Diskrétní matematika (NMIN105) - přednáška


Přednáška probíhá každé úterý v 9:00 v místnosti M1.

Přednášku povedou Martin Balko a Martin Loebl. E-maily přednášejících: balko (AT) kam.mff.cuni.cz a loebl (AT) kam.mff.cuni.cz

Stránky cvičení k této paralelce:

Informace:
  • 2/2, Z+Zk, 5 kreditů.
  • Anotace: Základní přednáška z diskrétní matematiky pro všechny odborné obory bakalářského programu Matematika.
  • Zkouška:
    • Přihlašování pomocí SISu, termíny tamtéž. Zkouška je ústní s písemnou přípravou, každý dostane 2 úlohy, které vypracuje na papír. Zkoušející si vypracování přečte a případně dá dodatečné úkoly. Je požadována i schopnost zobecnit a aplikovat získané teoretické znalosti při praktickém řešení úloh. Zápočet je nutnou podmínkou účasti u zkoušky. Témata, která se mohou objevit u zkoušky, budou vypsaná dole v obsahu jednotlivých přednášek.
    • Vzor zadání zkoušky (Martin Balko).
  • V případě zájmu o konzultace mi dejte vědět například e-mailem a domluvíme se.
  • Seznam literatury:
    • [MN] Jiří Matoušek a Jaroslav Nešetřil: Kapitoly z Diskrétní matematiky, Karolinum 2007. [errata]

Jednotlivé přednášky:
  • První přednáška (MB) (1.10.2019):
    • Úvod, základní informace o přednášce, zkoušce a zápočtech,
    • množiny, základní operace a značení,
    • pojem množiny, mohutnost konečných množin, typy zápisu množin, výroky, Russellův paradox, číslené obory, základní operace s čísly [MN: kapitola 1.2],
    • kvantifikátory a logické spojky, [MN: kapitola 1.2],
    • množinové operace a jejich vlastnosti, De Morganovy zákony [MN: kapitola 1.2],
    • typy důkazů,
    • přímý důkaz, důkaz sporem, nepřímý důkaz jako speciální typ důkazu sporem, matematická indukce [MN: kapitola 1.3],
    • ilustrace všech tří typů důkazů na konkrétním příkladě (3 dělí n3-n pro každé přirozené číslo n),
    • zápisky [PDF] a prezentace [PDF].
  • Druhá přednáška (MB) (8.10.2019):
    • Relace na množinách,
    • uspořádané dvojice a n-tice, Kartézský součin, [MN: kapitola 1.5],
    • (binární) relace, značení relací třemi způsoby, operace na relacích (inverzní relace a skládání relací) [MN: kapitola 1.5],
    • funkce, druhy funkcí (prosté, na, vzájemně jednoznačné), skládání funkcí, [MN: kapitola 1.4],
    • pojem mohutnosti i pro nekonečné množiny, Cantorova–Bernsteinova věta (bez důkazu), Cantorova věta (náčrt Cantorovy diagonální metody),
    • druhy relací (reflexivní, symetrická, tranzitivní, antisymetrická) [MN: kapitola 1.5],
    • ekvivalence, třídy ekvivalence, tvrzení o třídách ekvivalence [MN: kapitola 1.6],
    • zápisky [PDF] a prezentace [PDF].
  • Třetí přednáška (MB) (15.10.2019)
    • Částečná uspořádání,
    • definice, Hasseův diagram, příklady, [MN: kapitola 2.1],
    • minimální, maximální, nejmenší a největší prvky [MN: kapitola 2.2],
    • každá konečná neprázdná částečně uspořádaná množina obsahuje minimální prvek, [MN: kapitola 2.2],
    • každé konečné částečné uspořádání lze rozšířit na lineární uspořádání [MN: kapitola 2.2],
    • každou částečně uspořádanou množinu lze vnořit do částečně uspořádané množiny uspořádané inkluzí [MN: kapitola 2.3],
    • Věta o dlouhém a širokém [MN: kapitola 2.4],
    • Erdősovo–Szekeresovo lemma o monotónních podposloupnostech [MN: kapitola 2.4],
    • zápisky [PDF] a prezentace [PDF].
  • Čtvrtá přednáška (ML) (22.10.2019)
    • Kombinatorické počítání,
    • počty všech zobrazení, počet podmnožin (dva důkazy), počet prostých, [MN: kapitola 3.1],
    • zobrazení, počet a znázornění bijekcí, [MN: kapitola 3.1],
    • binomické koeficienty, počet k-bodových podmnožin, míče a koše, znění, [MN: kapitola 3.2],
    • binomické věty a důsledky, [MN: kapitola 3.3],
    • zápisky [PDF].
  • Pátá přednáška (29.10.2019): Přednáška se nekoná (Imatrikulace 1. ročníku).
  • Šestá přednáška (ML) (5.11.2019)
    • Princip inkluze a exkluze,
    • tři důkazy (indukcí, počítáním, přes charakteristické funkce), [MN: kapitola 3.6],
    • problém šatnářky, [MN: kapitola 3.7],
    • počet surjektivních funkcí,
    • vzorec pro Eulerovu funkci (nebude se zkoušet), [MN: kapitola 3.7],
    • zápisky [PDF].
  • Sedmá přednáška (12.11.2019): Přednáška se nekoná (Děkanský sportovní den).
  • Osmá přednáška (IK) (19.11.2019):
    • Úvod do teorie grafů,
    • definice grafu, izomorfismus grafů, [MN: kapitola 4.1],
    • důležité grafy: úplný, úplný bipartitní, kružnice, cesta, [MN: kapitola 4.1],
    • další pojmy: bipartitní graf, podgraf, indukovaný podgraf, cesta v grafu, kružnice v grafu, souvislost, komponenty souvislosti, vzdálenost v grafu (poznámka o metrice), [MN: kapitola 4.2],
    • poznámka o reprezentaci grafů (matice sousednosti, incidence, seznam sousedů), [MN: kapitola 4.2],
    • Eulerovské grafy, charakterizace, [MN: kapitola 4.4],
    • zápisky [PDF] a prezentace [PDF].
  • Devátá přednáška (ML) (26.11.2019):
    • Eulerovské grafy,
    • Eulerova věta a její algoritmický důkaz, [MN: kapitola 4.5],
    • Hamiltonovské kružnice a problém jejich nalezení, [MN: kapitola 4.5],
    • orientovaná Eulerova věta a její aplikace, [MN: kapitola 4.6],
    • princip sudosti, počet sledů, [MN: kapitola 4.4],
    • grafová barevnost,
    • grafová barevnost, příklady, odhady, chromatický polynom jako aplikace PIE, [MN: kapitola 6.4],
    • zápisky [PDF].
  • Desátá přednáška (MB) (3.12.2019):
    • Skóre grafů,
    • definice skóre grafu, příklady, rozhodnutí, zda je posloupnost skórem grafu, [MN: kapitola 4.3],
    • Věta o skóre (Havlův algoritmus), [MN: kapitola 4.3],
    • stromy,
    • definice a příklady, [MN: kapitola 5.1],
    • existence listů, odebírání a přidávání listů nepokazí vlastnost být stromem, [MN: kapitola 5.1],
    • charakterizace stromů: pět ekvivalentních definic stromů, [MN: kapitola 5.1],
    • zápisky [PDF] a prezentace [PDF].
  • Jedenáctá přednáška (MB) (10.12.2019):
    • Problém minimální kostry,
    • definice kostry, ohodnoceného grafu, formulace Problému minimální kostry, motivace, [MN: kapitola 5.4],
    • Jarníkův algoritmus a důkaz jeho korektnosti, [MN: kapitola 5.5],
    • počítání dvěma způsoby a Cayleyho vzorec,
    • počty koster úplného grafu na n vrcholech, malé případy, [MN: kapitola 8.1],
    • Cayleyho vzorec a důkaz počítáním povykosů, [MN: kapitola 8.6],
    • zápisky [PDF] a prezentace [PDF].
  • Dvanáctá přednáška (MB) (17.12.2019):
    • Rovinné grafy,
    • definice oblouku a grafového nakreslení, rovinná nakreslení a jejich stěny, definice rovinných grafů, [MN: kapitola 6.1],
    • Jordanovy křivky a Jordanova věta o kružnici (bez důkazu), [MN: kapitola 6.2],
    • podrozdělení grafu, Kuratowského věta (bez důkazu), [MN: kapitola 6.2],
    • Eulerova formule, odhad na počet hran rovinného grafu (náčrt důkazu), grafy K5 a K3,3 a jejich podrozdělení nejsou rovinné, [MN: kapitola 6.3],
    • barvení rovinných grafů, duální graf, Věta o 4 barvách (bez důkazu), znění Věty o 5 barvách [MN: kapitola 6.4],
    • zápisky [PDF] a prezentace [PDF].
  • Třináctá přednáška (MB) (7.1.2020):
    • Rovinné grafy,
    • Věta o 5 barvách a její důkaz pomocí kontrakce hran [MN: kapitola 6.4],
    • asymtptotické počítání a odhad faktoriálu,
    • asymptotické počítání, Landauova notace a příklady [MN: kapitola 3.4],
    • nn/2 ≤ n! ≤ nn a e(n/e)n ≤ n! ≤ en(n/e)n (důkaz indukcí) [MN: kapitola 3.4],
    • Stirlingův vzorec (bez důkazu) [MN: kapitola 3.4],
    • zápisky [PDF] a prezentace [PDF].

Valid XHTML 1.0 Transitional