Bir Venn şeması çizin ve küme ifadesine hangi bölgelerin ait olduğuna bölge bölge karar verin.
Sayma sorularında bölgeleri ortadan dışa doğru doldurun: önce tüm kümelerin kesişimi, sonra ikili kesişimler, sonra tek kümeler, en son dış bölge.
Kontrol için dahil etme–dışarıda bırakma ilkesini kullanın: |A ∪ B| = |A| + |B| − |A ∩ B|.
Bir bağıntı için her özelliği tüm çiftlerde sınayın; özellik sağlanmıyorsa bir karşı örnek verin.
Bir fonksiyon için B’nin her elemanına gelen okları sayın: en çok bir ok varsa birebirdir, en az bir ok varsa örtendir.
Graf kuramı
El sıkışma lemması
Σ deg(v) = 2|E|
Tam graflar
|E(Kn)| = n(n − 1)/2, |E(Km,n)| = m·n
Düzgün (regüler) graf
|E| = n·k/2
Ağaç ve orman
|E| = n − 1, |E| = n − c
Ağacın yaprakları
L = 2 + Σ (deg(v) − 2) over deg(v) ≥ 3
Euler
devre: tüm derecelerin çift olması; yol: tam olarak 2 tek derece
Kn içindeki Hamilton devreleri
(n − 1)!/2
Dijkstra güncellemesi
d(v) = min(d(v), d(u) + w(u, v))
L uzunluğundaki gezintiler
(Mᴸ)ij
Yöntem
Her köşenin derecesini yazın; dereceler toplamı kenar sayısının iki katıdır.
Euler sorularında grafın bağlantılı olduğunu denetleyin ve derecesi tek olan köşeleri sayın.
Ağaçlarda n − 1 kenarı ve el sıkışma lemmasını kullanın.
Dijkstra için geçici uzaklıkların bir tablosunu tutun ve her turda henüz kesinleşmemiş köşelerden en küçük uzaklığa sahip olanı kesinleştirin.
En küçük kapsayan ağaç için kenarları ağırlığa göre sıralayın ve bir döngü kapatan her kenarı atlayın (Kruskal) ya da bir başlangıç köşesinden tek bir ağaç büyütün (Prim).
Sayılar kuramı ve modüler aritmetik
Kalanlı bölme
a = q·n + r, 0 ≤ r < n
Öklid
gcd(a, b) = gcd(b, a mod b)
En küçük ortak kat
lcm(a, b) = a·b/gcd(a, b)
Ters
a·a⁻¹ ≡ 1 (mod n), gcd(a, n) = 1
Doğrusal denklik
a·x ≡ b → x ≡ a⁻¹·b (mod n)
Euler’in φ fonksiyonu
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
Yöntem
Önce her sayıyı n modunda indirgeyin; kalanlar 0 ile n − 1 arasındadır.
EBOB için Öklid algoritmasıyla art arda bölün; sıfırdan farklı son kalan EBOB’dur.
Bir ters için genişletilmiş algoritmayı çalıştırın ve a’nın katsayısını alın; negatifse n ekleyin.
a·x ≡ b denkliğini a⁻¹ ile çarparak çözün; iki denkliği x = r₁ + m₁k yazarak birleştirin.
Kuvvetler için üssü ikilik tabanda yazın ve art arda kare alın; RSA’da d = e⁻¹ mod φ(n) ve φ(n) = (p − 1)(q − 1)’dir.
2Alıştırma soruları
1.Önermeler mantığı ve ispatlarOrta
c → ¬b önermesini karşıt değil yoluyla ispatlamak istiyorsunuz. Bunun yerine hangi gerektirmeyi ispatlarsınız? Üzerine tıklayın.
c → ¬b
1¬¬b → ¬c
2¬c → ¬¬b
3c ∧ ¬¬b
4¬b → c
2.Önermeler mantığı ve ispatlarZor
Öncülleri r ∨ q; r ve sonucu ¬q olan argüman geçersizdir. Doğruluk tablosunda karşı örnek olan satıra tıklayın.
r ∨ qr∴ ¬q
1q = 1, r = 1
2q = 1, r = 0
3q = 0, r = 1
4q = 0, r = 0
3.Kümeler, bağıntılar ve fonksiyonlarOrta
71 kişilik bir ankete göre 38 kişinin dizüstü bilgisayarı (L), 36 kişinin tableti (T) var ve 8 kişinin ikisi de var. Kaçı iki kümede de yok?
|U| = 71|L| = 38|T| = 36|L ∩ T| = 8
|(L ∪ T)′| =
4.Kümeler, bağıntılar ve fonksiyonlarZor
{1, …, 6} üzerindeki bir R denklik bağıntısının sınıfları {3, 4, 5}, {1, 6}, {2}’dir. R kaç sıralı çift içerir? Sayıya |R| deyin.
{3, 4, 5}{1, 6}{2}
|R| =
5.Graf kuramıOrta
Bir ağacın derecesi 3 olan 2 köşe, derecesi 2 olan 2 köşe vardır ve diğer tüm köşeleri yapraktır (derece 1). Kaç yaprağı (L) vardır?
2 × deg 32 × deg 2
L =
6.Graf kuramıZor
Prim algoritması F köşesinden başlayarak en küçük kapsayan ağacı kurar. 2. kenar olarak eklediği kenara tıklayın.
başlangıç: Fk = 2
1kenar AB
2kenar AC
3kenar BC
4kenar BD
5kenar CE
6kenar DE
7kenar DF
8kenar EF
9kenar GB
10kenar GC
11kenar GD
12kenar GE
7.Sayılar kuramı ve modüler aritmetikOrta
Euler’in φ fonksiyonunu bulun, φ(539): 1’den 539’e kadar 539 ile aralarında asal olan tam sayıların sayısı.
n = 539 = 72·11
φ(539) =
8.Sayılar kuramı ve modüler aritmetikZor
234 mod 21 değerini bulmak için tekrarlı kare almayı kullanın.
a = 2k = 34n = 21
234 mod 21 =
3Çözeltiler
1.Önermeler mantığı ve ispatlar
Cevap: ¬¬b → ¬c
Mantıksal denklik: doğruluk tablosunun her satırında aynı değere sahip iki formül denktir (≡). Totoloji her satırda 1, çelişki her satırda 0’dır; olumsallık ikisi de değildir. Yararlı kurallar: De Morgan, ¬(a ∧ b) ≡ ¬a ∨ ¬b ve ¬(a ∨ b) ≡ ¬a ∧ ¬b; a → b ≡ ¬a ∨ b ≡ ¬b → ¬a (karşıt değil); ¬(a → b) ≡ a ∧ ¬b; ve dağılma kuralları, a ∨ (b ∧ c) ≡ (a ∨ b) ∧ (a ∨ c).
Gerektirmenin parçaları
a = c, b = ¬b
Karşıt değil
¬b → ¬a = ¬¬b → ¬c
Cevap
¬¬b → ¬c
Karşıt değil özgün önermeye denktir; bu yüzden onu ispatlamak önermeyi ispatlar.
2.Önermeler mantığı ve ispatlar
Cevap: q = 1, r = 1
Niceleyiciler ve argümanlar: ¬∀x P(x) ≡ ∃x ¬P(x) ve ¬∃x P(x) ≡ ∀x ¬P(x). Değili içeri taşıyın, geçtiği her niceleyiciyi değiştirin ve iç formülün değilini ¬(a → b) ≡ a ∧ ¬b gibi önermeler mantığı kurallarıyla alın. Tüm öncüllerin 1 olduğu her satırda sonuç da 1 ise bir argüman geçerlidir. Öncüllerin doğru, sonucun yanlış olduğu tek bir satır bir karşı örnektir ve argümanın geçersiz olduğunu gösterir.
Öncüller ve sonuç satır satır
q = 1, r = 1: 1 1 | 0
q = 1, r = 0: 1 0 | 0
q = 0, r = 1: 1 1 | 1
q = 0, r = 0: 0 0 | 1
Karşı örnek
q = 1, r = 1
Cevap
q = 1, r = 1
Bu biçimdeki bir argüman geçerli bir kurala benzer, ama geçerli olmadığını göstermek için tek bir satır yeter.
3.Kümeler, bağıntılar ve fonksiyonlar
Cevap: |(L ∪ T)′| = 5
Kümeler ve Venn şemaları: A ∪ B, A’da ya da B’de (veya her ikisinde) olan elemanları, A ∩ B her ikisinde de olanları, A − B A’nın B’de olmayan elemanlarını ve tümleyen A′ U’da A’da olmayan her şeyi içerir. Bir Venn şemasında her küme ifadesi bölgelerin bir birleşimidir; bu yüzden onu bölge bölge sayın. Dahil etme–dışarıda bırakma: |A ∪ B| = |A| + |B| − |A ∩ B| ve |A ∪ B ∪ C| = |A| + |B| + |C| − |A ∩ B| − |A ∩ C| − |B ∩ C| + |A ∩ B ∩ C|.
Bölgeler
L ∩ T: 8
L − T: 38 − 8 = 30
T − L: 36 − 8 = 28
(L ∪ T)′: 71 − (30 + 28 + 8) = 5
Cevap
|(L ∪ T)′| = 5
Cevap
|(L ∪ T)′| = 5
4.Kümeler, bağıntılar ve fonksiyonlar
Cevap: |R| = 14
Bağıntılar: bir X kümesi üzerindeki bir R bağıntısı, sıralı (x, y) çiftlerinin kümesidir. X’teki her x için (x, x) ∈ R ise R yansıyandır; (x, y) ∈ R her zaman (y, x) ∈ R ile birlikte geliyorsa simetriktir; (x, y) ve (y, x) yalnızca x = y ise birlikte R’deyse ters simetriktir; R’deki (x, y) ve (y, z) (x, z) ∈ R’yi zorunlu kılıyorsa geçişlidir. Denklik bağıntısı yansıyan, simetrik ve geçişlidir ve X’i ayrık sınıflara böler.
Sınıf başına çiftler
|R| = 3² + 2² + 1² = 14
Cevap
|R| = 14
5.Graf kuramı
Cevap: L = 4
Euler, Hamilton ve ağaçlar: bağlantılı bir grafın tüm köşelerinin derecesi çiftse bir Euler devresi (her kenar bir kez, başlangıca dönüş), tam olarak iki köşenin derecesi tekse devre olmayan bir Euler yolu vardır; yol bir tek dereceli köşeden ötekine gider. Bir Hamilton devresi her köşeyi bir kez ziyaret eder; Kn grafında bunlardan (n − 1)!/2 tane vardır. n köşeli bir ağacın n − 1 kenarı vardır ve m kenarlı bağlantılı bir graf m − n + 1 kenar kaldırıldıktan sonra bir kapsayan ağaç bırakır.
Bir ağaç için el sıkışma lemması
L + 10 = 2(L + 4) − 2
L = 4
Cevap
L = 4
Kısayol: L = 2 + Σ (d − 2); toplam, derecesi d ≥ 3 olan köşeler üzerindendir.
6.Graf kuramı
Cevap: kenar BD
En kısa yollar ve kapsayan ağaçlar: Dijkstra algoritması her turda bir köşeyi kesinleştirir: geçici uzaklığı en küçük olan, henüz kesinleşmemiş köşeyi. Uzaklığı artık kesindir ve her komşu v için d(v) = min(d(v), d(u) + w(u, v)) alınır. Kruskal algoritması en küçük kapsayan ağacı, kenarları hafiften ağıra alıp bir döngü kapatacak kenarları atlayarak kurar; Prim algoritması bir başlangıç köşesinden tek bir ağaç büyütür ve her seferinde ağaçtan çıkan en hafif kenarı ekler. n köşeli bir kapsayan ağacın n − 1 kenarı vardır.
Prim algoritması
1. DF (2)
2. BD (7)
3. AB (6)
4. AC (3)
5. GB (9)
6. DE (11)
kenar numarası 2
BD
Cevap
kenar BD
7.Sayılar kuramı ve modüler aritmetik
Cevap: φ(539) = 420
Tersler ve denklikler: a’nın n modunda tersi, tam olarak ebob(a, n) = 1 olduğunda vardır. Genişletilmiş Öklid algoritması 1 = s·n + t·a yazar ve sonra a⁻¹ ≡ t (mod n) olur. ebob(a, n) = 1 olan a·x ≡ b (mod n) denkliğinin çözümü x ≡ a⁻¹·b’dir. Modülleri aralarında asal olan x ≡ r₁ (mod m₁) ve x ≡ r₂ (mod m₂) denkliklerinin m₁·m₂ modunda bir çözümü vardır (Çin kalan teoremi). Euler’in φ(n) fonksiyonu 1’den n’ye kadar n ile aralarında asal olan sayıları sayar: φ(n) = n·∏(1 − 1/p).
Asal çarpanlar
539 = 72·11
φ değeri
φ(539) = φ(49)·φ(11) = 42·10 = 420
Cevap
φ(539) = 420
8.Sayılar kuramı ve modüler aritmetik
Cevap: 234 mod 21 = 16
Modüler kuvvetler ve RSA: aᵏ mod n değerini tekrarlı kare almayla hesaplayın: k’yi ikilik tabanda yazın, kare alın, her adımdan sonra indirgeyin ve biti 1 olan kuvvetleri çarpın. Fermat: a’yı bölmeyen bir p asalı için aᵖ⁻¹ ≡ 1 (mod p); dolayısıyla üs p − 1 modunda indirgenebilir. RSA: p ve q asallarını seçin, n = p·q ve φ(n) = (p − 1)(q − 1); genel üs e, φ(n) ile aralarında asaldır ve özel üs d = e⁻¹ mod φ(n)’dir. c = mᵉ mod n ile şifreleyin ve m = cᵈ mod n ile çözün.