Untuk suatu relasi, uji setiap sifat pada setiap pasangan dan berikan satu contoh penyangkal jika sifat itu gagal.
Untuk suatu fungsi, hitung panah yang tiba di setiap elemen B: paling banyak satu berarti injektif, paling sedikit satu berarti surjektif.
Teori graf
Lema jabat tangan
Σ deg(v) = 2|E|
Graf lengkap
|E(Kn)| = n(n − 1)/2, |E(Km,n)| = m·n
Graf beraturan
|E| = n·k/2
Pohon dan hutan
|E| = n − 1, |E| = n − c
Daun pohon
L = 2 + Σ (deg(v) − 2) over deg(v) ≥ 3
Euler
sirkuit: semua derajat genap; lintasan: tepat 2 derajat ganjil
Sirkuit Hamilton di Kn
(n − 1)!/2
Pembaruan Dijkstra
d(v) = min(d(v), d(u) + w(u, v))
Jalan dengan panjang L
(Mᴸ)ij
Metode
Tuliskan derajat setiap simpul; jumlah derajat sama dengan dua kali banyaknya sisi.
Untuk soal Euler, periksa bahwa graf terhubung dan hitung simpul berderajat ganjil.
Untuk pohon, gunakan n − 1 sisi dan lema jabat tangan.
Untuk Dijkstra, buat tabel jarak sementara dan tetapkan simpul belum tetap dengan jarak terkecil di setiap putaran.
Untuk pohon rentang minimum, urutkan sisi menurut bobot dan lewati setiap sisi yang membentuk siklus (Kruskal), atau tumbuhkan satu pohon dari simpul awal (Prim).
Teori bilangan & aritmetika modular
Pembagian dengan sisa
a = q·n + r, 0 ≤ r < n
Euclid
gcd(a, b) = gcd(b, a mod b)
Kelipatan persekutuan terkecil
lcm(a, b) = a·b/gcd(a, b)
Invers
a·a⁻¹ ≡ 1 (mod n), gcd(a, n) = 1
Kongruensi linear
a·x ≡ b → x ≡ a⁻¹·b (mod n)
Fungsi totien Euler
φ(n) = n·∏(1 − 1/p), φ(pᵏ) = pᵏ − pᵏ⁻¹
Fermat
aᵖ⁻¹ ≡ 1 (mod p)
RSA
n = pq, φ = (p − 1)(q − 1), d = e⁻¹ mod φ, c = mᵉ mod n, m = cᵈ mod n
Metode
Reduksi dulu setiap bilangan modulo n; sisa berada di antara 0 dan n − 1.
Untuk FPB, bagi berulang kali dengan algoritma Euclid; sisa taknol terakhir adalah FPB.
Untuk invers, jalankan algoritma yang diperluas dan ambil koefisien a; tambahkan n jika negatif.
Selesaikan a·x ≡ b dengan mengalikan a⁻¹; gabungkan dua kongruensi dengan menuliskan x = r₁ + m₁k.
Untuk pangkat, tuliskan eksponen dalam biner dan kuadratkan berulang; dalam RSA, d = e⁻¹ mod φ(n) dengan φ(n) = (p − 1)(q − 1).
2Soal latihan
1.Logika proposisional & pembuktianSedang
Anda ingin membuktikan ¬q → (p ∧ r) dengan kontrapositif. Implikasi mana yang Anda buktikan sebagai gantinya? Klik implikasi itu.
¬q → (p ∧ r)
1¬(p ∧ r) → ¬¬q
2¬q ∧ ¬(p ∧ r)
3¬¬q → ¬(p ∧ r)
4(p ∧ r) → ¬q
2.Logika proposisional & pembuktianSulit
Premis c → b; ¬b diberikan. Kesimpulan mana yang mengikuti dari premis-premis itu? Klik kesimpulan itu.
c → b¬b
1¬c
2¬c ∧ b
3c
4b
3.Himpunan, relasi & fungsiSedang
Setiap angka dalam diagram Venn adalah banyaknya elemen di daerah itu. Carilah |(A′ ∪ B) − (B ∩ C)|.
|U| = 59
|(A′ ∪ B) − (B ∩ C)| =
4.Himpunan, relasi & fungsiSulit
Diagram panah menunjukkan fungsi f: A → B dengan A = {1, 2, 3, 4} dan B = {a, b, c, d}. Klik deskripsi yang sesuai dengan f.
f = {(1, d), (2, b), (3, c), (4, d)}
1injektif, tidak surjektif
2surjektif, tidak injektif
3bijektif
4bukan keduanya
5.Teori grafSedang
Ada berapa sirkuit Hamilton H yang berbeda pada graf lengkap K8? Sirkuit yang hanya berbeda dalam simpul awal atau arahnya dianggap sama.
K8
H =
6.Teori grafSulit
Ada berapa jalan tertutup dengan panjang 2 yang dimulai dan berakhir di C? Jalan boleh mengulang simpul dan sisi. Sebut bilangan ini N.
M = matriks ketetanggaanL = 2
N =
7.Teori bilangan & aritmetika modularSedang
Selesaikan 39x ≡ 32 (mod 41). Berikan penyelesaian x dengan 0 < x < 41.
39x ≡ 32 (mod 41)
x =
8.Teori bilangan & aritmetika modularSulit
Sebuah kunci RSA memakai bilangan prima p = 7 dan q = 37 serta eksponen publik e = 5. Carilah eksponen privat d (0 < d < φ(n)).
p = 7q = 37e = 5
d =
3Larutan
1.Logika proposisional & pembuktian
Jawaban: ¬(p ∧ r) → ¬¬q
Ekuivalensi logis: dua rumus ekuivalen (≡) jika bernilai sama pada setiap baris tabel kebenaran. Tautologi bernilai 1 pada setiap baris, kontradiksi bernilai 0 pada setiap baris, dan kontingensi bukan keduanya. Hukum yang berguna: De Morgan, ¬(a ∧ b) ≡ ¬a ∨ ¬b dan ¬(a ∨ b) ≡ ¬a ∧ ¬b; a → b ≡ ¬a ∨ b ≡ ¬b → ¬a (kontrapositif); ¬(a → b) ≡ a ∧ ¬b; dan hukum distributif, a ∨ (b ∧ c) ≡ (a ∨ b) ∧ (a ∨ c).
Bagian-bagian implikasi
a = ¬q, b = p ∧ r
Kontrapositif
¬b → ¬a = ¬(p ∧ r) → ¬¬q
Jawaban
¬(p ∧ r) → ¬¬q
Kontrapositif ekuivalen dengan pernyataan asli, jadi membuktikannya berarti membuktikan pernyataan itu.
2.Logika proposisional & pembuktian
Jawaban: ¬c
Kuantor dan argumen: ¬∀x P(x) ≡ ∃x ¬P(x) dan ¬∃x P(x) ≡ ∀x ¬P(x). Pindahkan negasi ke dalam, tukar setiap kuantor yang dilewatinya, dan negasikan rumus di dalamnya dengan hukum proposisional, seperti ¬(a → b) ≡ a ∧ ¬b. Sebuah argumen valid jika kesimpulannya bernilai 1 pada setiap baris yang semua premisnya bernilai 1. Satu baris dengan premis benar dan kesimpulan salah adalah contoh penyangkal dan menunjukkan bahwa argumen itu tidak valid.
Baris dengan semua premis benar
b = 0, c = 0: ¬c = 1, ¬c ∧ b = 0, c = 0, b = 0
Kesimpulan
¬c (modus tollens)
Jawaban
¬c
3.Himpunan, relasi & fungsi
Jawaban: |(A′ ∪ B) − (B ∩ C)| = 35
Himpunan dan diagram Venn: A ∪ B memuat elemen di A atau B (atau keduanya), A ∩ B elemen di keduanya, A − B elemen A yang tidak ada di B, dan komplemen A′ semua yang ada di U tetapi tidak di A. Dalam diagram Venn setiap ekspresi himpunan adalah gabungan daerah-daerah, jadi hitunglah daerah demi daerah. Inklusi–eksklusi: |A ∪ B| = |A| + |B| − |A ∩ B|, dan |A ∪ B ∪ C| = |A| + |B| + |C| − |A ∩ B| − |A ∩ C| − |B ∩ C| + |A ∩ B ∩ C|.
Daerah-daerah ekspresi
A′ ∩ B′ ∩ C′: 8
A′ ∩ B ∩ C′: 5
A ∩ B ∩ C′: 13
A′ ∩ B′ ∩ C: 9
Jumlahkan
|(A′ ∪ B) − (B ∩ C)| = 8 + 5 + 13 + 9 = 35
Jawaban
|(A′ ∪ B) − (B ∩ C)| = 35
4.Himpunan, relasi & fungsi
Jawaban: bukan keduanya
Fungsi dan pencacahan: fungsi f: A → B memberi setiap elemen A tepat satu bayangan di B. f injektif (satu-satu) jika elemen berbeda punya bayangan berbeda, surjektif (pada) jika setiap elemen B adalah bayangan, dan bijektif jika keduanya berlaku. Dengan |A| = m dan |B| = n ada nᵐ fungsi, n!/(n − m)! fungsi injektif (m ≤ n), dan menurut inklusi–eksklusi Σ (−1)ᵏ·C(n, k)·(n − k)ᵐ fungsi surjektif. |𝒫(A)| = 2ᵐ dan |A × B| = m·n.
Injektif?
f(1) = f(4) = d → tidak injektif
Surjektif?
a tidak menerima panah → tidak surjektif
Jawaban
bukan keduanya
Jawaban
bukan keduanya
5.Teori graf
Jawaban: H = 2520
Euler, Hamilton, dan pohon: graf terhubung memiliki sirkuit Euler (setiap sisi sekali, kembali ke awal) jika setiap simpul berderajat genap, dan lintasan Euler yang bukan sirkuit jika tepat dua simpul berderajat ganjil; lintasan itu berjalan dari satu simpul ganjil ke simpul ganjil lainnya. Sirkuit Hamilton mengunjungi setiap simpul sekali; Kn memiliki (n − 1)!/2 sirkuit seperti itu. Pohon dengan n simpul memiliki n − 1 sisi, dan graf terhubung dengan m sisi masih memiliki pohon rentang setelah m − n + 1 sisi dihapus.
Hitung
H = (8 − 1)!/2 = 5040/2 = 2520
Jawaban
H = 2520
6.Teori graf
Jawaban: N = 3
Derajat: derajat suatu simpul adalah banyaknya sisi yang bertemu di simpul itu. Setiap sisi memiliki dua ujung, jadi jumlah derajat sama dengan dua kali banyaknya sisi: Σ deg(v) = 2|E| (lema jabat tangan). Karena itu banyaknya simpul berderajat ganjil selalu genap. Kn memiliki n(n − 1)/2 sisi, graf beraturan-k dengan n simpul memiliki nk/2, dan pohon dengan n simpul memiliki n − 1 sisi.
Matriks ketetanggaan
A: 0 1 1 0 0
B: 1 0 1 1 0
C: 1 1 0 0 1
D: 0 1 0 0 1
E: 0 0 1 1 0
Tetangga bersama
(M²)CC = 1·1 + 1·1 + 0·0 + 0·0 + 1·1 = 3
Jawaban
N = 3
7.Teori bilangan & aritmetika modular
Jawaban: x = 25
Invers dan kongruensi: a memiliki invers modulo n tepat ketika FPB(a, n) = 1. Algoritma Euclid yang diperluas menuliskan 1 = s·n + t·a, dan kemudian a⁻¹ ≡ t (mod n). Kongruensi a·x ≡ b (mod n) dengan FPB(a, n) = 1 memiliki penyelesaian x ≡ a⁻¹·b. Dua kongruensi x ≡ r₁ (mod m₁) dan x ≡ r₂ (mod m₂) dengan modulus saling prima memiliki satu penyelesaian modulo m₁·m₂ (teorema sisa Cina). φ(n) Euler menghitung bilangan dari 1 sampai n yang saling prima dengan n: φ(n) = n·∏(1 − 1/p).
Invers 39
r = 41, t = 0
r = 39, q = 1, t = 1
r = 2, q = 19, t = −1
r = 1, q = 2, t = 20
39−1 ≡ 20 (mod 41)
Selesaikan
x ≡ 20·32 = 640 ≡ 25 (mod 41)
periksa: 39·25 = 975 ≡ 32 (mod 41)
Jawaban
x = 25
8.Teori bilangan & aritmetika modular
Jawaban: d = 173
Pangkat modular dan RSA: hitung aᵏ mod n dengan pengkuadratan berulang: tulis k dalam biner, kuadratkan, reduksi setelah setiap langkah, dan kalikan pangkat yang bitnya 1. Fermat: aᵖ⁻¹ ≡ 1 (mod p) untuk bilangan prima p yang tidak membagi a, sehingga eksponen dapat direduksi modulo p − 1. RSA: pilih bilangan prima p dan q, n = p·q dan φ(n) = (p − 1)(q − 1); eksponen publik e saling prima dengan φ(n), dan eksponen privat adalah d = e⁻¹ mod φ(n). Enkripsi dengan c = mᵉ mod n dan dekripsi dengan m = cᵈ mod n.