Průvodce IB000 Matematické základy informatiky
Cvičení 6: Vlastnosti funkcí, induktivní definice
Pro toto cvičení může být vhodné zopakovat látku o obecném skládání relací....
Funkce a permutace, inverze a skládání
- Vlastnosti funkcí (prostá, na, bijektivní), jejich vztah k inverzím funkcím. Skládání funkcí coby speciálních relací - proč se jedná o totéž jako u "přirozeného skládání" stylem g(f(x)).
- Permutace, jejich vyjádření a zobrazení ("šipečkami") na malé konečné množině. Reprezentace permutací cykly, skládání permutací.
Induktivní definice a speciálně induktivně definované uzávěry relací
Toto téma je z celé oblasti relací a funkcí to nejobtížnější k pochopení...- Induktivní definice množiny, induktivní definice funkce z množiny - opětovné vysvětlení pojmů z přednášky na konkrétních příkladech. Například Tichá pošta - první hráč je bázickým prvkem, každý další hráč je do hry "indukován" tím, že mu předchozí pošeptá slovo, funkční hodnotou každého hráče je, jaké slovo vymyslel/slyšel... Tato hra může být i rozvětvená s více koncovými hráči. Jak se v rozvětvené verzi projeví požadavek jednoznačnosti induktivní definice?
Rozebrání z přednášky Lekce 6 do podrobností- ukázky z manuálu unixového příkazu "test EXPRESSION",
- Příkladu 6.10/11 "Jednoduché aritmetické výrazy".
- Volitelně další ukázky induktivních definic "z reálného života", nejspíše příklady definic syntaxe a sémantiky v informatických oblastech, které by už snad studenti mohli znát.
- Reflexivní, symetrický, tranzitivní uzávěr relace jako speciální případy induktivních definic. Procvičení především tranzitivního uzávěru na obrázcích a jinak.
- Zdůrazňujeme, že tranzitivní uzávěr je nejlepší hledat a pochopit na grafu relace ("po šipečkách")!
Možné příklady k procvičení skládání funkcí
- Funkce f: Z->Z je dána jedním z níže uvedených vztahů. Úkolem je určit, jestli se jedná o funkci prostou, surjektivní nebo také bijekci:
- f(x) = x+7, f(x) = 3x+1
- f(x) = x^2+x+1
- f(x) = x^3+3x^2+3x+1, f(x) = x^3-9x
- Jak se změní odpovědi v předchozí otázce, pokud se změní obory funkce f na f: R->R ?
- Níže jsou dány funkce f,g. Vypočítejte složení "f po g" i složení "g po f", tj. funkce f(g(x)) a g(f(x)), a porovnejte je mezi sebou:
- f(x) = 2x+3, g(x) = 3x-1
- f(x) = x-1, g(x) = x^2-2x+3
- Níže jsou dány funkce f,h : R->R. Určete funkci g: R->R takovou, aby platilo, že složení "g po f" je rovno funkci h, neboli zjednodušeným zápisem g(f(x)) = h(x) :
- f(x) = x+2, h(x) = 3x-9
- f(x) = x-1, h(x) = 5
- f(x) = 2x-1, h(x) = 4x+3
- Vyjádřete aritmetickým vzorcem inverzní funkci k funkci f(x) = 2x+6.
- Na jakém definičním oboru funkce f vyjádřené jako f(x) = x^2-2x+1 existuje inverzní funkce k f ?
Možné příklady k procvičení permutací
- Permutace P množiny {1,2,3,4,5,6,7} je dána níže uvedeným seřazením svých prvků. Vyjádřete ji pomocí jejích cyklů.
- P = (7,6,3,2,1,4,5)
- P = (2,6,5,7,4,3,1)
- P = (2,3,7,6,1,4,5)
- Dokažte, že složení dvou permutací na stejné množině je opět permutace.