Lösningar för tenta i TMV200 Diskret matematik kl. 14:00 18:00

Relevanta dokument
Lösningar för tenta i TMV200 Diskret matematik kl. 14:00 18: Svar: Ja, det gäller, vilket kan visas på flera sätt (se nedan).

Tentamen TMV210 Inledande Diskret Matematik, D1/DI2

Lösning till tentamensskrivning i Diskret Matematik för CINTE och CMETE, SF1610 och 5B1118, tisdagen den 7 januari 2014, kl

Diskret Matematik A för CVI 4p (svenska)

18 juni 2007, 240 minuter Inga hjälpmedel, förutom skrivmateriel. Betygsgränser: 15p. för Godkänd, 24p. för Väl Godkänd (av maximalt 36p.

Lösningar till utvalda uppgifter i kapitel 4

Induktion, mängder och bevis för Introduktionskursen på I

Lösning till tentamensskrivning på kursen Diskret Matematik, moment A, för D2 och F, SF1631 och SF1630, den 10 januari 2011 kl

Givet två naturliga tal a och b, som inte båda två är 0, hur räknar man ut största gemensamma delaren av a och b?

Lösningar till utvalda uppgifter i kapitel 5

Diskret matematik: Övningstentamen 4

Lösningsförslag till tentamensskrivning i SF1610 Diskret Matematik för CINTE 30 maj 2018, kl

MS-A0409 Grundkurs i diskret matematik Appendix, del II

Lösningar till utvalda uppgifter i kapitel 2

Anteckningar propp SMT2

Lösning till tentamensskrivning i Diskret Matematik för CINTE, CL2 och Media 1, SF1610 och 5B1118, onsdagen den 17 augusti 2011, kl

Lösningsförslag till Tentamen i 5B1118 Diskret matematik 5p 11 april, 2002

Tentamen i TDDC75 Diskreta strukturer

729G04 - Diskret matematik. Lektion 3. Valda lösningsförslag

Sats 2.1 (Kinesiska restsatsen) Låt n och m vara relativt prima heltal samt a och b två godtyckliga heltal. Då har ekvationssystemet

IX Diskret matematik

Algebra I, 1MA004. Lektionsplanering

Diskret matematik: Övningstentamen 1

Algebra och Diskret Matematik A (svenska)

Delbarhet och primtal

Övningshäfte 3: Funktioner och relationer

När du läser en definition bör du kontrollera att den är vettig, och försöka få en idé om vad den egentligen betyder. Betrakta följande exempel.

Lösningsförslag till Tentamen i 5B1118 Diskret matematik 5p 14 augusti, 2002

Diofantiska ekvationer

Lösningsförslag till Tentamen i 5B1118 Diskret matematik 5p 22 augusti, 2001

DEL I. Matematiska Institutionen KTH

A B A B A B S S S S S F F S F S F S F F F F

Läsanvisning till Discrete matematics av Norman Biggs - 5B1118 Diskret matematik

Algebra och Diskret Matematik A (svenska)

Lösningar till Algebra och kombinatorik

Grupper och RSA-kryptering

Föreläsningsanteckningar och övningar till logik mängdlära

Lars-Daniel Öhman Lördag 2 maj 2015 Skrivtid: 9:00 15:00 Hjälpmedel: Miniräknare, lock till miniräknare

MS-A0409 Grundkurs i diskret matematik I

Matematisk kommunikation för Π Problemsamling

Lösning av tentamensskrivning i Diskret Matematik för CINTE och CMETE, SF1610, tisdagen den 27 maj 2014, kl

Tentamensskrivning i Diskret Matematik för CINTE och CMETE, SF1610, onsdagen den 20 augusti 2014, kl

MS-A0409 Grundkurs i diskret matematik I

Kimmo Eriksson 12 december Att losa uppgifter av karaktaren \Bevisa att..." uppfattas av manga studenter

1 Talteori. Det här kapitlet inleder vi med att ta

Föreläsning 6: Induktion

Låt n vara ett heltal som är 2 eller större. Om a och b är två heltal så säger vi att. a b (mod n)

Efternamn förnamn ååmmdd kodnr

1. Inledning, som visar att man inte skall tro på allt man ser. Betrakta denna följd av tal, där varje tal är dubbelt så stort som närmast föregående

Algebra och kryptografi Facit till udda uppgifter

Tentamen TMV210/MMGD10 Inledande Diskret Matematik, D1/GU

Introduktion till algoritmer - Lektion 4 Matematikgymnasiet, Läsåret Lektion 4

MA 11. Hur starkt de binder. 2 Reella tal 3 Slutledning 4 Logik 5 Mängdlära 6-7 Talteori 8 Diofantiska ekvationer 9 Fördjupning och kryptografi

Flera kvantifierare Bevis Direkt bevis Motsägelse bevis Kontrapositivt bevis Fall bevis Induktionsprincipen. x y (x > 0) (y > 0) xy > 0 Domän D = R

SF2715 Applied Combinatorics// Extra exercises and solutions, Part 2

LMA033/LMA515. Fredrik Lindgren. 4 september 2013

MITTUNIVERSITETET TFM. Modelltenta Algebra och Diskret Matematik. Skrivtid: 5 timmar. Datum: 1 oktober 2007

, S(6, 2). = = = =

Några satser ur talteorin

Kinesiska restsatsen

Efternamn förnamn pnr årskurs

MA2047 Algebra och diskret matematik

7, Diskreta strukturer

Induktionsprincipen Starka induktionsprincipen Välordningsprincipen Divisionsalgoritmen

MITTUNIVERSITETET TFM. Tentamen Algebra och Diskret Matematik A (svenska) Skrivtid: 5 timmar. Datum: 9 januari 2007

NÅGOT OM KRYPTERING. Kapitel 1

Finaltävling i Uppsala den 24 november 2018

Algebra och kryptografi

Föreläsning 5: Summor (forts) och induktionsbevis

Relationer. 1. Relationer. UPPSALA UNIVERSITET Matematiska institutionen Erik Melin. Specialkursen HT07 23 oktober 2007

Tentamen i TDDC75 Diskreta strukturer , lösningsförslag

7, Diskreta strukturer

Om a 2 är ett jämnt tal, så är också a ett jämt tal sant. = 4n 2 + 4n + 1

Kapitel 2: De hela talen

Hela tal LCB 1999/2000

DEL I. Matematiska Institutionen KTH

Uppgifter i TDDC75: Diskreta strukturer Kapitel 8 Ordning och oändlighet

ALGEBRAISKA STRUKTURER. Juliusz Brzezinski

Lösningsförslag till övningsuppgifter, del II

29 Det enda heltalet n som satisfierar båda dessa villkor är n = 55. För detta värde på n får vi x = 5, y = 5.

Efternamn förnamn pnr kodnr

EXAMENSARBETEN I MATEMATIK

1. (a) Lös ekvationen (2p) ln(x) ln(x 3 ) = ln(x 6 ). (b) Lös olikheten. x 3 + x 2 + x 1 x 1

Högstadiets matematiktävling 2016/17 Finaltävling 21 januari 2017 Lösningsförslag

MATEMATIKENS SPRÅK. Avsnitt 1

INDUKTION OCH DEDUKTION

Efternamn förnamn pnr årskurs

Lösning till tentamensskrivning i Diskret Matematik för CINTE och CMETE, m fl, SF1610, tisdagen den 2 juni 2015, kl

RSA-kryptering och primalitetstest

Föreläsning 9: Talteori

Övningshäfte 2: Induktion och rekursion

2 Matematisk grammatik

TILLÄMPADE DISKRETA STRUKTURER. Juliusz Brzezinski och Jan Stevens

Lösning till tentamensskrivning på kursen Diskret Matematik, moment B, för D2 och F, SF1631 och SF1630, den 1 juni 2011 kl

σ 1 = (531)(64782), τ 1 = (18)(27)(36)(45), τ 1 σ 1 = (423871)(56).

(N) och mängden av heltal (Z); objekten i en mängd behöver dock inte vara tal. De objekt som ingår i en mängd kallas för mängdens element.

Lösningsförslag till Tentamen i 5B1118 Diskret matematik 5p 20 december, 2001

Material till kursen SF1679, Diskret matematik: Lite om kedjebråk. 0. Inledning

Läsanvisning till Discrete matematics av Norman Biggs - 5B1118 Diskret matematik

Kapitel Test 1 sidan sid 56 ff... 7 Blandade Uppgifter Totalt har högt blodtryck. 85 % av 80 st =68 dricker alkohol.

Transkript:

Lösningar för tenta i TMV200 Diskret matematik 2018-08-31 kl 1:00 18:00 1 Om argumentet inte är giltigt går det att hitta ett motexempel, dvs en uppsättning sanningsvärden för vilka alla hypoteserna är sanna medan slutsatsen är falsk Vi försöker konstruera ett motsägelsebevis (eller ett motexempel, om det skulle visa sig att argumentet inte är giltigt) Vi gör därför antagandet att alla hypoteserna är sanna och att slutsatsen är falsk Slutsatsen består av en implikation, och enda fallet där en implikation är falsk är fallet S F, så för att göra slutsatsen falsk måste { (q r) S q F Detta kan inte inträffa, så vi har funnit en motsägelse Alltså är argumentet giltigt Svar: Argumentet är giltigt, enligt motsägelsebeviset ovan 2 Alternativ 1: Vi visar detta genom induktion Inför beteckningarna n(3n + 5) V L(n) och HL(n) k(k + 2) (n + 1)(n + 2), och låt U(n) vara utsagan (påståendet) att V L(n) HL(n) Eftersom 1 V L(1) k(k + 2) 1(1 + 2) 3 och HL(1) 1(3 1 + 5) (1 + 1)(1 + 2) 8 6 3 är U(1) sann, och vi har alltså ett giltigt basfall Vi skall nu visa induktionssteget, dvs att U(p) U(p + 1) Antag därför att U(p) är sann för något visst p, dvs att V L(p) HL(p) Det gäller nu att V L(p + 1) p+1 p+1 k(k + 2) (p + 1)(p + 1 + 2) + k(k + 2) (p + 1)(p + 3) + V L(p) (p + 1)(p + 3) + HL(p) p(3p + 5) + (p + 1)(p + 3) (p + 1)(p + 2) (p + 2) p(3p + 5)(p + 3) + (p + 1)(p + 2)(p + 3) (p + 1)(p + 2)(p + 3) p + 8 + p(3p2 + 1p + 15) (p + 1)(p + 2)(p + 3) (p + 1)2 (3(p + 1) + 5) (p + 1)(p + 2)(p + 3) 3p3 + 1p 2 + 19p + 8 (p + 1)(p + 2)(p + 3) (p + 1)(3(p + 1) + 5) (p + 2)(p + 3) HL(p + 1), där de coelinblå uttrycken ovan är lika enligt antagandet att U(p) är sann Vi har nu funnit att U(p + 1) är sann så fort U(p) är sann, dvs induktionssteget U(p) U(p + 1) gäller Vi har ett giltigt basfall och ett induktionssteg, och induktionsprincipen ger därför att U(n) är sann för alla heltal n 1

Alternativ 2: Vi kan partialbråksuppdela sådana att för alla k 1 Då blir k(k+2) k(k + 2) A k +, dvs bestämma konstanter A och B B k + 2 A k + B k + 2 (A + B)k + 2A k(k + 2) k(k + 2), så A + B 0 och 2A, dvs A 2 och B 2 Nu blir vilket skulle visas k(k + 2) ( 2 k 2 ) k + 2 n+2 2 k 2 k k3 2 1 + 2 2 + k3 2 k 2 k + 2 2 k 2 k 2 n + 1 2 n + 2 k3 3 2 n + 1 2 n + 2 3(n + 1)(n + 2) 2(n + 2) 2(n + 1) (n + 1)(n + 2) 3(n2 + 3n + 2) n 6 (n + 1)(n + 2) 3n 2 + 5n n(3n + 5) (n + 1)(n + 2) (n + 1)(n + 2), 3 (a) Vi undersöker om (x y) z x (y z) för alla x, y, z M Eftersom ( ) (x y) z x + y + z x + y + + z + x + y + z + och ( ) x (y z) x y + z + x + y + z + + x + y + z + ger samma resultat är associativ Svar: Ja, är associativ [ ]

(b) Vi ser om det går att hitta ett element e M sådant att x e e x x för alla x M Vi kontrollerar lätt att är kommutativ, dvs att x y y x för alla x, y M, så det räcker att betrakta x e x: x e x x + e + x e Svar: Ja, identiteten är e [ [1] [0] ] [2] [2] [2] [0] (c) Givet x söker vi ett element y sådant att x y y x e, [ [0] [1] ] [2] där e är identiteten vi fann i (b) Vi har redan i förbigående konstaterat att är kommutativ, så vi betraktar bara x y e: [2] [2] [0] x y e + y + [0] [1] [2] [2] [2] [0] y [0] [1] [2] [2] [1] [2] y [0] [0] [2] [2] [2] [0] [2] [1] [2] Svar: Ja, inversen till är [0] [1] [2] [0] [0] [2] (a) Eftersom 2 2 11 och 105 3 5 7 är relativt prima (kan även kontrolleras med Euklides algoritm) lovar kinesiska restsatsen att systemet är lösbart Första kongruensen ger omedelbart att x 39 + s för något heltal s Insättning av detta i andra kongruensen ger 39 + s 2 mod 105 s 15 90 mod 105 För att lösa ut s ur denna kongruensen letar vi upp inversen till modulo 105, och multiplicerar med denna i bägge led Euklides algoritm ger och baklänges 105 2 + 17 2 17 + 10 17 1 10 + 7 10 1 7 + 3 7 2 3 + 1 3 3 1, 1 7 2 3 7 2(10 1 7) 3 7 2 10 3(17 1 10) 2 10 3 17 5 10 3 17 5( 2 17) 13 17 5 13(105 2 ) 5 13 105 31 Vi ser alltså att inversen till modulo 105 är 31 7 mod 105 Genom att multiplicera bägge led med 7 i kongruensen s 90 mod 105 får vi s 90 mod 105 7 s 7 90 mod 105 s 7 90 70 9 5 9 5 mod 105

Detta innebär att s 5 + 105t för något heltal t Vi kom tidigare fram till att x 39 + s, och detta ger oss nu x 39 + s 39 + (5 + 105t) 39 + 5 + 620t 39 + 22 90 + 620t 39 + 1980 + 620t 2019 + 620t, där t är ett godtyckligt heltal Svar: Alla lösningar ges av x 2019 + 620t, där t är ett heltal (b) Eftersom siffersumman i såväl 2019 som 620 är delbar med tre så är båda talen delbara med tre, och alltså kommer x 2019 + 620t alltid att vara delbart med tre för alla heltal t Svar: Ja, alla x som uppfyller systemet är delbara med tre 5 (a) Varje relation på A är per definition en delmängd av A A En relation skapas genom att vi för vart och ett av de A A 16 elementen i A A bestämmer om elementet skall ingå i relationen eller ej Varje reflexiv relation på A måste innehålla elementen (j, j) för j 1,, så det är bara de 12 övriga elementen som ger upphov till val Detta ger 2 12 096 reflexiva relationer på A Svar: Det finns 2 12 096 reflexiva relationer på A (b) För de symmetriska relationerna gäller att om (i, j) ingår i relationen så ingår även (j, i) i relationen Således kan vi egentligen bara göra val för elementen (i, j) där 1 i j Detta är tio element, så vi får 2 10 102 symmetriska relationer på A Svar: Det finns 2 10 102 symmetriska relationer på A (c) Varje ekvivalensrelation på A svarar mot precis en partition av A, så vi väljer att räkna antalet partitioner istället Följande fall finns: A delas upp i fyra delar med vardera ett element Det finns precis en sådan partition A delas upp i tre delar, där en av delarna innehåller två element Det finns precis ( 2) 6 sådana partitioner A delas upp i två delar, där en av delarna innehåller tre element och den andra innehåller ett element Det finns precis ( 3) sådana partitioner A delas upp i två delar, där båda innehåller två element vardera Det finns precis ( 2 ) 2! 3 sådana partitioner A delas inte upp Det finns precis en sådan partition Sammantaget finns alltså 1 + 6 + + 3 + 1 15 olika partitioner av A, och alltså 18 olika ekvivalensrelationer på A Svar: Det finns 15 olika ekvivalensrelationer på A 6 (a) Det finns totalt tio bokstäver att använda, där vissa dock är av samma sort Om alla bokstäverna hade varit olika hade det funnits 10! ord, men eftersom de tre exemplaren av B kan kastas om på 3! sätt och ändå ge samma ord behöver vi dela på 3!, och motsvarande för L och O Det kan alltså bildas 10! 3! 2! 2! ord Svar: Det kan bildas 10! 3! 2! 2! ord

(b) Vi placerar ut de åtta övriga bokstäverna först, och räknar sedan hur många ställen vi kan sticka in U och P på Enligt samma typ av resonemang som i (a) 8! kan de åtta bokstäverna ordnas på sätt som ger olika ord När dessa 3! 2! 2! har placerats ut finns det tre val av platser för U och P, och de kan dessutom 8! sättas in i valfri ordning Totalt ger det oss 3 2 8! ord 3! 2! 2! 2! 2! 8! Svar: Totalt finns det sådana ord 2! 2! (c) Sätter vi ihop BULLE till en ny symbol B har vi de sex bokstäverna i BBBOOP att arrangera, och dessa kan skapa 6! 2! 2! Svar: Det går att bilda 6! 180 sådana ord 2! 2! 180 olika ord 7 (a) Nej, de tre noderna C, E, och F är alla kopplade till varandra och går alltså inte att dela in i två grupper utan kanter inom någon grupp Svar: Nej, G är inte bipartit (b) Nej, eftersom grafens två delar inte hänger ihop med varandra kan ingen väg besöka alla grafens kanter Svar: Nej, G saknar Eulerväg (c) För att den nya grafen skall innehålla en Eulercykel behöver vi lägga till de två nya kanterna så att grafen blir sammanhängande 1 och så att varje nod får ett jämnt gradtal Enda sätten detta kan åstadkommas på är att välja ut en av noderna C, E, och F, och koppla denna till både B och D Det kan alltså bildas tre grafer på det angivna sättet Svar: Det kan bildas tre sådana grafer (d) På samma sätt som i (c) skulle vi behöva göra grafen sammanhängande och sådan att varje nod har ett jämnt gradtal Eftersom noderna i den högra delen (C, E, och F ) av G redan har jämna gradtal skulle precis två av de tre nya kanterna behöva gå till samma nod i den delen medan den tredje nya kanten lades till i den vänstra delen (A, B, och D) När vi har lagt till en kant i vänstra delen har alla noderna där också jämnt gradtal, så de båda nya kanterna mellan delarna skulle behöva gå till samma nod i vänsterdelen, och det går förstås inte (om vi inte bestämmer oss för att tillåta multigrafer) Svar: Det går inte att bilda någon sådan graf 8 (a) De positiva delarna till pqr får vi genom att använda inget, ett, två, eller alla tre primtalen, dvs M D(pqr) {1, p, q, r, pq, pr, qr, pqr} Svar: M D(pqr) {1, p, q, r, pq, pr, qr, pqr} (b) Eftersom p, q, och r är olika primtal blir Φ(1) 1, Φ(p) p 1, Φ(q) q 1, Φ(r) r 1, Φ(pq) (p 1)(q 1) pq p q + 1, Φ(pr) (p 1)(r 1) pr p r + 1, Φ(qr) (q 1)(r 1) qr q r + 1, Φ(pqr) (p 1)(q 1)(r 1) (pq p q + 1)(r 1) pqr pr qr + r pq + p + q 1, 1 Detta är normalt sett inte ett krav, eftersom det får lov att finnas lösa isolerade noder I det här fallet finns det dock inga sådana

och genom att addera dessa får vi d M Φ(d) pqr (detta är inte en slump, utan är en konsekvens av ett mer allmänt resultat) Svar: Summan blir d M Φ(d) pqr