《离散数学》练习题和参考答案(5)

2019-03-11 12:55

(5) ?x?y (xy=x); (6) ?x?y(xy=x); (7) ?x?y?z (x-y=z) 答:

(1)存在自然数x,对任意自然数y满足xy=1; (2)对每个自然数x,存在自然数y满足xy=1; (3)对每个自然数x,存在自然数y满足xy=0; (4)存在自然数x,对任意自然数y满足xy=1; (5)对每个自然数x,存在自然数y满足xy=x; (6)存在自然数x,对任意自然数y满足xy=x; (7)对任意自然数x,y,存在自然数z满足x-y=z。

2、设A(x,y,z): x+y=z, M(x,y,z): xy=z, L(x,y): xy,(1)没有小于0的自然数; (2)x

(3)若xyz; (4)存在x,对任意y 使得xy=y; (5)对任意x,存在y使x+y=x。 答:

(1)?x(G(x,0)?M(0,0,x)) 或??x L(x,0) (2)?x?y?z ((L(x,y)?L(y,z))?L(x,z)) (3)?x?y ((L(x,y)??z(L(z,0)?G(xz,yz))) (4)?x?yM(x,y,y) (5)?x?yA(x,y,x)

3、列出下列二元关系的所有元素:

(1)A={0,1,2},B={0,2,4},R={|x,y?A?B};

(2)A={1,2,3,4,5},B={1,2},R={|2?x+y?4且x?A且y?B}; (3)A={1,2,3},B={-3,-2,-1,0,1},R={||x|=|y|且x?A且y?B}; 解:

(1) R={<0,0>,<0,2>,<2,0>,<2,2>} (2) R={<1,1>,<1,2>,<2,1>,<2,2>,<3,1>}; (3) R={<1,1>,<1,-1>,<2,-2>,<3,-3>}。 4、对任意集合A,B,证明:若A?A=B?B,则B=B。 证明:

若B=?,则B?B=?。从而A?A =?。故A=?。从而B=A。 若B??,则B?B??。从而A?A??。

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个体域为自然数。将下列命题符号化:

对?x?B, ?B?B。因为A?A=B?B,则?A?A。从而x?A。故B?A。 同理可证,A?B。 故B=A。

5、对任意集合A,B,证明:若A??,A?B=A?C,则B=C。 证明:

若B=?,则A?B=?。从而A?C =?。因为A??,所以C=?。即B=C。 若B??,则A?B??。从而A?C??。

对?x?B,因为A??,所以存在y?A, 使?A?B。因为A?B=A?C,则?A?C。从而x?C。故B?C。 同理可证,C?B。 故B=C。

6、设A={a,b}, B={c}。求下列集合: (1) A?{0,1}?B; (2) B2?A; (3) (A?B)2; (4) P(A)?A。 解:

(1) A?{0,1}?B={,,,}; (2) B2?A={,};

(3) (A?B)2={,,,}; (4) P(A)?A={,,<{a},a>,<{a},b>,<{b},a>,<{b},b> ,,}。

7、设全集U={a,b,c,d,e}, A={a,d}, B={a,b,c}, C={b,d}。求下列各集合: (1)A?B?C; (2)A?B?C;(3)(A?B)?C; (4)P(A)-P(B); (5)(A-B)?(B-C); (6)(A?B)?C; 解 :

(1) A?B?C={a}; (2) A?B?C={a,b,c,d,e}; (3) (A?B)?C={b,d}; (4) P(A)-P(B)={{d},{a,d}}; (5) (A-B)?(B-C)={d,c,a}; (6) (A?B) ?C={b,d}。 8、设A,B,C是任意集合,证明或否定下列断言: (1)若A?B,且B?C,则A?C; (2)若A?B,且B?C,则A?C; (3)若A?B,且B?C,则A?C; (4)若A?B,且B?C,则A?C; 证明: (1) 成立。

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对?x?A, 因为A?B,所以x?B。又因为B?C,所以x?C。即A?C。

(2) 不成立。反例如下:A={a}, B={a,b},C={a,b,c}。虽然A?B,且B?C,但A?C。 (3) 不成立。反例如下:A={a}, B={{a},b},C={{{a},b},c}。虽然A?B,且B?C,但A?C。 (4) 成立。因为A?B, 且B?C,所以A?C。 9、A上的任一良序关系一定是A上的全序关系。 证明:

?a,b∈A,则{a,b}是A的一个非空子集。?≤是A上的良序关系,?{a,b}有最小元。若最小元为a,则a≤b;否则

b≤a。从而≤为A上的的全序关系。

10、若R和S都是非空集A上的等价关系,则R?S是A上的等价关系。 证明:

?a∈A,因为R和S都是A上的等价关系,所以xRx且xSx。故xR?Sx。从而R?S是自反的。

?a,b∈A,aR?Sb,即aRb且aSb。因为R和S都是A上的等价关系,所以bRa且bSa。故bR?Sa。从而R?S是对

称的。

?a,b,c∈A,aR?Sb且bR?Sc,即aRb,aSb,bRc且bSc。因为R和S都是A上的等价关系,所以aRc且aSc。故aR?Sc。

从而R?S是传递的。 故R?S是A上的等价关系。

11、设R?A×A,则R自反 ?IA?R。 证明:

??x?A,?R是自反的,?xRx。即?R,故IA?R。 ??x?A,?IA?R,??R。即xRx,故R是自反的。

12、设A是集合,R?A×A,则R是对称的?R=R-1。 证明:

???R ,?R是对称的,?yRx。即?R,故?R_1 。从而R?R-1。

反之??R-1,即?R 。?R是对称的,?yRx。即?R, R_1?R。 故R=R-1。

??x,y?A,若?R ,即?R-1。? R=R-1,??R。即yRx,故R是对称的。

13、设A,B,C和D均是集合,R?A×B,S?B×C,T?C×D,则 (1) R?(S?T)=(R?S)?(R?T); (2) R?(S?T)?(R?S)?(R?T); 证明:

(1)??R?(S?T),则由合成关系的定义知?y?B,使得?R且?S?T。从而?R且?S或?R且?T,即?R?S或?R?T。故?(R?S)?(R?T) 。从而R?(S?T)?(R?S)?(R?T)。

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同理可证(R?S)?(R?T)?R?(S?T)。 故R?(S?T)=(R?S)?(R?T)。

(2) ??R?(S?T),则由合成关系的定义知?y?B,使得?R且?S?T。从而?R且?S且?T,即?R?S且?R?T。故?(R?S)?(R?T) 。从而R?(S?T)?(R?S)?(R?T)。

14、设〈A,≤〉为偏序集,??B?A,若B有最大(小)元、上(下)确界,则它们是惟一的。 证明:

设a,b都是B的最大元,则由最大元的定义a?b,b?a。??是A上的偏序关系,?a=b。即B如果有最大元则它是惟一的。

15、设A={1,2,3},写出下列图示关系的关系矩阵,并讨论它们的性质: 1 1 1 2 3 2 3 2 3 解:

?0??1?1(1)R={<2,1>,<3,1>,<2,3>};MR=?0000??1?0??;它是反自反的、反对称的、传递的;

1011??1?0??;它是反自反的、对称的;

?0??1?1(2)R={<1,2>,<2,1>,<1,3>,<3,1>,<2,3>,<3,2>};MR=??0??1?0(3)R={<1,2>,<2,1>,<1,3>,<3,3>};MR=?1001??0?1??;它既不是自反的、反自反的、也不是对称的、反对称的、传递的。

16、设A={1,2,?,10}。下列哪个是A的划分?若是划分,则它们诱导的等价关系是什么? (1)B={{1,3,6},{2,8,10},{4,5,7}}; (2)C={{1,5,7},{2,4,8,9},{3,5,6,10}}; (3)D={{1,2,7},{3,5,10},{4,6,8},{9}} 解:

(1)和(2)都不是A的划分。 (3)是A的划分。其诱导的等价关系是

IA?{<1,2>,<2,1>,<1,7>,<7,1>,<2,7>,<7,2>,<3,5>,<5,3>,<3,10>,

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<10,3>,<10,5>,<5,10>,<4,6>,<6,4>,<4,8>,<8,4>,<6,8>,<8,6>}。 17、R是A={1,2,3,4,5,6}上的等价关系, R=IA?{<1,5>,<5,1>,<2,4>,<4,2>,<3,6>,<6,3>} 求R诱导的划分。 解:

R诱导的划分为{{1,5},{2,4},{3,6}}。 18、A上的偏序关系?的Hasse图如下。

下列哪些关系式成立:a?b,b?a,c?e,e?f,d?f,c?f;

分别求出下列集合关于?的极大(小)元、最大(小)元、上(下)界及上(下)确界(若存在的话): (a) A; (b) {b,d}; (c) {b,e}; (d) {b,d,e} a e f b d c 解:

(1) b?a,c?e,d?f,c?f成立;

(2) (a)的极大元为a,e,f,极小元为c;无最大元,c是最小元; 无上界,下界是c;无上确界,下确界是c。

(b)的极大元为b,d,极小元为b,d;无最大元和最小元; 上界是e,下界是c;上确界是e,下确界是c。

(c)的极大元为e,极小元为b;最大元是e,b是最小元; 上界是e,下界是b;上确界是e,下确界是b。

(d)的极大元为e,极小元为b,d;最大元是e,无最小元; 上界是e,下界是c;上确界是e,下确界是c。

(半群与群部分)

19、求循环群C12={e,a,a2,?,a11}中H={e,a4,a8}的所有右陪集。 解:

因为|C12|=12,|H|=3,所以H 的不同右陪集有4 个:H,{a,a5,a9},{a2,a6,a10},{a3,a7,a11}。 20、求下列置换的运算: 解:

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