjestysellä ole meritystä ii vaihtoehtoje luumäärä o + 1 + 1, 1 Misi? Oloo {x 1, x 2,..., x }. Ku valitsemme aliota, palauttae, jouosta eiä järjestysellä ole meritystä ii voimme esittää tulose esim. äi: miä o tulittava site, että olemme asi ertaa valiet x 1 :, erra x 2 :, ei ertaaaa x 3 :ta, olme ertaa x 4 :, asi erta x 5 : ja olme ertaa x 6 : jote tässä 6 ja 2 + 1 + 0 + 3 + 2 + 3 11. Joaie valita vastaa listaa missä o aliota ja 1 erotusmeriä, eli pituus o + 1, ja valitsemme joosta e 1 paiaa, joihi sijoitamme erotusmerit jolloi aliot sijoitetaa jäljelle jäävii paioihi. Tämä o otos palauttamatta missä valitajärjestysellä ei ole meritystä G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. maalisuuta osa I 2015 26 / 31 Otos palauttamatta, palauttae, valitajärjestysellä meritystä, ei meritystä: Yhteeveto Valitaa aliota jouosta, jossa o aliota: Valitajärjestysellä o meritystä Valitajärjestysellä ei ole meritystä palauttamatta palauttae!! + 1 1 llooitimallit eli vaihtoehtoie ajattelutapa O sijoitettava palloa :ää umeroituu laatioo. Numeroidut pallot Valitajärjestysellä o meritystä. Idettiset pallot Valitajärjestysellä ei ole meritystä. Joaisee laatioo oreitaa ysi pallo Valita palauttamatta. Joaisee laatioo mielivaltaie määrä palloja Valita palauttae. Palloje luumäärä laatioissa 1 ei rajoitusia! Numeroidut pallot! + 1 Idettiset pallot 1 G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. maalisuuta osa I 2015 27 / 31 G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. maalisuuta osa I 2015 28 / 31

Multiomiertoimet! 1, 2,..., m 1! 2!... m! 1 + 2 +... + m. o vaihtoehtoje luumäärä u jouo jaetaa 1, 2,..., m osajouoisi j, j 1,..., m site, että m j1 j, i j u i j, ja j j. o vaihtoehtoje luumäärärä u järjestetää 1 1, 2,..., m oliota tyyppiä y 1, 2 tyyppiä y 2 je. missä 1 + 2 +... + m ja samaa tyyppiä olevat oliot ovat idettiset. Jos o jouo, jossa o aliota ja B {y 1,..., y m } o jouo, jossa o m aliota ja 1, 2,..., m ovat ei-egatiivisia luuja site, että 1 + 2 +... m ii o iide futioide 1, 2,..., m f : B luumäärä joille pätee { x : f x y j } j. Biomi- ja multiomiaavat x + y x 1 +... + x m j0 x j y j, j 1 +...+ m j 0 1, 2,..., m x 1 1... x m m. Misi? Biomiaava o erioistapaus multiomiaavasta osa j j, j ja multiomiaava pätee osa x1 +... + x m voidaa irjoittaa summaa jossa o m termiä jota ovat tyyppiä y 1 y 2... y missä joaie y i {x 1, x 2,..., x m }. Joaie muotoa x 1 1... x m m termi sytyy siitä, että jouo {1,..., } jaetaa osajouoihi j, j 1,..., m site että i j jos ja vai jos y i x j jolloi siis j j. Tällaisia ositusia o täsmällee 1, 2,..., m appaletta. G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. maalisuuta osa I 2015 29 / 31 G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. maalisuuta osa I 2015 30 / 31 Futioide luumäärät Oletetaa, että m ja B. Futiode B luumäärä o B m. Misi? Futio f : B o järjestetty m-ooie otos palauttae jouosta jossa o aliota. Ijetioide B luumäärä o! 1... m + 1 m!, m. Misi? Ijetio B o järjestetty m-ooie otos palauttamatta jouosta jossa o aliota. Surjetioide B luumäärä o 1 m. 0 Osajouoje luumäärä: P 2 Jos jouossa o m aliota ii jouossa P o 2 m aliota, eli : osajouoje luumäärä o 2 osa joaista osajouoa B vastaa futio f B : {0, 1} site, että f B x 1 jos x B ja muute 0. G. Gripeberg alto-yliopisto MS-0402 Disreeti matematiia perusteet Yhteeveto, 12. maalisuuta osa I 2015 31 / 31