Obsah přednášky Informace o předmětu Motivace Principy matematiky ooo oo ooooooo Základy matematiky a statistiky pro humanitní obory 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 Základy matematiky a statistiky pro humanitní obory I :l MU Brno Obsah přednášky Informace o předmětu ooo Motivace oo Principy matematiky ooooooo Obsah přednášky Q Informace o předmětu Q Motivace Q Principy matematiky Pavel Rychlý, Vojtěch Kovář Základy matematiky a statistiky pro humanitní obory I :l MU Brno 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: 7.11. ■ 75 % bodů závěrečná písemka ■ Úspěšné ukončení ■ min. 60 % bodů z písemek Obsah přednášky Informace o předmětu Informace o předmětu omo Motivace Principy matematiky ooooooo Organizační poznámky Je možné, že některé přednášky odpadnou ■ 10.10. ■ bude upřesněno e-mailem Pavel Rychlý, Vojtěch Kovář Základy matematiky a statistiky pro humanitní obory I :l MU Brno 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, osobní konzultace 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 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 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 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 Základy matematiky a statistiky pro humanitní obory I :l MU Brno 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 (y^ = 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 ■ pro libovolná celá x,y platí, že ■ pokud 2 * x2 = y2, pak y je sudé 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 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) + l ■ 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 :l MU Brno Obsah přednášky Ukázky důkazů Informace o předmětu ooo Motivace oo Principy matematiky OOOOO0O Ukázka důkazu ■ Věta ■ \f2 není racionální číslo. 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 000000« Ukázka důkazu ■ Důkaz (sporem) ■ předpokládejme, že y/2 je racionální číslo. ■ tedy \[2 — r/s, kde ras jsou celá a nemají společného dělitele ■ úpravou dostaneme: y/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. •<[5i^ -<^^ < ± > Ě -O °s O