diff --git a/KMA DMA/Otázky ke zkoušce/09. Svazy.md b/KMA DMA/Otázky ke zkoušce/09. Svazy.md new file mode 100644 index 0000000..710f72c --- /dev/null +++ b/KMA DMA/Otázky ke zkoušce/09. Svazy.md @@ -0,0 +1,65 @@ +# Svazy + +Svaz je **uspořádaná množiny** $(X, \leq)$, ve které existuje **supremum** i **infimum** pro **libovolnou dvojici prvků**. + +Pro libovolné dva prvky $a, b$ svazu $(X, \leq)$ platí +- $a \leq b$ právě když $a \vee b = b$ právě když $a \wedge b = a$. + +## Princip duality + +Když v libovolném pravdivém tvrzení prohodíme průsek a spojení (a uspořádání nahradíme inverzním), dostaneme opět pravdivé tvrzení. + +## Operace + +**Supremum** +- značíme $x \vee y$ +- největší dolní závora obou prvků +- spojení (sjednocení) dvou množin + +**Infimum** +- značíme $x \wedge y$ +- nejmenší horní závora obou prvků +- průnik dvou množin + +Mejmě svaz $X$ a $x, y, z \in X$. Potom platí: + +| supremum | infimum | vlastnost | +| --------------------------------------- | ----------------------------------------------- | -------------- | +| $x \vee x = x$ | $x \wedge x = x$ | idempotentnost | +| $x \vee y = y \vee x$ | $x \wedge y = y \wedge x$ | komutativita | +| $x \vee (y \vee z) = (x \vee y) \vee z$ | $x \wedge (y \wedge z) = (x \wedge y) \wedge z$ | asociativita | +| $x \vee (y \wedge x) = x$ | $x \wedge (y \vee x) = x$ | absorbce | + +## Distributivní svaz + +**Definice** +- Řekneme, že svaz $(X, \leq)$ je distributivní, jestliže $\forall \, x, y, z \in X$ je $x \wedge (y \vee z) = (x \vee y) \wedge (x \vee z)$. + +**Birkhoffovo kritérium distributivity** +- Svaz $(X, \leq)$ je distributivní právě když neobsahuje jako podsvaz $X_{1}$ ani $X_{2}$. + +![[_assets/distributivni_svaz.png]] + +## Podsvaz + +Nechť $(X, \leq)$ je svaz a $Y \subset X$. Řekneme, že POSET $(Y, \leq)$ je podsvazem svazu $(X, \leq)$, jestliže operace spojení a průseku v $Y$ jsou zúženími operací spojení a průseku v $X$. + +## Konečný svaz + +Je-li $(X, \leq)$ konečný svaz (tj. $|X|$ je konečný), potom v $X$ existuje nejmenší i největší prvek. +- **největší prvek** značen jako **1** +- **nejmenší prvek** značen jako **0** + +Jestliže ve svazu $X$ existují prvky 1 a 0, potom $\forall \, x \in X$ je $x \vee 0 = x$ a $x \wedge 1 = x$. + +## Komplementární svaz + +Nechť $(X, \leq)$ je svaz s prvky 0 a 1, nechť $x \in X$. Prvek $\overline x$, pro který platí $x \vee \overline x = 1$ a $x \wedge \overline x = 0$, se nazývá **doplněk** (**komplement**) prvku $x$. Svaz s prvky 0 a 1, v němž $\forall \, x \in X : \exists \, \overline x$, se nazývá **komplementární svaz**. + +V **distributivním komplementárním svazu** má každý prvek **práve jeden doplněk**. Takový svaz nazveme Booleovou algebrou. + +## De Morganovy zákony + +Nechť $(X, \leq)$ je distributivní komplementární svaz, $x, y \in X$. Potom platí: +- $\overline{x \vee y} = \overline x \wedge \overline y$, +- $\overline{x \wedge y} = \overline x \vee \overline y$. \ No newline at end of file diff --git a/KMA DMA/Otázky ke zkoušce/10. Booleovy algebry.md b/KMA DMA/Otázky ke zkoušce/10. Booleovy algebry.md new file mode 100644 index 0000000..012ddcd --- /dev/null +++ b/KMA DMA/Otázky ke zkoušce/10. Booleovy algebry.md @@ -0,0 +1,36 @@ +# Booleova algebra + +**Distributivní komplementární svaz** se nazývá **Booleův svaz** nebo **Booleova algebra**. + +Operace spojení $\wedge$ se značí symbolem $+$, operace průsek symbolem $\cdot$. + +## Booleovský kalkulus + +Nechť $X$ je Booleova algebra, $a, b, c \in X$. Potom platí: + +| | spojení | průsek | vlastnost | +| --- | ---------------------------------------------- | ----------------------------------------------- | ------------------- | +| S1 | $a+a=a$ | $a\cdot a=a$ | idempotentnost | +| S2 | $a+b=b+a$ | $a\cdot b=b\cdot a$ | komutativita | +| S3 | $a+(b+c)=(a+b)+c$ | $a\cdot (b\cdot c) = (a\cdot b)\cdot c$ | asociativita | +| S4 | $a+(a\cdot b) = a$ | $a\cdot(a+b)=a$ | absorbce | +| D | $a\cdot(b+c)=(a\cdot b)+(a\cdot c)$ | $a+(b\cdot c)=(a+b)\cdot(a+c)$ | distributivita | +| N1 | $a+0=a$ | $a\cdot1=a$ | neutrální prvky | +| N2 | $a+1=1$ | $a\cdot0=0$ | neutrální prvky | +| K1 | $\overline 0 = 1$ | $\overline 1 = 0$ | komplementy | +| K2 | $a + \overline a = 1$ | $a \cdot \overline a = 0$ | komplementarita | +| K3 | $\overline{(\overline a)} = a$ | | involutornost | +| K4 | $\overline{a+b}=\overline a \cdot \overline b$ | $\overline{a\cdot b}=\overline a + \overline b$ | De Morganovy zákony | + +## Atom + +Nechť $X$ je Booleova algebra. Nenulový prvek $a \in X$ takový, že pro každý prvek $x \in X, x\neq a$ platí $x \wedge a = 0$ nebo $x \wedge a = a$, se nazývá atom algebry $X$. + +Atomy existují v každé Booleově algebře. Existovat nemusí pouze v nekonečných Booleových algebrách. + +Nechť $X$ je Booleova algebra, $x \in X$. Potom existují prvky $y, z \in X$ takové, že $y\neq x, z\neq x,y \vee z = x$ právě tehdy, když $x$ není ani nulový prvek ani atom $X$. + +Nechť $X$ je konečná Booleova algebra a $x \in X$ je libovolný nenulový prvek, potom platí, že +- $x = a_{1} \vee a_{2} \vee \dots \vee a_{k}$, + +kde $a_{1}, \dots, a_{k}$ jsou všechny atomy $X$, pro které $a_{i} \leq x, i =1, \dots, k$. \ No newline at end of file diff --git a/KMA DMA/Otázky ke zkoušce/12. Booleovské funkce.md b/KMA DMA/Otázky ke zkoušce/12. Booleovské funkce.md new file mode 100644 index 0000000..4ae69dc --- /dev/null +++ b/KMA DMA/Otázky ke zkoušce/12. Booleovské funkce.md @@ -0,0 +1,55 @@ +# Booleovské funkce + +**Definice** +- Booleovská funkce n proměnných je libovolná funkce $f: B^n_{2} \to B_{2}$. + +Může jí být například Booleovská funkce dvou proměnných $+$ nebo $\cdot$. + +Množina $F_{n}$ všech booleovských funkcí n proměnných s uspořádáním $\leq$ daným předpisem $f \leq g$, pokud pro každé $x \in B^n_{2}$ platí $f(x) \leq g(x)$, je Booleova alebra. + +Základní booleovské funkce je možné kombinovat do složitějších funkcí. + +## Pravdivostní tabulky + +Zapisují se do tabulky, kde je jeden řádek pro každou kombinaci hodnot proměnných. + +| $x$ | $y$ | $x+y$ | $x\cdot y$ | +| --- | --- | ----- | ---------- | +| 0 | 0 | 0 | 0 | +| 0 | 1 | 1 | 0 | +| 1 | 0 | 1 | 0 | +| 1 | 1 | 1 | 1 | + +| $x$ | $\overline x$ | +| --- | ------------- | +| 0 | 1 | +| 1 | 0 | + +## Booleovské polynomy + +**Booleův polynom** v proměnných $x_{1}, x_{2}, \dots, x_{n}$ je každá Booleova funkce, v proměnných $x_{1}, x_{2}, \dots, x_{n}$, která vznikne podle následujících pravidel: +1) konstanty 0 a 1, každá proměnná $x_{i}, (i=1,\dots,n)$ je Booleův polynom, +2) jsou-li $a, b$ Booleovy polynomy, potom i funkce $\overline a, a \vee b$ a $a \wedge b$ jsou Booleovy polynomy. + +Dva Booleovy polynomy jsou si **rovny**, pokud definují tutéž Booleovu funkci. + +### Klauzule + +Polynomy ve tvaru $y_{1} \vee y_{2} \vee \dots \vee y_{n}$, resp. $y_{1} \wedge y_{2} \wedge \dots y_{n}$, kde $y_{i} = x_{i}$ nebo $y_{i} = \overline{x_{i}}$ se nazývají **spojová**, resp. **průseková klauzule v proměnných** $x_{1}, \dots, x_{n}$. Pro každé $i=1,\dots,n$ nazveme $y_{i}$ **literálem** proměnné $x_{i}$. + +- $x_{1} \vee x_{2} \vee \overline{x_{3}} \vee x_{4} \vee \overline{x_{5}}$ - spojová klauzule +- $\overline{x_{1}} \wedge x_{2} \wedge x_{3} \wedge x_{4} \wedge \overline{x_{5}}$ - průseková klauzule +- $x_{1} \vee \overline{x_{2}} \wedge x_{3}$ - ani spojová, ani průseková klauzule + +### Formy + +O Booleově polynomu, který je **spojením průsekových**, resp. **průsekem spojových** klauzulí říkáme, že je zapsán v **disjunktivní (spojové)** resp. **konjunktivní (průsekové)** **normální formě**. +- značíme **DNF**, resp. **KNF** + +Jestliže navíc každá klauzule obsahuje literály všech proměnných, potom tyto formy nazýváme úplnými formami. +- značíme **ÚDNF**, resp. **ÚKNF** + +Každou nekonstantní Booleovu funkci n proměnných lze vyjádřit Booleovým polynomem n proměnných v **úplné disjunktivní i konjunktivní normální formě**. +- konstantní Booleova funkce + - 0 ... konjunktivní (kontradikce) + - 1 ... disjunktivní (tautologie) \ No newline at end of file diff --git a/KMA DMA/Otázky ke zkoušce/_assets/distributivni_svaz.png b/KMA DMA/Otázky ke zkoušce/_assets/distributivni_svaz.png new file mode 100644 index 0000000..c4c57dd Binary files /dev/null and b/KMA DMA/Otázky ke zkoušce/_assets/distributivni_svaz.png differ