Prøveeksamen i MAT1140, H-15
Transcription
Prøveeksamen i MAT1140, H-15
Prøveeksamen i MAT1140, H-15 Oppgave 1. A og B er delmengder av et univers U . Vis at A ∩ (B c ∩ A)c = A ∩ B Oppgave 2. Løs ligningen x̄2 + 7̄x̄ − 4 = 0̄ i Z/(61). Oppgave 3. Fargelegg grafen nedenfor med fire farger. Bevis at det ikke er mulig med færre farger. Forklar at dersom vi legger til en kant fra e til b, så trenger vi fem farger for å fargelegge grafen. Hvorfor strider ikke dette mot firefargeteoremet? dt @@ @ e t A A a At @t c t b Oppgave 4. La R være en relasjon på en ikke-tom mengde X. a) Definer en ny relasjon S på X ved S = R ∪ {(x, x) : x ∈ X} ∪ {(y, x) : (x, y) ∈ R} Vis at S er refleksiv og symmetrisk. b) Vi sier at x ∈ X er S-forbundet med y ∈ X dersom det finnes elementer x0 , x1 , . . . , xn ∈ X, n ∈ N, slik at x = x0 , x0 Sx1 , x1 Sx2 , ..., xn−1 Sxn , xn = y Definer en ny relasjon T på X ved xT y ⇐⇒ x er S-forbundet med y Vis at T er en ekvivalensrelasjon. Oppgave 5. Anta at t ∈ Z, t ≥ 2, og at ā er et element i Z/(t) som er innbyrdes primisk med t. Ordenen til ā er det minste naturlige tallet d slik at ād = 1̄. a) Vis at d|φ(t), der φ er Eulers φ-funksjon. Vi kaller et element ā ∈ Z/(t) en primitiv rot dersom det er innbyrdes primisk med t og har orden φ(t). 1 b) Vis at dersom ā er en primitiv rot, og b̄ er innbyrdes primisk med t, så finnes det et naturlig tall k ≤ φ(t) slik at āk = b̄. Oppgave 6. En funksjon f : N → N har konstant hale dersom det finnes et tall nf ∈ N slik at f har samme verdi for alle k ≥ nf . Vis at mengden A = {f : f : N → N har konstant hale} er tellbar. Oppgave 7. I pensum har vi bare sett på endelige grafer, men i denne oppgaven skal vi tillate grafer med uendelig mange hjørner og kanter. Alle andre definisjoner er som før, men for sikkerhets skyld går vi gjennom dem vi trenger: I denne oppgaven er en graf G = (V, E) et par bestående av en ikke-tom mengde V og en mengde E av par {u, v} der u, v er ulike elementer i V . Elementene i V kalles hjørner eller noder, og elementene i E kalles kanter. En sti i G er en følge v0 −→ v1 −→ v2 −→ . . . −→ vn−1 −→ vn der (vi , vi+1 ) ∈ E for i = 0, 1, 2, . . . , n − 1, og der v0 , v1 , v2 , . . . , vn er forskjellige. En sykel er en følge v0 −→ v1 −→ v2 −→ . . . −→ vn−1 −→ v0 der (vi , vi+1 ) ∈ E for i = 0, 1, 2, . . . , n − 1, og der v0 , v1 , v2 , . . . , vn−1 er forskjellige. En graf er sammenhengende dersom det for alle u, v ∈ V finnes en sti som starter i u og ender i v. Et tre er en sammenhengende graf T = (VT , ET ) uten sykler. Vi sier at T er et deltre av grafen G = (V, E) dersom VT ⊆ V og ET ⊆ E, og vi sier at deltreet T av G er et utspenningstre (spanning tree) for G dersom VT = V . Målet med oppgaven er å vise at alle sammenhengende grafer har et utspenningstre. I resten av oppgaven er G = (V, E) en sammenhengende graf i henhold til definisjonene ovenfor, og T er mengden av alle deltrær av G. a) Definer en relasjon ≤ på T ved T1 ≤ T2 ⇐⇒ VT1 ⊆ VT2 og ET1 ⊆ ET2 Vis at ≤ er en partiell ordning på T . b) Anta at T ∈ T ikke er et utspenningstre for G. Vis at det finnes en T 0 ∈ T slik at T < T 0 . c) Anta at C er en kjede av trær i T . Vis at det finnes et tre S ∈ T slik at T ≤ S for alle T ∈ C. d) Vis at det finnes et utspenningstre for G. Slutt 2