1. Luvut 1, 10 on laitettu ympyrän kehälle. Osoita, että löytyy kolme vierekkäistä

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

Jaksolliset ja toistuvat suoritukset

7. Modulit Modulit ja lineaarikuvaukset.

3.5 Generoivat funktiot ja momentit

HASSEN-WEILIN LAUSE. Kertausta

T p = 0. λ n i T i B = Käytetään kohdan (i) identiteetin todistamiseen induktiotodistusta. : Oletetaan, että väite on totta, kun n = k.

Mat Lineaarinen ohjelmointi

Äärellisten ryhmien hajotelmat suoriksi tuloiksi

Kokonaislukuoptimointi

6. Stokastiset prosessit (2)

ABTEKNILLINEN KORKEAKOULU

Tchebycheff-menetelmä ja STEM

Mat /Mat Matematiikan peruskurssi C3/KP3-I Harjoitus 2, esimerkkiratkaisut

4. A priori menetelmät

Markov-prosessit (Jatkuva-aikaiset Markov-ketjut)

Pro gradu -tutkielma. Whitneyn upotuslause. Teemu Saksala

AB TEKNILLINEN KORKEAKOULU

Puupintaisen sandwichkattoelementin. lujuuslaskelmat. Sisältö:

Painotetun metriikan ja NBI menetelmä

Monte Carlo -menetelmä

1 0 2 x 1 a. x 1 2x c b 2a c a. Alimmalta riviltä nähdään että yhtälöyhmällä on ratkaisu jos ja vain jos b 3a + c = 0.

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

Mat Tilastollinen päättely 7. harjoitukset / Tehtävät. Hypoteesien testaus. Avainsanat:

3.3 Hajontaluvuista. MAB5: Tunnusluvut

= E(Y 2 ) 1 n. = var(y 2 ) = E(Y 4 ) (E(Y 2 )) 2. Materiaalin esimerkin b) nojalla log-uskottavuusfunktio on l(θ; y) = n(y θ)2

MS-A0205/MS-A0206 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 Luento 7: Lagrangen kertojat. Pienimmän neliösumman menetelmä.

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

Tavoitteet skaalaavan funktion lähestymistapa eli referenssipiste menetelmä

Todennäköisyyden aksioomat. Todennäköisyyden aksioomat. Todennäköisyyden aksioomat: Mitä opimme? 2/2. Todennäköisyyden aksioomat: Mitä opimme?

A = B = T = Merkkijonon A osamerkkijono A[i..j]: n merkkiä pitkä merkkijono A:

Jäykän kappaleen liike

Mat Lineaarinen ohjelmointi

1. Esitä rekursiivinen määritelmä lukujonolle

13. Lineaariset ensimmäisen kertaluvun differentiaalisysteemit

Usean muuttujan funktioiden integraalilaskentaa

d L q i = V = mc 2 q i 1 γ = = p i. = V = γm q i + QA i. ṗ i + Q A i + Q da i t + j + V + Q φ

Luento 6 Luotettavuus Koherentit järjestelmät

Hyrynsalmen kunta, jäljempänä kunta. Laskutie 1, HYRYNSALMI. Kohde sijaitsee Hallan Sauna- nimisessä kiinteistössä.

Mat Lineaarinen ohjelmointi

Taustaa. Sekventiaalinen vaikutuskaavio. Päätöspuista ja vaikutuskaavioista. Esimerkki: Reaktoriongelma. Johdantoa sekventiaalikaavioon

Mat Sovellettu todennäköisyyslasku A

Baltian Tie 2001 ratkaisuja

Kokonaistodennäköisyys ja Bayesin kaava. Kokonaistodennäköisyys ja Bayesin kaava. Kokonaistodennäköisyys ja Bayesin kaava: Esitiedot

10.5 Jaksolliset suoritukset

Uuden eläkelaitoslain vaikutus allokaatiovalintaan

1. Osoita, että joukon X osajoukoille A ja B on voimassa toinen ns. de Morganin laki (A B) = A B.

Johdatus tekoälyn taustalla olevaan matematiikkaan

Lohkoasetelmat. Lohkoasetelmat. Lohkoasetelmat: Mitä opimme? Lohkoasetelmat. Lohkoasetelmat. Satunnaistettu täydellinen lohkoasetelma 1/4

Jaetut resurssit. Tosiaikajärjestelmät Luento 5: Resurssien hallinta ja prioriteetit. Mitä voi mennä pieleen? Resurssikilpailu ja estyminen

1, x < 0 tai x > 2a.

Galerkin in menetelmä

Tarkastellaan kuvan 8.1 (a) lineaarista nelitahoista elementtiä, jonka solmut sijaitsevat elementin kärkipisteissä ja niiden koordinaatit ovat ( xi

Reaaliarvoinen funktio f : on differentioituva pisteessä x, jos f:lle on siinä voimassa kehitelmä. h h. eli. Silloin

Kanoniset muunnokset

Ilkka Mellin. Sovellettu todennäköisyyslasku: Kaavat ja taulukot

Ratkaisu: a) Kahden joukon yhdisteseen poimitaan kaikki alkiot jotka ovat jommassakummassa joukossa (eikä mitään muuta).

Epätäydelliset sopimukset

Geneettiset algoritmit ja luonnossa tapahtuva mikroevoluutio

3 Tilayhtälöiden numeerinen integrointi

S , FYSIIKKA III (ES), Syksy 2002, LH 4, Loppuviikko 39. Partitiofunktiota käyttäen keskiarvo voidaan kirjoittaa muotoon

Onko kuvaukset injektioita? Ovatko ne surjektioita? Bijektioita?

Yksikköoperaatiot ja teolliset prosessit

Mat Koesuunnittelu ja tilastolliset mallit. Yhden selittäjän lineaarinen regressiomalli. Avainsanat:

Ilmari Juva. Jalkapallo-ottelun lopputuloksen stokastinen mallintaminen

SU/Vakuutusmatemaattinen yksikkö (5)

TIES592 Monitavoiteoptimointi ja teollisten prosessien hallinta. Yliassistentti Jussi Hakanen syksy 2010

Työllistääkö aktivointi?

Tilastollisen fysiikan luennot

4.3. Matemaattinen induktio

11. Vektorifunktion derivaatta. Ketjusääntö

Ensimmäinen induktioperiaate

Työn tavoitteita. 1 Johdanto. 2 Ideaalikaasukäsite ja siihen liittyvät yhtälöt

Matematiikan tukikurssi, kurssikerta 5

Ensimmäinen induktioperiaate

JOHDATUS LUKUTEORIAAN (syksy 2017) HARJOITUS 3, MALLIRATKAISUT

Painokerroin-, epsilon-rajoitusehtoja hybridimenetelmät

VERKKOJEN MITOITUKSESTA

Palkanlaskennan vuodenvaihdemuistio 2014

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

Hallin ilmiö. Laatija - Pasi Vähämartti. Vuosikurssi - IST4SE. Tekopäivä Palautuspäivä

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

FDS-OHJELMAN UUSIA OMINAISUUKSIA

Raja-arvot. Osittaisderivaatat.

Olkoon seuraavaksi G 2 sellainen tasan n solmua sisältävä suunnattu verkko,

Ilkka Mellin (2008) 1/24

Vastaoletuksen muodostaminen

5. Datan käsittely lyhyt katsaus. Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, luento Thomas Hackman

Kokonaislukutehtävien formulointeja ( ) 1.4) Mirko Ruokokoski S ysteemianalyysin. Laboratorio. Mirko Ruokokoski

Rahastoonsiirtovelvoitteeseen ja perustekorkoon liittyvät laskentakaavat. Soveltaminen

Kantavektorien kuvavektorit määräävät lineaarikuvauksen

Rahastoonsiirtovelvoitteeseen, perustekorkoon ja vakuutusmaksukorkoon liittyvät laskentakaavat ja periaatteet

Johdatus matemaattiseen päättelyyn

W Hz. kohinageneraattori. H(f) W Hz. W Hz. ELEC-A7200 Signaalit ja järjestelmät Laskuharjoitukset. LASKUHARJOITUS 5 Sivu 1/7

Työn tavoitteita. 1 Johdanto. 2 Ideaalikaasukäsite ja siihen liittyvät yhtälöt

Esitä koherentin QAM-ilmaisimen lohkokaavio, ja osoita matemaattisesti, että ilmaisimen lähdöstä saadaan kantataajuiset I- ja Q-signaalit ulos.

Hanna-Kaisa Hurme Teräksen tilastollinen rakenneanalyysi Diplomityö

b g / / / / H G I K J =. S Fysiikka (ES) Tentti

Tilastollinen mekaniikka. Peruskäsitteitä Mikro- ja makrotilat Maxwell-Boltzmann jakauma Bose-Einstein jakauma Fermi-Dirac jakauma Jakaumafunktiot

FYSA220/2 (FYS222/2) VALON POLARISAATIO

= 5! 2 2!3! = = 10. Edelleen tästä joukosta voidaan valita kolme särmää yhteensä = 10! 3 3!7! = = 120

Transkriptio:

Johdatus dskreettn matematkkaan Harjotus 3, 30.9.2015 1. Luvut 1, 10 on latettu ympyrän kehälle. Osota, että löytyy kolme verekkästä lukua, joden summa on vähntään 17. Ratkasu. Tällasa kolmkkoja on 10 kappaletta. Kolmkkojen summen summa on 10 3 n = 165, n=1 joten summen keskarvo on 16, 5. Väte seuraa nyt kyyskyslakkaperaatteesta, kuten luennolla estetyssä esmerkssä, jossa todettn jonkun luvun olevan suuremp kun keskarvo (Esmerkk 2.5(2)): Numerodaan kolmkoden summat a 1 = 1 + 2 + 3, a 2 = 2 + 3 + 4,, a 9 = 9 + 10 + 1, a 10 = 10 + 1 + 2. Määrtetään funkto f : {1,, 165} {1,, 10} seuraavast f(n) = mn { : n a 1 + + a }. Nyt kyyhkyslakkaperaatteen mukaan on olemassa sten että f({} 1 ) 16+1 jollekn. Tämä ss tarkottaa että on olemassa sten että a 1 + +a 1 < n a 1 + +a vähntään 17:sta luvulle n. Tämä edelleen ss tarkottaa että a on vähntään 17. 2. Kunka monta erlasta sanaa on mahdollsta muodostaa sanan matematkka krjamsta järjestämällä ne uudelleen? Monessako nästä on krjamet verekkän? Ratkasu. Sanassa matematkka on 12 krjanta. Kahdentosta krjamen sanaan vodaan kaks krjanta m sjottaa ( ) 12 2 tavalla. Kun nälle kahdelle on valttu pakka, vodaan jäljelle jäänehn 10:een pakkaan sjottaa kolme a krjanta ( ) 10 3 :lla tavalla. Nän jatkamalla todetaan että sanoja vodaan muodostaa ( )( )( )( )( )( ) 12 10 7 5 4 2 = 66 120 21 5 6 1 = 4989600 2 3 2 1 2 2 erlasta. Jos krjanten on oltava verekkän, tämä vodaan ajatella yhdeks krjameks, jollon tomtaan samalla tavalla, mutta 11 krjamen kanssa, ja -krjan on ss käytössä van kerran (mkä lmenee alla kohdassa ( 3 1) ). Tällasa sanoja on ss erlasta. ( 11 2 )( 9 3 )( )( )( )( ) 6 4 3 2 2 1 1 2

2 3. Osota, että kaklle x, y R ja n N. (x + y) n = =0 x y n, Ratkasu. Todstetaan nduktolla luvun n suhteen. Olkoot x, y R knntetty. Kun n = 1, tlanne on selvä bnomkertomen määrtelmän nojalla. Tehdään stten ndukto-oletus: väte pätee jollakn n. Tarkastellaan nyt tapausta n + 1: =0 (x + y) n = (x + y) n (x + y) = (x + y) (x +1 y n + x y n +1 ) = y n+1 + x n+1 + ndukto-oletuksen ja Pascaln kaavan nojalla. =0 ( n ) x y n = (1) ( ) ( ) n n ( + )x y n +1 1 (2) n+1 = x y n+1 =0 (3) =1 4. Osota, että kaklla n N. ( 1) = 0 =0 Ratkasu. Edellsen tahtävän nojalla ( 1) = ( 1) 1 n = (1 1) n = 0 =0 =0 5. Osota että äärellsellä epätyhjällä joukolla on yhtä monta parllsalkosta osajoukkoa kun partonalkosta osajoukkoa. Ratkasu. Olkoon A äärellnen joukko ja A = n. Lasketaan parllsalkoset joukot ja partonalkoset joukot. Parllsalkosa on. parllnen

3 Vastaavast partonalkosa osajoukkoja on parllnen parton Nyt vodaan vähentää nämä tosstaan jollon saadaan = ( 1) = 0, edellsen tehtävän nojalla. parton ( n ). =0 6. Osota, että { } n = n 1 kaklla n N \ {1}. 2 Ratkasu. Huomataan, että n-alkosen joukon n 1-ostus tulee ykskästtesest määrättyä kun kaks-alkonen osa on valttu (muut osat ssältävät van yhden alkon). Kahden alkon osajoukkoja on täsmälleen ( n 2) kappaletta. 7. Jonoa (x 1,, x k ) sanotaan monotonseks jos (se on kasvava, el) x x +1 kaklla = 1,, k 1 ta (se on laskeva, el) x x +1 kaklla = 1,, k 1. Osota että n 2 + 1 mttasella jonolla (x 1,, x n 2 +1) on olemassa n + 1 ptkä monotonnen osajono (x 1,, x n+1 ). 1 Ratkasu. Tehdään kuten vnkssä neuvottn: Määrtellään a = psmmän x :hn päättyvän (x 1, x ):n kasvavan osajonon ptuus ja b = psmmän x :hn päättyvän (x 1,, x ):n laskevan osajonon ptuus. Määrtellään lsäks kuvaus f : {1,, n 2 + 1} {1,, n 2 + 1} 2 asettamalla f() = (a, b ). Huomataan ensks että jos a n + 1 ta b n + 1, nn haluttu osajono on ss olemassa. Tehdään ss anttees, että haluttua jonoa e ole, el oletetaan että f : {1,, n 2 + 1} {1,, n} 2. Ertoten kyyhkyslakkaperaatteen mukaan tällön on olemassa (k, l), sten että f({(k, l)}) 1 2. Seuraavaks huomataan, että jos x :hn päättyvän psmmän kasvavan jonon ptuus on k ja x :hn päättyvän psmmän laskevan jonon ptuus on l, nn täytyy olla f( + 1) = (k + 1, l), f() = (k, l + 1) ta f( + 1) = (k + 1, l + 1) sllä x +1 x 1 Vnkk: Tutk lukujapareja (a, b ), mssä a = psmmän x :hn päättyvän (x 1, x ):n kasvavan osajonon ptuus ja b = psmmän x :hn päättyvän (x 1,, x ):n laskevan osajonon ptuus ja kuvausta f() = (a, b ) ja käytä kyyhkyslakkaperaatetta

4 ta x +1 x. Tästä seuraa että kuvauksen f : {1,, n 2 + 1} {1,, n} 2 ptäs olla njekto. Tämä on kutenkn rstrta kyyhkyslakkaperaatteen nojalla, joten haluttu osajono on olemassa.

Johdatus dskreettn matematkkaan Ohjaus 3, 30.9.2014 1. Kahvla myy kymmentä erlasta levosta. Kunka monella er tavalla nästä vo valta kolme? Ratkasu. 2. Olkoon A {1,, 9} sten, että A = 6. Osota, että x + y = 10 jollekn x, y A. Ratkasu. 3. Määrtellään symmetrnen erotus asettamalla A B = (A \ B) (B \ A) jokaselle joukolle A ja B. Osota, että kaklle äärellslle joukolle A ja B. Ratkasu. A B = A + B 2 A B 4. Olkoot A ja B äärellsä joukkoja. Kunka monta a) kuvausta, b) njektota, c) surjektota, d) bjektota, on joukolta A joukolle B? Ratkasu. 5. Kunka monessa joukon {a, b, c, d, e, f, g} ostuksessa alkot a ja g ovat er joukossa? Entä kunka monessa alkot a, d ja g ovat kakk er joukossa? Ratkasu.

6 6. Osota että jokasella äärellsellä osttan järjestetyllä joukolla on (vähntään yks) mnmaalnen 2 alko. Ratkasu. Tehdään anttees: On olemassa äärellnen osttan järjestetty joukko A, jonka koko on A = n ja osttanen järjestys sten, että e ole olemassa mnmaalsta alkota. Valtaan ss melvaltanen alko a. Koska tämä e ole mnmaalnen, täytyy olla alko b a jolle b a. Koska tämäkään e ole mnmaalnen, täytyy olla b 2 b jolle b 2 b. Huomaa myös että e vo olla a = b 2, koska muuton antsymmetrsyyden taka ols myös a = b. Nän vodaan jatkaa, löytyy edelleen uusa alkota b jolle pätee b +1 b. Ertoten löytyy alko b n, mkä on rstrta koska tällön alkota on jo n + 1 kappaletta. Sspä mnmaalsen alkon täytyy olla olemassa. Tonen todstus: Merktään jokaselle a A joukkoa L a = {y A : y a}. Valtaan x jolla L x L a kaklla a A. (Tosn sanoen valtaan se L a jossa on penn määrä alkota. Nätä joukkoja on äärellnen määrä ja kakssa on äärellnen määrä alkota joten tämä onnstuu.) Jos L x = 1, nn mnmaalnen alko on löydetty. Osotetaan että e vo olla L x > 1. Jos nän ols, löytys b L x jolle b x ja b x. Tällön L b < L x mkä on rstrta sen kanssa mten x valttn. 7. Osota, että jokanen osttanen järjestys äärellsellä joukolla X vodaan täydentää järjestykseks joukolla X. (Tosn sanoen, on olemassa järjestys, sten että ehdosta x y seuraa x y kaklla x, y X. Velä tosn sanoen, on olemassa järjestys sten että karteessen tulon osajoukkona X X.) Ratkasu. Todstetaan nduktolla joukon X koon suhteen. Kun X = 1, homma on selvä. Oletetaan että väte pätee kun X = n. Olkoon nyt x 0 X mnmaalnen alko ja X = n. Merktään X = X \ {x}. Merktään lsäks relaaton rajottumaa joukkoon X (karteessen tulon osajoukkona tämä tarkottaa ss = (X X )). Indukto-oletuksen mukaan nyt on olemassa järjestys jolle pätee että ehdosta a b seuraa a b. Nyt vodaan määrttää relaato joukolla X seuraavast x 0 x kaklla x X, a b jos a b. Selväst ehdosta a b seuraa a b. Osotetaan velä että kyseessä on järjestys. Refleksvsyys nähdään :n vastaavasta omnasuudesta ja ensmmäsestä määrtelevästä 2 alko x X on mnmaalnen osttasen järjestyksen suhteen, jos ehdosta y x seuraa y = x

ehdosta jonka mukaan ertoten x 0 x 0. Antsymmetrsyys ja transtvsuus seuraa myös vastaavasta omnasuudesta ja ensmmäsestä määrttelevästä ehdosta. Koska lsäks jokanen alko on edellä annetun määrttelyn mukaan selväst relaatossa jonkn alkon kanssa on ss järjestys. 7