2010年同等學(xué)力申碩計(jì)算機(jī)綜合試題解析--數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

聲明:本套試題的填空題和計(jì)算題第二題的第二種解法解析是本人自己做的,? 其他的答案來(lái)自原題評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),如發(fā)現(xiàn)答案有錯(cuò)誤或者不夠準(zhǔn)確請(qǐng)及時(shí)給我留言,如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)表明出處。感謝所有提出意見和建議晌块,以及幫助過我的朋友。如果覺得還行帅霜,歡迎點(diǎn)贊轉(zhuǎn)發(fā)匆背,謝謝!

????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 第一部分?jǐn)?shù)學(xué)基礎(chǔ)課程

???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? (共40 分)

一身冀、用邏輯符號(hào)表達(dá)下列語(yǔ)句(每小題2 分靠汁,共4 分)

1. 貓必捕鼠蜂大。

解:設(shè) C(x): x 是貓;M( y): y 是老鼠蝶怔;S(x, y):x 捕 y奶浦。原句可形式化:

\forall  x \forall y (C(x)∧M(y) \rightarrow  S(x, y))

評(píng)分說明:設(shè)的符號(hào)形式可以不同,但必須設(shè) 3 項(xiàng)踢星。如缺少設(shè)置或邏輯符號(hào)使用有錯(cuò)

誤則只給 1 分(如 S(x, y)之前用的是∧)澳叉。

2. 任意兩個(gè)不同的實(shí)數(shù)之間必存在另一個(gè)實(shí)數(shù)。

解:設(shè) R(x):x 是實(shí)數(shù)沐悦,則原句可形式化為:

(1)\forall x \forall y (R(x)∧R(y)∧x≠y \rightarrow  \exists z(R(z)∧(x<z<y∨y<z< x)))

或設(shè) R(x):x 是實(shí)數(shù)成洗;N(x, y):x≠y;G(x, z, y): x<z<y, 則原句可形式化為:

(2)\forall x \forall y (R(x)∧R(y)∧N(x, y) \rightarrow  \exists z(R(z)∧(G(x, z, y)∨G(y, z, x))))

評(píng)分說明:形式化結(jié)果不能缺項(xiàng)藏否,如蘊(yùn)含詞前面的部分書寫正確可給 1 分瓶殃,后面的部

分,析取詞兩端的內(nèi)容必須完整副签,否則需扣 1 分遥椿。


二、填空題(每小題2 分淆储,共6 分)

1.設(shè)?K_n?是個(gè)?n?頂點(diǎn)(n?為正整數(shù))的完全圖冠场,對(duì)?K_n?的每條邊進(jìn)行紅、藍(lán)色任意著色本砰,都至一個(gè)紅色邊三角形或藍(lán)色邊三碴裙,則最小的?n? ( 6 )

解析:考的是鴿巢原理点额,假設(shè)v_1舔株,v_2,v_3,...,v_n個(gè)頂點(diǎn)还棱,每個(gè)頂點(diǎn)都有n-1條邊载慈,設(shè)每個(gè)點(diǎn)到其他任意點(diǎn)的邊涂成紅色或藍(lán)色即有n-1邊,根據(jù)鴿巢原理诱贿,當(dāng)n=6時(shí)娃肿,n-1=5才能保證與v_1關(guān)聯(lián)的邊中有3條邊同色咕缎,不妨設(shè)這三條邊為(v_1,v_2),(v_1,v_3),(v_1,v_4) 若這三條邊為紅色珠十,當(dāng)v_2,v_3,v_4之間有一條是紅色,比方(v_2,v_3),v_1,v_2,v_3構(gòu)成一個(gè)紅色三角形凭豪,當(dāng)v_2,v_3,v_4沒有紅邊焙蹭,則v_2,v_3,v_4構(gòu)成一個(gè)藍(lán)色三角形。得證嫂伞。

2.(_{0}^n )-(_{1}^n )+(_{2}^n )-(_{3}^n )+...+(-1)^n (_{n}^n ) = (0) 孔厉。其中(_{0}^n )表示從n?個(gè)不同元素中取k?個(gè)的組合數(shù)拯钻。

解析:這個(gè)考的是牛頓二項(xiàng)式的展開式,(1-x)^n = \sum_{k=0}^n (-1)^k(_{k}^n) x^k ,當(dāng)x=1時(shí)撰豺,就得到題干了粪般,(_{0}^n )-(_{1}^n )+(_{2}^n )-(_{3}^n )+...+(-1)^n (_{n}^n ) =  0

3.設(shè)G 是有n??個(gè)頂點(diǎn)的簡(jiǎn)單圖,除其中一個(gè)頂點(diǎn)外污桦,其余頂點(diǎn)的度(次)均為奇數(shù)亩歹。在G 的補(bǔ)圖中有? ( n-1 )? 個(gè)度為奇數(shù)的頂點(diǎn)。

解析:簡(jiǎn)單圖的補(bǔ)圖合起來(lái)是一個(gè)完全圖凡橱,完全圖的總度數(shù)為偶數(shù)小作,題干中簡(jiǎn)單圖中奇度點(diǎn)的個(gè)數(shù)為n-1,因此相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)圖的奇度點(diǎn)的個(gè)數(shù)也為n-1稼钩。

三顾稀、計(jì)算題(共16 分)

13??計(jì)算?xP(x)??→??yP(y)??的否定式。?否定式中僅可使用{?,,}中的聯(lián)結(jié)詞坝撑,且否定詞“?”不能出現(xiàn)在量詞的前面静秆。

解:記原式為A = \forall xP(x) \rightarrow \exists  yP(y)。題目要求計(jì)算┐A绍载。

為書寫簡(jiǎn)便诡宗,設(shè) B = \forall xP(x)C = \exists yP(y) (1)

則原式可化為A = (B\rightarrow C)击儡。

┐A

= ┐(B\rightarrow C)

= ┐( ┐B∨C)

= B∧┐C

= \forall xP(x)∧┐\exists yP(y) 代入式(1) 得到此步的結(jié)果給2分

= \forall xP(x)∧\forall y ┐ P(y) (根據(jù)題目要求將量詞前面的否定詞挪到后面)

 \forall xP(x) \rightarrow \exists  yP(y) 的否定式為 \forall xP(x)∧\forall y ┐ P(y) 塔沃。

25??分)求方程x_1 + x_2 + x_3 + x_4 = 10正整數(shù)解的個(gè)數(shù)。

解:y_1 = x_1 -1, y_2 = x_2 -1, y_3=x_3 -1, y_4 = x_4 -1 阳谍,則此問題等價(jià)于求滿足方程y_1 + y_2 + y_3 + y_4 = 6 的非負(fù)整數(shù)解的個(gè)數(shù) ------------------3 分

y_1 + y_2 + y_3 + y_4 = 6非負(fù)整數(shù)解的個(gè)數(shù)等價(jià)于從 6+4-1 個(gè)中取出 3 個(gè)的組合數(shù)蛀柴,即 C_{(6+4-1,3)} = C_{(9,3)} = (9*8*7)/(2*3) = 84 ------------------2 分

評(píng)分說明:如果算出非負(fù)整數(shù)解的個(gè)數(shù) C_{(10+4-1,3)} = C_{(13,3)} = (13*12*11)/(2*3) = 286 ,給3分。

這題建議使用母函數(shù)計(jì)算:要求正整數(shù)數(shù)矫夯,即0是整數(shù)鸽疾,但并不是正整數(shù)。正整數(shù)训貌,為大于0的整數(shù)制肮,也是正數(shù)與整數(shù)的交集.這母函數(shù)可以表示為:

G(x) = (x+x^2+x^3 + ...)^4 =x^4{ (\frac{1}{1-x}) }^4 =x^4  * (1-x)^{-4}=x^4  * \sum\nolimits_{k=0}^ ∞ C_{(k+4-1,k)}x^k

則要求滿足4+k = 10,k = 6递沪,此時(shí)系數(shù)為C_{(6+4-1,6)} = C_{(9,3)} = 84

38??設(shè)?n?個(gè)人的包事先存放在會(huì)議寄存處豺鼻,且寄存處只存有這?n?個(gè)包。會(huì)后款慨,這?n?個(gè)人隨機(jī)進(jìn)入這間黑暗的寄存處儒飒,每人隨意取回一個(gè)包。試問所有人都拿錯(cuò)包的概率是多少檩奠?

解:求所有人都拿錯(cuò)包的方法數(shù) D_n等價(jià)于求 n個(gè)數(shù)1,2,3,...,n? 的錯(cuò)排數(shù)目問題 ----2 分

設(shè) A_i  (i = 1,2,3,...,n)是第 i 個(gè)人拿回自己包的結(jié)果集合桩了,則取回包的總方法數(shù)為?n! ,

|A_i| = (n-1)! ,|A_i \cap  A_j| =(n-2)!, ,|A_{i_1} \cap A_{i_2}  \cap A_{i_3} \cap ...  \cap  A_{i_k} | =(n-k)!利用容斥原理附帽, D_n = |  \frac{}{ A } _1 \cap  \frac{}{ A } _2 \cap \frac{}{ A } _3  \cap ... \cap \frac{}{ A } _n  | = n! - C_{(n,1)}(n-1)! +C_{(n,2)}(n-2)! - C_{(n,3)}(n-3)! +...+(-1)^nC_{(n,n)} = n!(1-1+\frac{1}{2!}- \frac{1}{3!} + ... +(-1)^n \frac{1}{n!} )

---------4 分

n 個(gè)人取回包的總方法數(shù)是 n!

故所有人都拿錯(cuò)包的概率是  \frac{D_n}{n!}  = (1-1+\frac{1}{2!}- \frac{1}{3!} + ... +(-1)^n \frac{1}{n!} )?????? ---------2 分

評(píng)分說明:沒有證明過程直接給出D_n  = n!(1-1+\frac{1}{2!}- \frac{1}{3!} + ... +(-1)^n \frac{1}{n!} ) 扣 2


四、證明題(共14 分)

15??分)證明自然數(shù)集N??上的整除關(guān)系?R???N??上的偏序關(guān)系井誉。

證:需分別證明N上的整除關(guān)系R滿足自反性蕉扮、反對(duì)稱性和傳遞性。

(1)對(duì)任意 n∈N, 顯然有nRn, 故自反性成立颗圣。 -------1分

(2)對(duì)任意 m, n∈N慢显,

若mRn 且 nRm, 則有m≤n 且 n≤m, 從而m =n。故反對(duì)稱性成立欠啤。 -------2分

(3)對(duì)任意 m, n, k∈N,

若mRn 且 nRk, 設(shè)n=pm, k=qn (p, q為自然數(shù))

則k=qn =q(pm) = (qp)m荚藻,從而mRk。 故傳遞性成立洁段。 -------2分

綜合以上(1),(2),(3)即得应狱,自然數(shù)集N上的整除關(guān)系R是N上的偏序關(guān)系。證畢祠丝。

24?設(shè)?fAB疾呻,gBC,其中写半,對(duì)于任意的?bB岸蜗,g(b)={x|xAf(x)=b},證明:當(dāng)?f?為滿射時(shí)叠蝇,g??為單射璃岳。

證:因?yàn)?f 是滿射的,所以對(duì)于任意的b∈B, g(b)≠Φ悔捶。

若g非單射铃慷,必存在b1,b2∈B, 且b1≠b2蜕该,使得g(b1) = g(b2)犁柜。

于是,對(duì)于任意的x堂淡,x∈g(b1) \Leftrightarrow  x∈g(b2)馋缅,而

x∈g(b1) \Rightarrow f(x)= b1, (1)

x∈g(b2) \Rightarrow  f(x)= b2绢淀, (2)

由(1)萤悴,(2)可知b1=b2,這與b1≠b2矛盾更啄。所以g是單射的稚疹。證畢居灯。

35??設(shè)?G?是一個(gè)頂點(diǎn)個(gè)數(shù)為?nn5祭务、邊數(shù)為?m?的連通平面圖内狗,如果?G?的最小圈的長(zhǎng)度為?5,證明:m≤ \frac{5}{3} (n-2)? 义锥。

證:設(shè)G 的面的個(gè)數(shù)為 f 柳沙。因?yàn)镚的最小圈的長(zhǎng)度為 5,故G的每個(gè)面的度數(shù)(也稱為

‘次數(shù)’)至少為 5拌倍。由于面的度數(shù)之和等于邊數(shù)的兩倍赂鲤,故5f \leq  2mf \leq \frac{2}{5} m

-------2分

f \leq \frac{2}{5}  m 代入歐拉公式 n - m + f  =2 ,解得 m≤ \frac{5}{3} (n-2)柱恤。 -------3分

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