离散数学教程(耿素云屈婉玲北京大学出版社)的全部习题解答
更新时间:2023-08-25 20:47:01 阅读量: 教育文库 文档下载
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1
1
1
22003
1
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(chouxiaoya@http://www.77cn.com.cn)
September1,2004
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2002
6
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Contents
1
2
3
7
2
3
2252
66
Chapter1
1.
(1){2};
(2){1,4,9,16,25,36,49,64,81,100,121,144,169,196};(3){1,8,27,64};(4){0,1,2,...};(5){2,3};
(6){a,b,c,d,e,f,g,h,i,j,k,l,m,n,o,p,q,r,s,t,u,v,w,x,y,z}.2.
(1){(x,y)|x,y∈R∧x2+y2<1};(2){θ|θ=π/4+kπ∧k∈Z};(3){x|x∈N∧x<8};
(4){(x,y,z)|x,y,z∈N∧x2+y2=z2(5){x|x∈R∧x2+5x+6=0}.};3.
(1),(4),(5),(6),(8),(9)
4.(1)Proof:
A∈B∧B C
= AA∈∈BB∧∧ (Ax(∈x∈BB→→Ax∈∈CC))= A∈CQ.E.D.
(2)
A={a},B={{a}},C={{a},{b}}
A C
(3)
A={a},B={a,b},C={{a,b},{b,c}}
3
((x/A))(
)
A∈B∧B C
A B∧B∈
C
A∈/C
(4)C
A={a},B={a,b},C={{a,b},{b,c}}
A B∧B∈
A C
5.
A={a},B={{a}},C={{{a}}}
A∈B∧B∈C
A∈/C
6.
(1)0123
{a},{b},{c}
{a,b},{a,c},{b,c}{a,b,c}
{ ,{a},{b},{c},{a,b},{a,c},{b,c},{a,b,c}}
{1},{{2,3}}{{1},{2,3}}
{ ,{1},{{2,3}},{{1},{2,3}}}
{ },{{ }}{ ,{ }}
{ ,{ },{{ }},{ ,{ }}}
{{1,2}}{ ,{{1,2}}}
{{ ,1}},{1}{{ ,1},1}
{ ,{{ ,1}},{1},{{ ,1},1}}
(2)012
(3)012
(4)01
(5)012
7.
8.
(1){4};(2){1,3,5};(3){2,3,4,5};(4){2,3,4,5};(5){ ,{4}};(6){{1},{1,4}}.
4
9.
(1){ 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,12,15,16,18,21,24,27,30,32,64};(2) ;
(3){ 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1,4,5};
(4){ 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1,0,3,4,5,6,9,12,15,18,21,24,27,30}.10.
P(A)={ ,{a}}
PP(A)={ ,{ },{{a}},{ ,{a}}}
(1),(2),(4),(5)
11.Proof:
A B=A
A∩B=(A B)∩B
=(A∩~B)∩B=A∩(~B∩B)=A∩ =
A∩B=
A=A∩E
=A∩(B∪~B)
=(A∩B)∪(A∩~B)= ∪(A∩~B)=A∩~B=A B
A B=A A∩B=
Q.E.D.12.
Lemma1.1A
B
A B=A A∩B=
Proof:
11Q.E.D.
Lemma1.2
A
B
A B= A B
Proof:
A B= ¬ x(x∈(A B))
5
(
)
(A B=A)()()()()
()()(
)(A∩B= )()
(
)
x¬(x∈(A B)) x¬(x∈A∧x∈/B) x¬(x∈A∧¬x∈B) x(¬x∈A∨x∈B) x(x∈A→x∈B)(((∈/(()
)
)
)
)
Q.E.D.
A B(
(1)(A B)∪(A C)=AA∩B∩C= Proof:
(A B)∪(A C)=A A (B∩C)=A
A∩(B∩Q.E.D.
A∩B∩CC=)=
(2)(A B)∪(A C)= A (B∩C)
Proof:
(A B)∪(A C)= A (B∩C)=
Q.E.D.
A (B∩C)
(3)(A B)∩(A C)= A (B∪C)Proof:
(A B)∩(A C)= A (B∪C)=
Q.E.D.
A (B∪C)
(4)(A B)∩(A C)=AA∩(B∪C)= Proof:
(A B)∩(A C)=A A (B∪C)=A
Q.E.D.
A∩(B∪C)=
13.(1)
Lemma1.3A
B
A∩B A
A∩B B
Proof:
6
)
()(Lemma()
1.1)()(Lemma1.2)
()(Lemma1.2)
()(Lemma1.1)
x
x∈A∩B x∈A∧x∈B
= x∈AA∩B AA∩B B
Q.E.D.
((
)
)
Lemma1.4Proof:
A
B
A A∪B
B A∪B
x
x∈A= x∈A∨x∈B
x∈A∪BA A∪B
Q.E.D.
B A∪B
((
)
)
Proof:
(A B) C=(A∩~B)∩~C
A∩~B
(A∩~B)∪(A∩C)=A∩(~B∪C)=A∩~(B∩~C)=A (B C)
Q.E.D.(2)Proof:
()(Lemma1.3)(Lemma1.4)()()()
A∩C=
(1)
A∩C=
(A B) C=(A∩~B)∩~C()
=(A∩~C)∩~B(=(A C)∩~B()=A∩~B(Lemma1.1)=(A∩~B)∪ ()=(A∩~B)∪(A∩C)(A∩C= )
)=A∩(~B∪C)(
=A∩~(B∩~C)()=A (B C)()
xx∈A∧x∈CxB
x∈/(A B) Cx∈A (B C)(A B) C=A (B C)
)
7
Q.E.D.
14.Proof:
B=E∩B
=(A∪~A)∩B
=(A∩B)∪(~A∩B)=(A∩C)∪(~A∩C)=(A∪~A)∩C=E∩C=CQ.E.D.
15.A=B=D=G
C=F=H
16.
(1){3,4,{3},{4}};(2) ;
(3){ ,{ }};
17.
(1){ ,{{ }},{{{ }}},{{ },{{ }}}};(2){ ,{ },{{ }},{ ,{ }}};(3){{ },{{ }}};18.
(1){ ,1,2,3};(2) ;(3) ;(4) .19.
(1)A∪B;(2)A;(3)B.20.
Lemma1.5A,B,C,D
A B∧C D A∪C B∪D
Proof:
8
()()()()
()()(
)
x
x∈A∪C x∈A∨x∈C
(x∈A∨x∈C)∧
(x∈A→x∈B∧x∈C→x∈D)= x∈B∨x∈D((()
)
&
)Q.E.D.
x∈B∪D
(
Lemma1.6A,B,C,D
A B∧C D A∩C B∩D
Proof:
x
x∈A∩C x∈A∧x∈C
(= x∈B∧x∈C(= x∈B∧x∈D(Q.E.D.
x∈B∩D
(
Proof:
A=A∩E
(=A∩(C∪~C)
(=(A∩C)∪(A∩~C)( =(BB∩∩(CC)∪∪~(BC∩)~C)((=B∩E(=B(
Q.E.D.
21.(1)A∩B=AA BProof:
A∩B=A
xx(((xx∈∈AA∩∧Bx x∈A)
( ( ( x x(((x((((¬x¬(xx∈∈∈AAA∧∨∧x∈∈BB)) →xx∈∈AA)
)∧(x∈A→(x∈A∧x∈B)))¬xx∈∈BB)∨∨xx∈∈AA))∧∧((¬¬xx∈∈AA∨∨((xx∈A∧x∈B)))( x((¬x∈A∨x∈A∨¬x∈B)∧(¬x∈A∨(x∈∈AA∧∧xx∈∈BB))))))
((
9
)
)
&)&
)
)
)))
&Lemma1.5))))
)
))
)
)
)
x((((¬¬xx∈∈AA∨∨xx∈∈AA∨)∧¬x(¬∈xB∈)∧
A∨x∈B)))
x((1∨¬x∈B)∧(1∧(¬x∈ x x(1x((¬∧(1∧(¬x∈A∨x∈B)))A∨x∈B)))xx∈∈A∨x∈B)Q.E.D.
A BA→x∈B)(2)A∪B=AB AProof:
A∪B=A
x(x∈A∪B x∈A)
xx(((((xx∈∈AA∨∨xx∈∈BB)) →x∈A)
x x((x(((¬(((¬(xx∈∈AA∨∧x¬x∈∈BB)∨x)∨x∈x∈A∈A)A)∧∧()∧(x¬∈(xA¬x∈∈A→A∨(x∨x∈x∈A∈A∨A∨x∨x∈x∈B∈B)))B))))(¬¬xx∈∈AA∨∨xx∈∈AA∨)∧x(∈¬xB))
∈B∨x∈A))∧
x((1∧(¬x∈B∨x∈A))∧(1∨x x x((1x((¬xx∧∈∈(¬BBx∈B∨x∈A))∧1)∈B))→∨xx∈A)Q.E.D.
B A∈A)(3)A⊕B=A
B=
Proof:
B=
A⊕B=A⊕
=A
A⊕B=A
B= ⊕B
=(A⊕A)⊕B=A⊕(A⊕B)=A⊕A=
10
()(()()
()
)
(
)
(()
()()
(
)
()((()
)()
)
(
)
(B= )(1.7(4))
(1.7(4))(1.7(5))(
1.7(2))(A⊕B=A)(
1.7(5))
)
Q.E.D.(4)Proof:
A∩B=A∪B
A=B
A=B
A∩B=A∩A
=A=A∪A=A∪B
A∩B=A∪B
A=A∪(A∩B)=A∪(A∪B)=(A∪A)∪B=A∪B
=A∪(B∪B)=(A∪B)∪B=(A∩B)∪B=BQ.E.D.
(A=B)()()(A=B)
(
(A∩B((((
(A∩B(
)
=A∪B)))))
=A∪B))
22.(1)
Lemma1.5
Lemma1.6
(2)A={a},C={b},B=D={a,b}A B∧C DA∪B C∪DA=C={a,b},B={a,b,c},D={a,b,d}A B∧C DA∩B C∩D
23.Proof:
x∈B∧x∈/Cx∈/B∧x∈Cx∈B∧x∈/C
x∈Ax∈/A⊕Bx∈A⊕CA⊕B=A⊕Cx∈/Ax∈A⊕Bx∈/A⊕CA⊕B=A⊕Cx∈/B∧x∈C
A⊕B=A⊕C B=C
Q.E.D.
24.(A B) C=(A C) B(A C) (B C)
(A B) C=A (B∪C)
(A B) C=
(A B) C=(A C) B
11
Proof:
(A B) C=(A∩~B)∩~C
=A∩(~B∩~C)=A∩(~C∩~B)=((A∩~C)∩~B)=(A C) B
Q.E.D.
(A B) C=A (B∪C)
Proof:
(A B) C=(A∩~B)∩~C
=A∩(~B∩~C)=A∩~(B∪C)=A (B∪C)
Q.E.D.
(A B) C=(A C) (B C)
Proof:
(A B) C=(A∩~B)∩~C
=(A∩~B∩~C)∪
=(A∩~B∩~C)∪(A∩ )
=(A∩~B∩~C)∪(A∩~C∩C)=(A∩~C∩~B)∪(A∩~C∩C)=(A∩~C)∩(~B∪C)=(A∩~C)∩~(B∩~C)=(A C) (B C)
Q.E.D.25.(1)A;
(2)A B;(3)B A.26.(1)Proof:
A C∧B C
x∈A∪B x∈A∨x∈B
(x∈A∨x∈B)∧
12
x
(()()()
(
(()
((
(()()
()()()
((
(
)
)
)
)))
)
))
(x∈A→x∈C)∧(x∈B→x∈C)= (x∈C)∨(x∈C)= x∈C
A∪B Cx
x∈A= x∈A∨x∈B
= x∈C(((((
&
))))
)
&
A CB C
Q.E.D.
(2)Proof:
C A∧C B
x
x∈C (x∈C)∧(x∈C)
(= (x∈A)∧(x∈B)( x∈A∩B
C A∩B
(x
x∈C= x∈A∩B
(Q.E.D.
x∈A∧x∈B
(
27.Proof:
A
A( ∈PA
( ( { } { } PA∧ PA{ ,∈PPA∧ ∈PPA( { ,{ }}{ }} ((
{ ,∈{ }}PPPPPA∈A
PPPA
{ ,{ }}A
PPPA
A
PA
Q.E.D.
28.
(1) (2),(1) (3),(1) (4),(1) (5)
(1) (2)A B ~B ~A
Proof:
A B x(x∈A→x∈B)
(
13
)&
)
)
&
)
)
1).1)&)1.1)
))
)
x(¬(x∈B)→¬(x∈A)) x(x∈/B→x∈/A) x(x∈~B→x∈~A)((∈/())
)
Q.E.D.
~B ~A(1) (3)
A B ~A∪B=E
Proof:
A B x(x∈A→x∈B)
x(¬(x x∈A)∨(x∈B))x(x∈/A∨x∈B)Q.E.D.
~x((x∈~A∨x∈B)Ax∈~∪BA=∪E
B) 1
(1) (4)
A B A B ~A
Proof:
A B ~A x(x∈A B→x∈~A)
x((x∈A x(¬(x∈A∧∧xx∈/∈/BB)→)x∈~A) x((¬x∈A∨¬x∈/B∨)∨xx∈~∈~AA)) x x((x((¬((¬x¬x∈A∨¬x∈/B)∨x∈/A)x∈∈AA∨∨¬¬x∈xB∈B)∨¬x∈A) x(¬x∈A∨¬x∈A)∨∨x¬x∈∈BA)) x(¬x∈A∨x∈B)Q.E.D.
Ax (xB
∈A→x∈B)(1) (5)
A B A B B
Proof:
A B B x(x∈A B→x∈B)
x((x xx(((¬¬(x∈x∈A∈A∧A∧x∨x∈/¬x∈/B)→x∈B)∈/BB)∨)∨xx∈∈BB))
(
(((((((∈/)
((((
(
(((
)
(
(((∈/((
))))
)
)
)
)))
))
)))
)
)
)
)
)
x((¬x∈A∨¬¬x∈B)∨x∈B) x((¬x∈A∨x∈B)∨x∈B) x(¬x∈A∨x∈B) x(x∈A→x∈B) A B(∈/((((
)
)
)
)
)
Q.E.D.29.Proof:
x
x∈(∩A)∩(∩B) x z∈(z(∩∈AA)∧→xx∈∈(∩z)B∧)
z(= zz(((zz∈∈AA→→xx∈∈zz)
)∧(zz∈∈BB→→xx∈∈z))z)= z((z∈A→x∈z)∨(z∈B→x∈z))
z((¬(z∈A)∨(x∈z))∨(¬(z∈B)∨(x∈ zz((((¬¬((zz∈∈AA))∨∨¬¬((zz∈∈B))∨(x∈z)∨(x∈zz))))) z(¬(z∈A∧z∈B)∨B))∨(x∈z)) zz((zz∈∈AA∧∩zB∈→Bx→∈xz)∈x∈z)z)Q.E.D.
x∈∩(A∩B)30.(1)Proof:
x
x∈P(A)∩P(B) x∈P(A)∧x∈P(B)
x A∧x BQ.E.D.
xx ∈PA(∩AB∩B)
(2)
Lemma1.7
A,B,C
C A C A∪B
15
((((((((((((
(((26
(
))
)))
)
)
))
))
)
)
(2))
)
)
C B C A∪B
Proof:
C A C A∧A A∪B
= C A∪B
C B C A∪B
Q.E.D.
(Lemma1.4)(
)
Lemma1.8A,B,CC A∨C B C A∪BProof:
C A∨B (C A∨C B)∧(C A→C A∪B)
∧(C B→C A∪B)= (C A∪B)∨(C A∪B) C A∪B
Q.E.D.
(Lemma1.7)
)(
(
)
Proof:
x
x∈P(A)∪P(B) x∈P(A)∨x∈P(B)
x A∨x B= x A∪B x∈P(A∪B)
Q.E.D.
()()(Lemma1.8)()
31.193
32.10
55
|A∩B|+|A∩C|+|B∩C|
|A∩B|+|A∩C|+|B∩C| 2|A∩B∩C|
33.
k→∞
Ak=[0,1]
34.
k→∞
Bk=
16
35.
k→∞
Ak={0}
36.
Proof:
2
Lemma1.9FG
n(n∈N+∧ k(k∈N+∧k≥n→(F(k)∧G(k)))) n1(n1∈N+∧ k(k∈N+∧k≥n1→F(k)))
∧ n2(n2∈N+∧ k(k∈N+∧k≥n2→G(k)))
x(A(x)∧B(x))= xA(x)∧ xB(x)
”
n=max(n1,n2)
k(k∈N+∧k≥n→(k≥n1∧k≥n2))
“
Q.E.D.
(1)
lim
k→∞Bk lim
k→∞k→∞
Ak∪limAk∨x∈lim
2
n2,n1<n2
)
(
(
n1>n2,n1=
outline)
17
n0(n0∈N+∧ k(¬(k∈N+∧k≥n0)∨(x∈Ak∨x∈Bk))) n0(n0∈N+∧ k(k∈N+∧k≥n0→(x∈Ak∨x∈Bk))) n0(n0∈N+∧ k(k∈N+∧k≥n0→x∈Ak∪Bk))(((
)
))
x∈lim
(Akk) lim
k→∞
∪Bklim→∞
Bk
lim
klim→∞
Ak∪lim
k→∞(Ak
(1)x
∪Bk)
Ak
n0(x)
k≥n0(x)
x∈Akk
x∈/(Ak∪Bk)
k
(Akk→∞
∪Bk) lim
klim→∞
Bk
lim
klim→∞
Ak∪lim
Akk→∞
∪
klim→∞
Ak∪
klim→∞
Ak∪lim
klim→∞
Ak∪
x∈lim
k→∞(Ak∪Bk)x∈Bkx∈
k→∞
limAk∪
k→∞
lim(Ak∪Bk)
k→∞
limBk
x∈
limk→∞Ak∧x∈/
limAk∪lim(Ak∪Bk)
limk→∞(Ak∪
limk→∞Ak∪
Bk)
k→∞
k→∞
limAk∪
k→∞
x
x∈ x∈
k→∞
limBk
k→∞
limBk
((
))
)
n(n∈N+→( k(k∈N+∧k≥n∧x∈Ak)))∨
n(n∈N+→( k(k∈N+∧k≥n∧x∈Bk)))= n(n∈N+→( k(k∈N+∧k≥n∧x∈Ak)∨
k(k∈N+∧k≥n∧x∈Bk)))
n(n∈N+→ k((k∈N+∧k≥n∧x∈Ak)∨
(k∈N+∧k≥n∧x∈Bk)))
n(n∈N+→ k(k∈N+∧k≥n∧(x∈Ak∨x∈Bk))) n(n∈N+→ k(k∈N+∧k≥n∧x∈Ak∪Bk)) x∈
((((
))
)
k→∞
lim(Ak Bk)
((
n(n∈N+→ k(k∈N+∧k≥n∧x∈(Ak Bk))) n(n∈N+→ k(k∈N+∧k≥n∧x∈Ak∧x∈/Bk)) n(n∈N+→ k(k∈N+∧k≥n∧x∈Ak∧
19
))
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