Matematica discreta: esercizi e domande d’esame

La matematica dell’informatica e di ogni dimostrazione: logica proposizionale e quantificatori, insiemi, relazioni e funzioni, grafi con cammini minimi e alberi di copertura, e teoria dei numeri fino a RSA. Le domande d’esame richiedono risposte esatte, quindi una tabella o un diagramma ben fatti contano più di una calcolatrice.

Pacchetto last-minute (PDF)Formulari, passaggi del metodo ed esercizi con soluzioni complete, pronti da stampare.

Argomenti di questo corso

  1. Logica proposizionale e dimostrazionitabelle di verità · equivalenze e metodi di dimostrazione · quantificatori e argomenticalcoli
  2. Insiemi, relazioni e funzionidiagrammi di Venn e sottoinsiemi · inclusione-esclusione e relazioni · funzioni e conteggiocalcoli
  3. Teoria dei grafigradi e lati · cammini euleriani e alberi · cammini minimi e alberi di coperturacalcoli
  4. Teoria dei numeri e aritmetica modulareMCD e resti · inversi e congruenze · potenze modulari e RSAcalcoli

Consigli per l’esame di Matematica discreta

  • Scrivi la tabella di verità o il diagramma di Venn: la maggior parte degli errori nasce dal saltare una riga o una regione.
  • Per confutare un’affermazione basta un controesempio; per dimostrarla, devi verificare tutti i casi o dare un argomento generale.
  • In aritmetica modulare, riduci dopo ogni passaggio e mantieni i resti tra 0 e n − 1.

Esempi svolti

Logica proposizionale e dimostrazioniFacile
pq¬(p ∨ q) → q11100100

Esattamente una riga della tabella di verità rende falsa ¬(p ∨ q) → q. Clicca quella riga.

¬(p ∨ q) → q
  1. 1p = 1, q = 1
  2. 2p = 1, q = 0
  3. 3p = 0, q = 1
  4. 4p = 0, q = 0
Mostra i suggerimenti
  1. a → b vale 0 solo quando a = 1 e b = 0. ¬a inverte il valore. a ∨ b vale 0 solo quando entrambi valgono 0.
  2. Ricava prima il connettivo principale: come devono essere i suoi due lati perché l’intera formula sia 0?
  3. Dai a ogni parte una colonna propria: p ∨ q; ¬(p ∨ q); ¬(p ∨ q) → q.
Mostra la risposta e la spiegazione

Tabelle di verità: una formula con n variabili distinte ha 2ⁿ righe, una per ogni combinazione di valori di verità (1 = vero, 0 = falso). Procedi dall’interno verso l’esterno e dai a ogni sottoformula una colonna propria. ¬a inverte il valore; a ∧ b vale 1 solo quando entrambi valgono 1; a ∨ b vale 0 solo quando entrambi valgono 0; a → b vale 0 solo quando a = 1 e b = 0; a ↔ b vale 1 quando i due lati sono uguali.

Tabella di verità riga per riga

p = 1, q = 1: p ∨ q = 1, ¬(p ∨ q) = 0, ¬(p ∨ q) → q = 1
p = 1, q = 0: p ∨ q = 1, ¬(p ∨ q) = 0, ¬(p ∨ q) → q = 1
p = 0, q = 1: p ∨ q = 1, ¬(p ∨ q) = 0, ¬(p ∨ q) → q = 1
p = 0, q = 0: p ∨ q = 0, ¬(p ∨ q) = 1, ¬(p ∨ q) → q = 0

La riga

p = 0, q = 0 → ¬(p ∨ q) → q = 0

Risposta

p = 0, q = 0
Insiemi, relazioni e funzioniMedia
UMPC

Su 53 studenti del primo anno, 35 hanno superato Matematica (M), 28 hanno superato Fisica (P) e 29 hanno superato Chimica (C). 20 hanno superato M e P, 18 hanno superato M e C, 10 hanno superato P e C, e 6 le hanno superate tutte e tre. Quanti stanno in nessuno dei tre insiemi?

|U| = 53

Calcola |(M ∪ P ∪ C)′|

Mostra i suggerimenti
  1. Riempi il diagramma di Venn dal centro verso l’esterno: prima tutti e tre, poi le coppie, poi i singoli insiemi.
  2. Solo M e P (non C): 20 − 6 = 14. Solo M: 35 − 14 − 12 − 6 = 3.
  3. Almeno un insieme: 35 + 28 + 29 − 20 − 18 − 10 + 6 = 50.
Mostra la risposta e la soluzione passo passo

Insiemi e diagrammi di Venn: A ∪ B contiene gli elementi in A o in B (o in entrambi), A ∩ B gli elementi in entrambi, A − B gli elementi di A che non sono in B, e il complementare A′ tutto ciò che è in U e non in A. In un diagramma di Venn ogni espressione insiemistica è un’unione di regioni, quindi contala regione per regione. Inclusione-esclusione: |A ∪ B| = |A| + |B| − |A ∩ B|, e |A ∪ B ∪ C| = |A| + |B| + |C| − |A ∩ B| − |A ∩ C| − |B ∩ C| + |A ∩ B ∩ C|.

Centro e coppie

M ∩ P ∩ C: 6
M ∩ P solo: 20 − 6 = 14
M ∩ C solo: 18 − 6 = 12
P ∩ C solo: 10 − 6 = 4

Insiemi singoli

M solo: 35 − 14 − 12 − 6 = 3
P solo: 28 − 14 − 4 − 6 = 4
C solo: 29 − 12 − 4 − 6 = 7

Risposta

|M ∪ P ∪ C| = 50
|(M ∪ P ∪ C)′| = 53 − 50 = 3

Risposta

|(M ∪ P ∪ C)′| = 3

Come funziona l’esercitazione

  • “Esercitati su questo corso” mescola esercizi di tutti i suoi argomenti, come in un vero esame.
  • Ogni esercizio ha valori nuovi, così impari il metodo invece di una risposta.
  • Bloccato? Apri prima un piccolo suggerimento e la spiegazione completa solo quando ti serve.
  • Le simulazioni d’esame sono a tempo e senza suggerimenti; alla fine ricevi il punteggio e una revisione completa.

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