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

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

Tentamen TMV210 Inledande Diskret Matematik, D1/DI2

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

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

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

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

Diskret Matematik A för CVI 4p (svenska)

Några satser ur talteorin

DEL I. Matematiska Institutionen KTH

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

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

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

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

Diskret matematik: Övningstentamen 4

Lösningar till utvalda uppgifter i kapitel 5

MA2047 Algebra och diskret matematik

IX Diskret matematik

Efternamn förnamn ååmmdd kodnr

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

Tentamen i TDDC75 Diskreta strukturer , lösningsförslag

Induktionsprincipen Starka induktionsprincipen Välordningsprincipen Divisionsalgoritmen

MA2047 Algebra och diskret matematik

Kapitel 2: De hela talen

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

Algebra och Diskret Matematik A (svenska)

Institutionen för matematik, KTH Mats Boij. Lösningsförslag till Tentamen i 5B1118 Diskret matematik 5p 20 december, 2000

Föreläsning 5: Summor (forts) och induktionsbevis

MS-A0409 Grundkurs i diskret matematik Appendix, del II

Algebra I, 1MA004. Lektionsplanering

Efternamn förnamn pnr årskurs

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

Lösningar till utvalda uppgifter i kapitel 4

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

Algebra och Diskret Matematik A (svenska)

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

Diskret matematik: Övningstentamen 1

Tentamen TMV210/MMGD10 Inledande Diskret Matematik, D1/GU

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

Övningshäfte 6: 2. Alla formler är inte oberoende av varandra. Försök att härleda ett par av de formler du fann ur några av de övriga.

Övningshäfte 2: Induktion och rekursion

Introduktion till algoritmer - Lektion 4 Matematikgymnasiet, Läsåret Lektion 4

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

Lösning till tentamensskrivning i Diskret Matematik, SF1610 och 5B1118, torsdagen den 21 oktober 2010, 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?

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

Lösningar till utvalda uppgifter i kapitel 2

(A B) C = A C B C och (A B) C = A C B C. Bevis: (A B) C = A C B C : (A B) C = A C B C : B C (A B) C A C B C

Kinesiska restsatsen

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

NÅGOT OM KRYPTERING. Kapitel 1

Induktion, mängder och bevis för Introduktionskursen på I

a n = A2 n + B4 n. { 2 = A + B 6 = 2A + 4B, S(5, 2) = S(4, 1) + 2S(4, 2) = 1 + 2(S(3, 1) + 2S(3, 2)) = 3 + 4(S(2, 1) + 2S(2, 2)) = = 15.

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

Efternamn förnamn pnr kodnr

Definitionsmängd, urbild, domän

Tentamen i TDDC75 Diskreta strukturer

Hela tal LCB 1999/2000

Diofantiska ekvationer

Lösningar till Algebra och kombinatorik

Talteori (OBS en del frågor gäller diofantiska ekvationer och de tas inte upp från och med hösten 2012)

DEL I. Matematiska Institutionen KTH

Uppgifter 6: Grafteori

Efternamn förnamn pnr årskurs

Kap.6 Grafer. Egenskaper: Handskakningslemmat och Eulers formel Sats om eulerkrets/väg Isomorfi och representation av grafer Graffärgning

x2 6x x2 6x + 14 x (x2 2x + 4)

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

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

Föreläsning 9: Talteori

Högstadiets matematiktävling 2016/17 Finaltävling 21 januari 2017 Lösningsförslag

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.

RSA-kryptering och primalitetstest

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

Teori :: Diofantiska ekvationer v1.2

Hjalpmedel: Inga hjalpmedel ar tillatna pa tentamensskrivningen. 1. (3p) Los ekvationen 13x + 18 = 13 i ringen Z 64.

Polynom över! Till varje polynom hör en funktion DEFINITION. Grafen till en polynomfunktion

MS-A0409 Grundkurs i diskret matematik I

Grupper och RSA-kryptering

SAMMANFATTNING TATA82 Diskret matematik

MS-A0409 Grundkurs i diskret matematik I

MATEMATISKA INSTITUTIONEN STOCKHOLMS UNIVERSITET Avd. Matematik Examinator: Daniel Bergh. Lösningsförslag Algebra och kombinatorik

Diskret matematik. Gunnar Bergström

Planering i matematik 5 för NA11 och ITT11. V Datum Kapitel Moment Anmärkning. Tis Övning 11:30-12: 40

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

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

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Thomas Erlandsson

1. (3p) Ett RSA-krypto har parametrarna n = 77 och e = 37. Dekryptera meddelandet 3, dvs bestäm D(3). 60 = = =

1 Föreläsning I, Mängdlära och elementär sannolikhetsteori,

Grafteori med inriktning på färgläggning

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

Algoritmer, datastrukturer och komplexitet

1. (a) Formulera vad som skall bevisas i basfallet och i induktionssteget i ett induktionsbevis av påståendet att. 4 5 n för alla n = 0, 1, 2, 3,...

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

1. (3p) Bestäm den minsta positiva resten vid division av talet med talet 31.

1. Ange samtliga uppsättningar av heltal x, y, z som uppfyller båda ekvationerna. x + 2y + 24z = 13 och x 11y + 17z = 8.

Algoritmer, datastrukturer och komplexitet

MA2047 Algebra och diskret matematik

Föreläsning 9: NP-fullständighet

Algebra och kryptografi Facit till udda uppgifter

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

Transkript:

Lösningar för tenta i TMV200 Diskret matematik 208-0-2 kl. 4:00 8:00. Ja, det gäller, vilket kan visas på flera sätt (se nedan). Alternativ (induktionsbevis): Vi inför predikatet P (n) : 2 + 2 3 + + n(n + ) = n n +, med universum Z +. Eftersom = är P () sann, och vi har alltså ett (+) + giltigt basfall. Vi skall nu visa induktionssteget, dvs att P (n) P (n + ). Antag därför att P (n) är sann. Det gäller nu att 2 + 2 3 + + n(n + ) + (n + )(n + 2) = = n n + + (n + )(n + 2) = n(n + 2) (n + )(n + 2) + (n + )(n + 2) = n2 + 2n + (n + )(n + 2) = (n + ) 2 (n + )(n + 2) = n + n + 2, där de cinnoberröda bitarna ovan är lika enligt antagandet att P (n) är sann. Vi har funnit att P (n + ) : 2 + 2 3 + + n(n + ) + (n + )(n + 2) = n + n + 2 är sann så fort P (n) är sann, dvs induktionssteget P (n) P (n + ) gäller. Vi har ett giltigt basfall och ett induktionssteg, och induktionsprincipen ger därför att P (n) är sann för alla n Z +. Alternativ 2 (teleskopsumma): Vi vill visa att 2 + 2 3 + + n(n + ) = n n +, dvs att k= k(k + ) = n. Tricket här är att komma på att n + k(k + ) = k k + och göra ett variabelbyte i den ena summan. Utnyttjar vi detta får vi k= k(k + ) = = k= k= ( k ) = k + n+ k k=2 k= k k + = k= k = n + = vilket visar att ekvationen gäller för alla n Z +. n n +,

2. Vi försöker hitta ett motsägelsebevis (eller ett motexempel). Vi antar därför att slutsatsen r p är falsk, dvs att r och p har olika sanningsvärden, och ser om detta kan ske medan de tre hypoteserna är sanna. Om r = S och p = F är slutsatsen förvisso falsk, men det är även första hypotesen. En motsägelse alltså. Om r = F och p = S är slutsatsen falsk. Första hypotesen är automatiskt sann. För att andra hypotesen skall vara sann måste q = S. Med dessa sanningsvärden blir p q sann, och tredje hypotesen blir således falsk. Vi får alltså en motsägelse även i detta fall. Om slutsatsen är falsk måste alltså någon av hypoteserna vara falsk, och argumentet är således giltigt. Argumentet är giltigt, enligt motsägelsebeviset ovan. 3. (a) Alternativ ( : Tre siffror skall väljas ut bland sex möjliga, vilket kan ske på 6 ) 3 = 6! = 20 olika sätt. (6 3)! 3! Alternativ 2: Första siffran kan väljas på sex sätt, andra siffran på fem sätt, och tredje siffran på fyra sätt. Eftersom ordningen inte är intressant får vi dividera med 3!, och får 6 5 4 = 20 sätt. 3! Det finns 20 sådana utfall. (b) Alternativ : Här skall en siffra förekomma två gånger och en siffra endast en gång. Vi kan välja siffran som skall förekomma två gånger på sex olika sätt, och sedan den ensamma siffran på fem sätt. Detta ger 6 5 = 30 utfall. Alternativ 2: Vi kan välja ut två siffror bland sex möjliga på ( ) 6 2 = 6! = 5 (6 2)! 2! olika sätt, och därefter finns två möjligheter för att välja vilken av dessa som skall vara dubbelsiffran. Detta ger 5 2 = 30 olika utfall. Det finns 30 sådana utfall. (c) Följande varianter finns: De tre tärningarna visar olika, vilket enligt (a) ger 20 olika utfall. Precis två av tärningarna visar lika, vilket enligt (b) ger 30 olika utfall. Alla tre tärningarna visar samma, vilket ger 6 olika utfall. Summerar vi ovanstående får vi 20 + 30 + 6 = 56 utfall. Det finns totalt 56 olika utfall. 4. Låt x beteckna antalet hasselnötter Benjamin skulle gömma. Av informationen i uppgiften kan vi ställa upp kongruenserna { x mod 8 x 2 mod. Eftersom sgd(8, ) = utlovar kinesiska restsatsen att detta system av kongruenser har lösningar, och vi söker den minsta positiva lösningen. Det finns flera sätt att bestämma denna.

Alternativ : Vi finner först en godtycklig lösning till den diofantiska ekvationen 8u + v =, och får sedan utifrån denna lösningarna till kongruenssystemet ovan som x = 2 8u + v + 88k för k Z. Euklides algoritm ger oss = 8 + 3 8 = 2 3 + 2 3 = 2 + 2 = 2 + 0, och genom att gå baklänges i dessa beräkningar får vi att = 3 2 = 3 (8 2 3) = 3 3 8 = 3 ( 8) 8 = 3 4 8, och vi kan alltså ta u = 4 och v = 3. Med lösningsformeln ovan får vi för något heltal k att x = 2 8 ( 4)+ 3+88k = 64+33+88k = 3+88k. Minsta positiva lösningen blir alltså x = 3 + 88 = 57. Alternativ 2: Av första kongruensen, x mod 8, får vi att x = + 8s för något heltal s. Insättning av detta i den andra kongruensen ger + 8s 2 mod 8s mod 8s = + t, där även t är ett heltal. Vi löser den diofantiska ekvationen 8s + ( t) = genom att använda Euklides algoritm och sedan gå baklänges i densamma. Vi får = 8 + 3 och därefter = 3 2 8 = 2 3 + 2 3 = 2 + 2 = 2 + 0, = 3 (8 2 3) = 3 3 8 = 3 ( 8) 8 = 3 4 8. Samtliga lösningar till den diofantiska ekvationen 8s + ( t) = ges av { s = 4 k t = 3 + 8k { s = 4 k t = 3 8k för något heltal k. Vi kom tidigare fram till att x = + 8s, och detta ger oss nu x = + 8s = + 8( 4 k) = 32 88k = 3 88k, och minsta positiva lösningen ges då k = och är x = 3 + 88 = 57. Minsta antalet hasselnötter som ekorren Benjamin kan ha haft inför vintern är x = 57. Om detta föranleder oro kan det nämnas här att ekorrar äter även annat (huvudsakligen granfrön), och att Benjamin sågs nöjd, välgödd, och vital senast 208-0-08.

5. (a) Det finns sex olika bostäver, och vi kan välja ut fem av dessa på ( 6 5) = 6 sätt. För varje sådan uppsättning av fem bokstäver kan vi bilda 5! = 20 olika ord. Sammanlagt kan vi bilda 6 20 = 720 olika ord. Vi kan bilda 720 olika ord. (b) Eftersom bokstäverna vi väljer att använda måste förekomma minst två gånger måste en bokstav förekomma tre gånger. Det är bara F som finns i minst tre exemplar, och det finns tre andra bokstäver (A, I, och R) som förekommer i två exemplar. För var och en av dessa kan vi bilda 5! = 0 olika ord. 3! 2! Sammantaget finns det alltså 30 olika ord. Det kan bildas 30 olika ord. (c) Om alla fem bokstäverna är olika finns det enligt (a) 720 olika ord. Om två av de fem bokstäverna är lika och de övriga tre är olika finns det 2400 olika ord. Detta fås genom att välja bokstaven som skall förekomma två gånger (detta kan ske på fyra sätt), och sedan välja ut de tre enstaka bokstäverna (detta kan ske på ( 5 3) = 0 sätt). Eftersom två bokstäver är lika blir det 4 0 5! = 2400 varianter. 2! Om två olika bokstäver förekommer dubbelt (och en bokstav endast en gång) finns det ( ( 4 2) 4 ) 5! = 6 4 30 = 720 ord. 2! 2! Om tre bokstäver är lika och resten är olika finns det ( ) 5 2 5! = 0 20 = 200 3! möjligheter. Om en bokstav, F, förekommer tre gånger och en annan bokstav två gånger finns det enligt (b) 30 varianter. Om F förekommer fyra gånger finns det 5 5! = 25 varianter. 4! Lägger vi samman möjligheterna får vi 720+2400+720+200+30+25 = 4095. Det kan bildas 4095 olika ord av bokstäverna. 6. (a) Alternativ : Eftersom Z 5 bara innehåller fem element kan vi lätt testa att sätta exempelvis b till vart och ett av de fem elementen och se vad som händer. Vi får a [0] = a[0] + [3]a [2][0] [] = [3]a [] a [] = a[] + [3]a [2][] [] = [4]a [3] a [2] = a[2] + [3]a [2][2] [] = [0] a [3] = a[3] + [3]a [2][3] [] = a [2] a [4] = a[4] + [3]a [2][4] [] = [2]a [4] respektive [0] a = [0]a + [3][0] [2]a [] = [3]a [] [] a = []a + [3][] [2]a [] = [4]a [3] [2] a = [2]a + [3][2] [2]a [] = [0] [3] a = [3]a + [3][3] [2]a [] = a [2] [4] a = [4]a + [3][4] [2]a [] = [2]a [4], och vi ser att operatorn är kommutativ.

Alternativ 2: Eftersom a b = ab + [3]a [2]b [] = ab + [3]a + [3]b [] ser vi att a b = b a (a och b uppträder symmetriskt i uttrycket). Ja, operatorn är kommutativ. (b) Använde vi oss av första alternativet i (a) kan vi utnyttja beräkningarna därifrån. I annat fall får vi utföra dem här. Hursomhelst får vi att a [0] = [3]a [] a [] = [4]a [3] a [2] = [0] a [3] = a [2] a [4] = [2]a [4], och det finns alltså inte något e Z 5 sådant att a e = e a = a för alla a. Nej, operatorn saknar identitet. (c) Eftersom inte har någon identitet kan heller inget element ha någon invers med avseende på. Nej, [2] (och övriga element i Z 5 ) saknar invers med avseende på. 7. (a) Grafen G är sammanhängande och saknar cykler, och är alltså ett träd. Ja, grafen G är ett träd. (b) Vi kan dela upp nodmängden V i två disjunkta delmängder, där ingen av grafens kanter går inom respektive mängd, enligt V = {A, C} {B, D, E}. Grafen G är alltså bipartit. Ja, G är en bipartit graf. (c) Grafen G är sammanhängande, och enligt en känd sats innehåller en sammanhängande graf en Eulerväg precis då högst två noder har udda gradtal. I grafen G har fyra noder udda gradtal (alla utom B), så G innehåller inte någon Eulerväg. Nej, G innehåller inte någon Eulerväg. (d) Med hjälp av samma kända sats som omtalades i (c) inser vi att kanten måste gå till A eller D för att H skall innehålla en Eulerväg, eftersom det då kommer att finnas precis två noder med udda gradtal (dvs C och den av A och D som vi inte drar en kant till). Kanten kan dras till A eller D.

8. (a) Primtalsfaktorisering ger 500 = 2 2 5 3, och vi kan nu beräkna Φ(500) = 2 2 (2 )5 3 (5 ) = 2 25 4 = 200. Φ(500) = 200. (b) Med hjälp av primtalsfaktoriseringen i (a) ser vi att sgd(500, 7) = (alternativt kan vi använda Euklides algoritm för att upptäcka detta). Eftersom sgd(500, 7) = försäkrar Eulers sats att 7 Φ(500) mod 500, dvs 7 200 mod 500. Enligt divisionsalgoritmen är 602 = 8 200 + 2, så vi får x 7 602 7 8 200+2 (7 200 ) 8 7 2 8 49 49 mod 500. Detta betyder att x = 49 + 500k för något k Z, och det minsta positiva värdet är alltså x = 49. Det sökta talet är x = 49.