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

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

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

Diskreetin matematiikan perusteet Laskuharjoitus 2 / vko 9

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

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

811120P Diskreetit rakenteet

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

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

Diskreetin matematiikan perusteet Malliratkaisut 2 / vko 38

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

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

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

Kuvauksista ja relaatioista. Jonna Makkonen Ilari Vallivaara

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

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

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

MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa I

Johdatus diskreettiin matematiikkaan Harjoitus 1,

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa I

Diskreetin matematiikan perusteet Laskuharjoitus 1 / vko 8

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

811120P Diskreetit rakenteet

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

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa II

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

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa II

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa II

isomeerejä yhteensä yhdeksän kappaletta.

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

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

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

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

Diskreetti matematiikka, syksy 2010 Harjoitus 7, ratkaisuista

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

MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa II

MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa II

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

MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa II

X R Matematiikan johdantokurssi, syksy 2016 Harjoitus 5, ratkaisuista

3. Kongruenssit. 3.1 Jakojäännös ja kongruenssi

Näytetään nyt relaatioon liittyvien ekvivalenssiluokkien olevan verkon G lohkojen särmäjoukkoja. Olkoon siis f verkon G jokin särmä.

Johdatus diskreettiin matematiikkaan (syksy 2009) Harjoitus 3, ratkaisuja Janne Korhonen

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

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

MS-A0207 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (Chem) Tentti ja välikokeiden uusinta

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa II

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa II

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

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet

6 Relaatiot. 6.1 Relaation määritelmä

811120P Diskreetit rakenteet

on Abelin ryhmä kertolaskun suhteen. Tämän joukon alkioiden lukumäärää merkitään

Onko kuvaukset injektioita? Ovatko ne surjektioita? Bijektioita?

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

Diskreetin matematiikan perusteet Laskuharjoitus 3 / vko 10

Valitaan alkio x 1 A B ja merkitään A 1 = A { x 1 }. Perinnöllisyyden nojalla A 1 I.

Tekijä Pitkä Matematiikka 11 ratkaisut luku 2

Puiden karakterisointi

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

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

Tenttiin valmentavia harjoituksia

Johdatus yliopistomatematiikkaan. JYM, Syksy2015 1/195

Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkiratkaisut 3 / vko 10

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

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

R : renkaan R kääntyvien alkioiden joukko; R kertolaskulla varustettuna on

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

Esimerkki A1. Jaetaan ryhmä G = Z 17 H = 4 = {1, 4, 4 2 = 16 = 1, 4 3 = 4 = 13, 4 4 = 16 = 1}.

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

Luonnollisten lukujen ja kokonaislukujen määritteleminen

Algoritmit 1. Luento 13 Ma Timo Männikkö

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 II

V. V. Vazirani: Approximation Algorithms, luvut 3-4 Matti Kääriäinen

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

TIETOTEKNIIKAN MATEMATIIKKA

Algoritmi on periaatteellisella tasolla seuraava:

Diskreetin Matematiikan Paja Ratkaisuehdotuksia viikolle 2. ( ) Jeremias Berg

Tehtävä 1. Päättele resoluutiolla seuraavista klausuulijoukoista. a. 1 {p 3 } oletus. 4 {p 1, p 2, p 3 } oletus. 5 { p 1 } (1, 2) 7 (4, 6)

verkkojen G ja H välinen isomorfismi. Nyt kuvaus f on bijektio, joka säilyttää kyseisissä verkoissa esiintyvät särmät, joten pari

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

Matematiikan tukikurssi

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

Matematiikan ja tilastotieteen laitos Matematiikka tutuksi Harjoitus 2, malliratkaisut

Tehtävä 8 : 1. Tehtävä 8 : 2

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet

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

Tehtävä 4 : 2. b a+1 (mod 3)

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

58131 Tietorakenteet ja algoritmit (kevät 2014) Uusinta- ja erilliskoe, , vastauksia

Diskreetin matematiikan perusteet Laskuharjoitus 3 / vko 39

b) Olkoon G vähintään kaksi solmua sisältävä puu. Sallitaan verkon G olevan

Eräs keskeinen algoritmien suunnittelutekniikka on. Palauta ongelma johonkin tunnettuun verkko-ongelmaan.

DISKREETTIÄ MATEMATIIKKAA.

Algoritmit 1. Luento 13 Ti Timo Männikkö

Tietojenkäsittelytieteen ja tilastotieteen matematiikkaa 1/137

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

2.1. Tehtävänä on osoittaa induktiolla, että kaikille n N pätee n = 1 n(n + 1). (1)

Matematiikan johdantokurssi, syksy 2016 Harjoitus 11, ratkaisuista

Transkriptio:

MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Tentti ja välikokeiden uusinta 10.11.015 Kirjoita jokaiseen koepaperiin nimesi, opiskelijanumerosi ym. tiedot! Laskimia tai taulukoita ei saa käyttää tässä kokeessa! Gripenberg, Potka, Pöllänen, Tuhkanen, Ääri Kirjoita selvästi jokaiseen paperiin minkä kokeen suoritat. Tentin tehtävät ovat 1,, 5, 6 ja. Uusintavälikokeiden tehtävät ovat: 1. vk: 1 4,. vk: 5. Vastauksissasi saa numeroiden lisäksi olla potensseja,,,!, (, ) ja / mutta ei esimerkiksi binomikertoimia. 1. Osoita induktiolla että 6 1... n(n 1) = n j(j 1) = n(n 1), n. Ratkaisu: Kun n = niin n j(j 1) = ( 1) = ja n(n 1) pätee. Jos n = k niin k1 j(j 1) = k = j(j 1) (k 1)(k 1 1) induktio-oletu = s k(k 1)(k 1) = (4 1) k(k 1) (k 1)k = (k 1)(k k k) = (k 1)(k k 1 1) eli väite pätee myös kun n = k 1. Induktioperiaatteen nojalla väite pätee silloin kaikilla n. = joten väite (k 1)k = (k 1)((k 1) 1). Relaatio W joukossa Z on W = { [m, n] Z Z : k(k Z AND m = k n) }. Mitkä ekvivalenssirelaation vaatimuksista (refleksiivisyys, symmetrisyys ja transitiivisyys) tämä relaatio toteuttaa? Perustele! Ratkaisu: Relaatio on refleksiivinen koska m = 1 m kaikilla m Z. Se ei sen sijaan ole symmetrinen koska esimerkiksi [1, ] W koska 1 = mutta k 1 kaikilla kokonaisluvulla k joten [, 1] / W. Relaatio on transitiivinen koska jos [m, n] ja [n, q] W niin on olemassa kokonaisluvut k 1 ja k siten, että m = k 1 n ja n = k q jolloin m = k 1 k q = (k 1 k ) q josta seuraa, että [m, q] W koska k 1 k on kokonaisluku.

. (a) Funktiot f : X Y ja g : Y Z ovat sellaisia, että yhdistetty funktio g f : X Z on injektio. Onko f välttämättä injektio ja onko g välttämättä injektio? Perustele! (b) Joukossa A on 6 alkiota ja joukossa B on 10 alkiota. Montako injektiota f : A B on olemassa? Ratkaisu: (a) Jos f ei ole injektio niin on olemassa x 1 ja x X siten, että x 1 x mutta f(x 1 ) = f(x ) jolloin (g f)(x 1 ) = g(f(x 1 )) = g(f(x )) = (g f)(x ), eli f g ei myöskään ole injektio joten jos f g on injektio niin silloin f on välttämättä myös injektio. Mutta jos X = {1}, Y = {1, }, f(1) = 1, g(1) = 1, mutta g() = 1 niin g ei ole injektio mutta g f on injektio. (b) Injektioiden lukumäärä on 10 9 6 5 = 15100 koska jos A = {x 1, x,..., x 6 } niin voimme valita f(x 1 ):n 10:llä eri tavalla, sen jälkeen voimmen valita f(x ):n 9:llä eri tavalla jne. 4. (a) Kolikko heitetään 10 kertaa ja tuloksista kirjataan kruunien ja klaavojen jono. Montako tällaista jonoa on, jossa on korkeintaan 4 kruunaa? (b) Varastohuoneessa on 6 hyllyä. Monellako tavalla voidaan sijoittaa identtistä (ja hyvin pientä) laatikkoa hyllyille? Ratkaisu: (a) Jos jonossa on k kruunaa niin niiden paikat jonossa voidaan valita eri tavalla k koska valitsemisjärjestyksellä ei ole väliä. Näin ollen jonoja, joissa on korkeintaan 4 kruunaa on 0 1 = 1 10 10 9 4 1 10 9 1 10 9 1 4 = 1 10 45 10 10 = 6. (b) Tässä on kertaa valittava hylly, jolle laatikko sijoitetaan ja koska voimme valita saman hyllyn monta kertaa kyse on valinnasta takaisinpanolla eikä valintajärjestyksellä ole merkitystä koska laatikot ovat identtiset joten vaihtoehtojen lukumääräksi tulee ( ) ( ) 6 1 6 1 = 6 1 = 1! 5!! = 9. 5. Lukujen 49 ja 1 suurin yhteinen tekijä on 1 koska Eukleideen algoritmin avulla saamme Määritä tämän laskun avulla [1] 1 49. 49 = 1 15, 1 = 1 15, 15 = 1, = 1 0.

Ratkaisu: Eukleideen algoritmin tulosten perusteella saamme 1 = 15 = 15 (1 1 15) = 1 15 = 1 (49 1) = 49 1. Tästä voimme päätellä, että [1] 1 49 = [ ] 49 = [ 49] 49 = [6] 49. 6. (a) Joukko { [j] : 1 j, syt (j, ) = 1 } jossa laskutoimituksena on jäännösluokkien kertolasku (modulo ) on ryhmä. Onko tämä ryhmä syklinen? Perustele! (b) Mistä nähdään, että ζ G,X (t 1, t, t ) = 1 6( t 1 4t 1t t ) ei voi olla ryhmän G sykliindeksi sen toiminnassa joukossa X? Ratkaisu: (a) Nyt { [j] : 1 j, syt (j, ) = 1 } = {[1], [], [5], [] } ja koska [1] [1] = [1], [] [] = [9] = [1], [5] [5] = [5] = [1], [] [] = [49] = [1], niin näemme ettei joukossa ole alkiota a, siten että jokainen joukon alkio olisi a:n jokin potenssi (koska jokaisen alkion potenssi on joko alkio itse tai [1] ). Näin ollen ryhmä ei ole syklinen. (b) Termien t 1 ja 4t 1t mukaan joukossa X olisi 1 = 1 = alkiota mutta termin t mukaan siinä olisi ainoastaan = 6 alkiota. Toinen syy on, että ζ G,X (1, 1, 1) = 1 (1 4 ) = kun vastaukseksi pitäisi tulla 1, muun muassa siitä syystä, että joukon alkioita 6 6 voidaan värittää yhdellä värillä ainostaan yhdellä tavalla.

. Määritä alla olevan verkon minimaalinen virittävä puu käyttämällä algoritmia, joka varmasti antaa optimaalisen tuloksen (mutta sinun ei tarvitse osoittaa, että algoritmi antaa optimaalisen tuloksen). Selitä miten olet menetellyt, esimerkiksi kirjoittamalla missä järjestyksessä olet valinnut kaaret puuhun. 5 D 9 C 5 B E 6 A 9 F G Kaarien painot ovat seuraavat: w({a, B}) =, w({b, C}) = 5, w({c, D}) = 9, w({d, E}) = 5, w({e, F }) = 9, w({f, G}) =, w({a, D}) =, w({b, E}) =, w({c, F }) =, w({d, F }) = 6, w({d, G}) =. Ratkaisu: Jos käytämme Primin algortimia eli aloitamme mielivaltaisesta solmusta ja sitten lisäämme kaaren jo kontruoidun puun ja jonkin muun solmun välillä siten, että tämän kaaren paino on mahdollisimman pieni ja jos ensimmäiseksi solmuksi valitsemme A:n niin aliverkot ovat seuraavat: [{A}, ], [{A, B}, {{A, B}}], [{A, B, C}, {{A, B}, {B, C}}], [{A, B, C, F }, {{A, B}, {B, C}, {C, F }}], [{A, B, C, F, D}, {{A, B}, {B, C}, {C, F }, {F, D}}], [{A, B, C, F, D, E}, {{A, B}, {B, C}, {C, F }, {F, D}, {D, E}}], [{A, B, C, F, D, E, G}, {{A, B}, {B, C}, {C, F }, {F, D}, {D, E}, {D, G}}]. Jos käytämme Kruskalin algoritmia, jonka mukaan aina valitsemme joka vaiheessa kaaren, jonka paino on mahdollisimman pieni siten, että konstruoitu aliverkko pysyy metsänä niin

saamme esimerkiksi seuraavat aliverkot: [{B, C}, {{B, C}}], [{B, C, D, E}, {{B, C}, {D, E}}], [{B, C, D, E, F }, {{B, C}, {D, E}, {D, F }}], [{A, B, C, D, E, F }, {{B, C}, {D, E}, {D, F }, {A, B}}], [{A, B, C, D, E, F, G}, {{B, C}, {D, E}, {D, F }, {A, B}, {C, F }}], [{A, B, C, D, E, F, G}, {{B, C}, {D, E}, {D, F }, {A, B}, {C, F }, {D, G}}].. (a) Osoita, että jos suuntaamattomassa verkossa [V, E] missä V = n jokaisen solmun naapureiden lukumäärä on suurempi kun n, niin verkko on yhtenäinen. (b) Määritä alla olevassa verkossa joko Eulerin polku tai Hamiltonin polku. A B C D E F G H I J K L Ratkaisu: (a) Verkon solmut voidaan jakaa pistevieraisiin osajoukkoihin siten, että kaksi solmua kuuluvat samaan osajoukkoon jos ja vain jos niiden välillä on polku verkossa. (Eli kyseiset joukot ovat ekvivalenssiluokat kun ekvivalenssirelaatio on että solmujen välillä on polku.) Jos verkko ei ole yhtenäinen niin löytyy ainakin yksi tällainen (ei-tyhjä) joukko V 0, jossa on korkeintaan n solmua. Valitaan tästä joukosta mielivaltainen solmu a. Koska V 0 n niin a:lla on vähintään V 0 1 naapuria, eli ainakin yksi naapuri ei kuulu joukkoon V 0. Mutta tämä on ristiriita koska silloin on polku V 0 :n solmusta a solmuun joka ei kuulu V 0 :aan. Koska oletus, että verkko ei ole yhtenäinen johtaa ristiriitaan, olemme osoittaneet, että verkko on yhtenäinen. (b) Verkossa ei ole Eulerin polkua mutta esimerkiksi on Hamiltonin polku. [A, B, C, D, H, L, K, G, J, I, F, E],