Matemática Discreta: exercícios e questões de prova

A matemática da ciência da computação e de toda demonstração: lógica proposicional e quantificadores, conjuntos, relações e funções, grafos com caminhos mínimos e árvores geradoras, e teoria dos números até o RSA. As questões de prova pedem respostas exatas, então uma tabela ou um diagrama bem feito vale mais do que uma calculadora.

Pacote de revisão (PDF)Formulários, etapas dos métodos e exercícios com soluções completas, prontos para imprimir.

Tópicos desta disciplina

  1. Lógica proposicional e demonstraçõestabelas-verdade · equivalências e métodos de demonstração · quantificadores e argumentoscálculos
  2. Conjuntos, relações e funçõesdiagramas de Venn e subconjuntos · inclusão–exclusão e relações · funções e contagemcálculos
  3. Teoria dos grafosgraus e arestas · caminhos eulerianos e árvores · caminhos mínimos e árvores geradorascálculos
  4. Teoria dos números e aritmética modularmdc e restos · inversos e congruências · potências modulares e RSAcálculos

Dicas de prova para Matemática Discreta

  • Escreva a tabela-verdade ou o diagrama de Venn: a maioria dos erros vem de pular uma linha ou uma região.
  • Para refutar uma afirmação, basta um contraexemplo; para prová-la, verifique todos os casos ou dê um argumento geral.
  • Na aritmética modular, reduza depois de cada passo e mantenha os restos entre 0 e n − 1.

Exemplos resolvidos

Lógica proposicional e demonstraçõesFácil
pq¬(p ∨ q) → q11100100

Exatamente uma linha da tabela-verdade torna ¬(p ∨ q) → q falsa. Clique nessa linha.

¬(p ∨ q) → q
  1. 1p = 1, q = 1
  2. 2p = 1, q = 0
  3. 3p = 0, q = 1
  4. 4p = 0, q = 0
Mostrar dicas
  1. a → b vale 0 somente quando a = 1 e b = 0. ¬a inverte o valor. a ∨ b vale 0 somente quando ambos valem 0.
  2. Descubra primeiro o conectivo principal: como devem ser seus dois lados para que a fórmula inteira seja 0?
  3. Dê a cada parte a sua própria coluna: p ∨ q; ¬(p ∨ q); ¬(p ∨ q) → q.
Mostrar a resposta e a explicação

Tabelas-verdade: uma fórmula com n variáveis diferentes tem 2ⁿ linhas, uma para cada combinação de valores lógicos (1 = verdadeiro, 0 = falso). Trabalhe de dentro para fora e dê a cada subfórmula a sua própria coluna. ¬a inverte o valor; a ∧ b vale 1 somente quando ambos valem 1; a ∨ b vale 0 somente quando ambos valem 0; a → b vale 0 somente quando a = 1 e b = 0; a ↔ b vale 1 quando os dois lados são iguais.

Tabela-verdade linha por linha

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

A linha

p = 0, q = 0 → ¬(p ∨ q) → q = 0

Resposta

p = 0, q = 0
Conjuntos, relações e funçõesMédia
UMPC

De 53 estudantes do primeiro ano, 35 foram aprovados em Matemática (M), 28 foram aprovados em Física (P) e 29 foram aprovados em Química (C). 20 foram aprovados em M e P, 18 foram aprovados em M e C, 10 foram aprovados em P e C, e 6 foram aprovados nas três. Quantos estão em nenhum dos três conjuntos?

|U| = 53

Calcule |(M ∪ P ∪ C)′|

Mostrar dicas
  1. Preencha o diagrama de Venn do centro para fora: primeiro os três, depois os pares, depois os conjuntos individuais.
  2. Somente M e P (não C): 20 − 6 = 14. Somente M: 35 − 14 − 12 − 6 = 3.
  3. Pelo menos um conjunto: 35 + 28 + 29 − 20 − 18 − 10 + 6 = 50.
Mostrar a resposta e a solução passo a passo

Conjuntos e diagramas de Venn: A ∪ B contém os elementos que estão em A ou B (ou ambos), A ∩ B os elementos que estão em ambos, A − B os elementos de A que não estão em B, e o complemento A′ tudo em U que não está em A. Num diagrama de Venn toda expressão de conjuntos é uma união de regiões, então conte-a região por região. Inclusão–exclusão: |A ∪ B| = |A| + |B| − |A ∩ B|, e |A ∪ B ∪ C| = |A| + |B| + |C| − |A ∩ B| − |A ∩ C| − |B ∩ C| + |A ∩ B ∩ C|.

Centro e pares

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

Conjuntos individuais

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

Resposta

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

Resposta

|(M ∪ P ∪ C)′| = 3

Como a prática funciona

  • “Praticar esta disciplina” mistura exercícios de todos os seus tópicos, como numa prova de verdade.
  • Cada exercício tem valores novos, então você aprende o método em vez de decorar uma resposta.
  • Travou? Abra primeiro uma dica pequena, e a explicação completa só quando precisar.
  • Os exames simulados são cronometrados e não têm dicas; no final você recebe sua nota e uma revisão completa.

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