WIKIPEFIA
Статья предмета18 мин чтения

Основные концепции

Основные концепции

Опираясь на основы логики и множеств, мы теперь изучим отношения, функции и комбинаторику — три столпа, связывающие абстрактные дискретные структуры с практическими вычислениями.

Отношения

Бинарное отношение RR из множества AA в множество BB — это подмножество A×BA \times B.

Свойства отношений

СвойствоОпределениеПример
РефлексивностьaA:aRa\forall a \in A: aRa\leq на целых числах
СимметричностьaRb    bRaaRb \implies bRa«является братом/сестрой»
АнтисимметричностьaRbbRa    a=baRb \land bRa \implies a = b\leq на целых числах
ТранзитивностьaRbbRc    aRcaRb \land bRc \implies aRc<< на целых числах

Функции

Функция f:ABf: A \to B — это отношение, в котором каждый элемент AA отображается ровно в один элемент BB.

  • Инъекция: разные входы дают разные выходы
  • Сюръекция: каждый элемент кообласти достигается
  • Биекция: и инъекция, и сюръекция одновременно

Комбинаторика

Перестановки

Число способов упорядочить rr элементов из nn различных:

P(n,r)=n!(nr)!P(n, r) = \frac{n!}{(n-r)!}

Сочетания

Число способов выбрать rr элементов из nn (порядок не важен):

(nr)=n!r!(nr)!\binom{n}{r} = \frac{n!}{r!(n-r)!}
from math import comb, perm

n, r = 10, 3
print(f"P({n},{r}) = {perm(n, r)}")   # 720
print(f"C({n},{r}) = {comb(n, r)}")    # 120

Биномиальная теорема

(x+y)n=k=0n(nk)xnkyk(x + y)^n = \sum_{k=0}^{n} \binom{n}{k} x^{n-k} y^k

Принцип Дирихле

Если n+1n + 1 объектов разместить в nn ящиков, то хотя бы один ящик содержит два или более объектов.