Obsah přednášky Informace o předmětu OOO Motivace oo Principy matematiky ooooooo Základy matematiky a statistiky pro humanitní obory I Pavel Rychlý Vojtěch Kovář Fakulta informatiky, Masarykova univerzita Botanická 68a, 602 00 Brno, Czech Republic {pary, xkovar3}@fi.muni.cz část 1 Pavel Rychlý, Vojtěch Kovář Fl MU Brno Základy matematiky a statistiky pro humanitní obory 1 Obsah přednášky Informace o předmětu OOO Motivace oo Principy matematiky ooooooo Obsah přednášky Informace o předmětu Motivace Principy matematiky Pavel Rychlý, Vojtěch Kovář Fl MU Brno Základy matematiky a statistiky pro humanitní obory 1 Obsah přednášky Informace o předmětu Motivace Principy matematiky •OO OO ooooooo Informace o předmětu Informace o předmětu ■ Obsah předmětu ■ průřez vysokoškolskou matematikou ■ forma srozumitelná studentům s humanitním zaměřením (lingvistika) ■ Ukončení předmětu ■ zkouška (formou dvou písemek) ■ 25 % bodů vnitrosemestrální písemka: 10. 11. ■ 75 % bodů závěrečná písemka ■ Úspěšné ukončení ■ min. 60 % bodů z písemek Pavel Rychlý, Vojtěch Kovář Základy matematiky a statistiky pro humanitní obory I Fl MU Brno Obsah přednášky Informace o předmětu Informace o předmětu omo Motivace oo Principy matematiky ooooooo Organizační poznámky ■ Cvičení ■ nově není ■ bude kompenzováno procvičováním během přednášky ■ 3. listopadu ■ přednáška nebude Pavel Rychlý, Vojtěch Kovář Fl MU Brno Základy matematiky a statistiky pro humanitní obory 1 Obsah přednášky Obsah předmětu Informace o předmětu Motivace oo Principy matematiky ooooooo Obsah předmětu ■ Okruhy ■ výroková logika, důkazy, indukce ■ základy teorie množin, čísla, relace, funkce ■ ekvivalence, uspořádání ■ úvod do formální lingvistiky, jazyk jako množina, formální gramatika ■ kombinatorika, popisná statistika ■ Zdroje informací ■ studijní text k předmětu ■ literatura na stránce předmětu (přesahuje rámec předmětu) ■ slidy, texty a příklady ve studijních materiálech ■ diskusní fórum, konzultační hodiny Pavel Rychlý, Vojtěch Kovář Základy matematiky a statistiky pro humanitní obory I Fl MU Brno Obsah přednášky Rozdíl mezi SŠ a VŠ matematikou Informace o předmětu OOO Motivace •o Principy matematiky ooooooo Rozdíl mezi SS a VS matematikou ■ Středoškolská matematika ■ = počty s čísly: ■ kolik budu platit v obchodě (sčítání) ■ —^ jaké daně budu mít (zlomky, procenta) ■ —>► k čemu to ***** je? (matice, integrály) ■ Vysokoškolská matematika ■ = umění abstrakce + přemýšlení v obecnostech ■ —> zásobárna abstraktních pojmů ■ —> přesné definice ■ —> spolehlivé vyvozování závěrů (důkazy) ■ —> základ pro všechny technické obory Pavel Rychlý, Vojtěch Kovář Základy matematiky a statistiky pro humanitní obory I Fl MU Brno Obsah přednášky Proč potřebují lingvisté matematiku? Informace o předmětu OOO Motivace om Principy matematiky ooooooo Proč potřebují lingvisté matematiku? ■ Počítačová lingvistika ■ zpracování jazyka na počítačích ■ potřeba solupracovat s technicky zaměřenými lidmi ■ —> pochopit jejich způsob myšlení ■ počítačové modely jazyka jsou založeny na matematických faktech ■ Abstraktní myšlení ■ schopnost rozumově uchopit složité pojmy ■ —> snazší pochopení lingvistických modelů ■ schopnost zobecňovat ■ schopnost rozkládat složité problémy na jednodušší ■ —> nejsou tak důležité vědomosti samotné jako dovednosti, kterým se při jejich vstřebávání naučíte Pavel Rychlý, Vojtěch Kovář Fl MU Brno Základy matematiky a statistiky pro humanitní obory 1 Obsah přednášky Principy vysokoškolské matematiky Informace o předmětu OOO Motivace oo Principy matematiky •oooooo Principy vysokoškolské matematiky ■ Středoškolská matematika ■ návody, jak něco spočítat ■ Vysokoškolská matematika ■ soubor poznatků o abstraktních pojmech ■ styl definice - věta - důkaz : ■ definice = vymezení pojmu ■ "celé číslo x je sudé, pokud existuje takové celé y, že y * 2 = x" ■ věta = formulace poznatku o definovaných pojmech ■ " 10 je sudé číslo" ■ důkaz = ověření pravdivosti věty krok za krokem ■ 10 = 5 * 2 (zákl. aritmetika) ■ 5 * 2 je sudé (definice) ■ tedy 10 je sudé Pavel Rychlý, Vojtěch Kovář Základy matematiky a statistiky pro humanitní obory I Fl MU Brno Obsah přednášky Typy důkazů Informace o předmětu OOO Motivace oo Principy matematiky 0*00000 Typy důkazů ■ Přímý důkaz ■ použitím definic a známých faktů přímo odvodíme znění věty ■ Důkaz sporem ■ předpokládáme, že věta neplatí (platí její negace) ■ použitím definic a známých faktů odvodíme spor ■ (např. 1 = 0 nebo neplatnost některého z předpokladů) ■ Důkaz indukcí ■ dokazujeme něco pro posloupnost objektů ■ priste Pavel Rychlý, Vojtěch Kovář Fl MU Brno Základy matematiky a statistiky pro humanitní obory 1 Obsah přednášky Ukázky důkazů Informace o předmětu OOO Motivace oo Principy matematiky OO0OOOO Ukázky důkazů ■ Mějme definováno (znáte ze SŠ) ■ celá čísla (1, 2, 3, 0, -1, -2, ...) ■ sčítání, odčítání, násobení a dělení na celých číslech ■ dělitele (x je dělitelem a, pokud a/x je celé) ■ racionální čísla (r/s taková, že r a s jsou celá a nemají společného dělitele jiného než 1 a -1) ■ druhou mocninu (a2 = a * a) ■ druhou odmocninu (^/a = n, pokud n * n = a) Pavel Rychlý, Vojtěch Kovář Fl MU Brno Základy matematiky a statistiky pro humanitní obory I Obsah přednášky Ukázky důkazů Informace o předmětu OOO Motivace oo Principy matematiky OOOÄOOO Ukázka důkazu ■ Věta ■ pokud 2 * x2 = y2, pak y je sudé ■ (pro x,y celá) Pavel Rychlý, Vojtěch Kovář Fl MU Brno Základy matematiky a statistiky pro humanitní obory 1 Obsah přednášky Ukázky důkazů Informace o předmětu OOO Motivace oo Principy matematiky oooo«oo Ukázka důkazu ■ Důkaz (sporem) ■ předpokládejme, že y je liché ■ tedy existuje celé k tak, že y = 2/c + 1 ■ úpravou původní věty dostáváme: ■ 2x2 = (2/c + l)(2/c + 1) ■ dále roznásobíme závorku: ■ 2x2 = 4/c2 + 4/c + 1 ■ vytkneme 2 z části pravé strany: ■ 2x2 = 2 * (2/c2 + 2/c) + 1 ■ odečtením výrazu 2 * (2/c2 + 2/c) a vytknutím 2 z levé strany dostaneme: ■ 2 * (x2 - (2/c2 + 2/c)) = 1 ■ tedy 1 je sudé číslo, což je spor. Pavel Rychlý, Vojtěch Kovář Základy matematiky a statistiky pro humanitní obory I Fl MU Brno Obsah přednášky Ukázky důkazů Informace o předmětu OOO Motivace oo Principy matematiky OOOOO0O Ukázka důkazu ■ Věta ■ a/2 není racionální číslo. Pavel Rychlý, Vojtěch Kovář Fl MU Brno Základy matematiky a statistiky pro humanitní obory I Obsah přednášky Informace o předmětu Motivace ooo oo Ukázky důkazů Ukázka důkazu Principy matematiky 000000« ■ Důkaz (sporem) ■ předpokládejme, že a/2 je racionální číslo. ■ tedy a/2 = r/s, kde ras jsou celá a nemají společného dělitele ■ úpravou dostaneme: a/2 * s = r ■ 2 * s2 = r2 ■ tedy r je sudé, tj. r — 2 * c pro nějaké celé c ■ nahrazením dostaneme: 2*s2 = 2*c*2*c ■ s2 = 2 * c2 ■ tedy s je také sudé ■ r i s jsou sudá, tedy mají společného dělitele 2 , což je spor s předpokladem. < □ ► < ► < 1 ► 1 -O Q. O Pavel Rychlý, Vojtěch Kovář Základy matematiky a statistiky pro humanitní obory 1 Fl MU Brno