ayrik yapilar - fırat Üniversitesi · mesela, okulunuzdaki matematik öğrencilerikümesi ve...

22
AYRIK YAPILAR Prof. Dr. Ömer Akın ve Yrd. Doç. Dr. Murat Özbayoğlu’nun Çeviri Editörlüğünü üstlendiği «Ayrık Matematik ve Uygulamaları» isimli kitaptan hazırlanmıştır. ARŞ. GÖR. SONGÜL KARAKUŞ- FIRAT ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ YAZILIM MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ, ELAZIĞ

Upload: others

Post on 26-Dec-2019

8 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: AYRIK YAPILAR - Fırat Üniversitesi · Mesela, okulunuzdaki matematik öğrencilerikümesi ve okulunuzdaki bilgisayar bilimleri öğrencilerikümesiile başlayarak,matematik veya

AYRIK YAPILAR

P r o f. D r. Ö m e r A k ı n v e Y r d . D o ç . D r. M u r a t Ö z b a y o ğ l u ’ n u n Ç e v i r i E d i t ö r l ü ğ ü n ü ü s t l e n d i ğ i « A y r ı k M a t e m a t i k v e U y g u l a m a l a r ı » i s i m l i k i t a p t a n h a z ı r l a n m ı ş t ı r.

ARŞ. GÖR. SONGÜL KARAKUŞ- FIRAT ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ YAZILIM MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ, ELAZIĞ

Page 2: AYRIK YAPILAR - Fırat Üniversitesi · Mesela, okulunuzdaki matematik öğrencilerikümesi ve okulunuzdaki bilgisayar bilimleri öğrencilerikümesiile başlayarak,matematik veya

2. BÖLÜM: Temel Yapılar: Kümeler, Fonksiyonlar, Diziler, Toplamlar ve Matrisler2.2. Küme İşlemleriGiriş

İki küme birçok farklı şekilde birleştirilebilir. Mesela, okulunuzdaki matematik öğrencileri kümesive okulunuzdaki bilgisayar bilimleri öğrencileri kümesi ile başlayarak, matematik veya bilgisayarbilimleri öğrencileri kümesi, matematik ve bilgisayar bilimlerinde çift anadal yapan öğrencilerkümesi, matematik bölümünde olmayan öğrenciler kümesi vb. gibi kümeler oluşturulabilir.

ARŞ. GÖR. SONGÜL KARAKUŞ- FIRAT ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ YAZILIM MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ, ELAZIĞ

Page 3: AYRIK YAPILAR - Fırat Üniversitesi · Mesela, okulunuzdaki matematik öğrencilerikümesi ve okulunuzdaki bilgisayar bilimleri öğrencilerikümesiile başlayarak,matematik veya

2.2. Küme İşlemleriGirişTANIM 1: A ve B kümeler olsun. A ve B kümelerinin birleşimi, AB olarak gösterilir ve ya Akümesinde ya da B kümesinde olan, veya her iki kümede de olan elemanlardan oluşur.

Bir x elemanı ancak ve ancak x, A’ya veya B’ye ait olduğunda A ve B kümelerinin birleşimininelemanıdır. Yani,

AB = {x|xϵA ˅ xϵB}

ÖRNEK: {1,3,5} ve {1,2,3} kümelerinin birleşimi {1,2,3,5} olur; yani, {1,3,5} {1,2,3} = {1,2,3,5}

ÖRNEK: Okulunuzdaki bilgisayar mühendisliği öğrencileri kümesi ile okulunuzdaki matematikbölümü öğrencileri kümelerinin birleşimi, okulunuzdaki öğrencilerden bilgisayar mühendisliğindeolanları veya matematik bölümünde olanları (veya her ikisinde birden olanları) içerir.

ARŞ. GÖR. SONGÜL KARAKUŞ- FIRAT ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ YAZILIM MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ, ELAZIĞ

Page 4: AYRIK YAPILAR - Fırat Üniversitesi · Mesela, okulunuzdaki matematik öğrencilerikümesi ve okulunuzdaki bilgisayar bilimleri öğrencilerikümesiile başlayarak,matematik veya

2.2. Küme İşlemleriGirişTANIM 2: A ve B kümeler olsun. A ve B kümelerinin kesişimi AB olarak gösterilir ve A ve Bkümelerinin her ikisinde birden olan elemanları içerir.

Bir x elemanı ancak ve ancak x hem A’nın elemanı hem de B’nin elemanı ise A ve B kümelerininkesişiminin elemanıdır. Bu

AB={x|xϵA^xϵB} demektir.

ARŞ. GÖR. SONGÜL KARAKUŞ- FIRAT ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ YAZILIM MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ, ELAZIĞ

A ve B birleşimini gösteren Venn Şeması A ve B kesişimini gösteren Venn Şeması

Page 5: AYRIK YAPILAR - Fırat Üniversitesi · Mesela, okulunuzdaki matematik öğrencilerikümesi ve okulunuzdaki bilgisayar bilimleri öğrencilerikümesiile başlayarak,matematik veya

2.2. Küme İşlemleriGirişTANIM 3: İki kümenin kesişimi boş küme ise bu iki küme ayrık kümedir.

ÖRNEK: A={1,3,5,7,9} ve B={2,4,6,8,10} olsun. AB=Ø olduğundan, A ve B ayrık kümelerdir.

TANIM 4: A ve B kümeler olsun. A fark B kümesi, A-B olarak gösterilir, A’nın içinde olup da B’niniçinde olmayan elemanlardan oluşan kümedir. A fark B aynı zamanda B’nin A’ya göre tümleyeniolarak adlandırılır.

ÖRNEK: {1,3,5} ve {1,2,3} kümelerinin fark kümesi {5}’tir; yani, {1,3,5}-{1,2,3}={5}. Bu sonuç,{1,2,3} ve {1,3,5} kümelerinin fark kümesi olan {2}’den farklıdır.

ARŞ. GÖR. SONGÜL KARAKUŞ- FIRAT ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ YAZILIM MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ, ELAZIĞ

Page 6: AYRIK YAPILAR - Fırat Üniversitesi · Mesela, okulunuzdaki matematik öğrencilerikümesi ve okulunuzdaki bilgisayar bilimleri öğrencilerikümesiile başlayarak,matematik veya

2.2. Küme İşlemleriGirişNOT: A ve B kümelerinin farkları A\B olarak da gösterilir.

Bir x elemanı ancak ve ancak xϵA ve xB ise A fark B kümesinin elemanıdır. Bunun anlamı:

A-B={x|xϵA^xB}

ARŞ. GÖR. SONGÜL KARAKUŞ- FIRAT ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ YAZILIM MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ, ELAZIĞ

A-B taralı alana karşılık gelmektedir. Ā taralı alana karşılık gelmektedir.

Page 7: AYRIK YAPILAR - Fırat Üniversitesi · Mesela, okulunuzdaki matematik öğrencilerikümesi ve okulunuzdaki bilgisayar bilimleri öğrencilerikümesiile başlayarak,matematik veya

2.2. Küme İşlemleriGirişTANIM 5: U evrensel küme olsun. Bir A kümesinin tümleyeni, Ā olarak gösterilir, A’nın U’ya göretümleyenidir. Dolayısıyla, A kümesinin tümleyeni U-A’dır.

Bir eleman ancak ve ancak xA ise, Ā’nin elemanıdır. Diğer bir ifadeyle:

Ā={xϵU| xA}.

ÖRNEK: A={a,e,i,o,u} (evrensel küme İngiliz alfabesindeki harfler olsun). O halde,

A={b,c,d,f,g,h,j,k,l,m,n,p,q,r,s,t,v,w,x,y,z}.

ÖRNEK: A 10’dan büyük pozitif tamsayılar kümesi olsun (evrensel küme tüm pozitiftamsayılardan oluşuyor). O halde, Ā={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}.

A ve B’nin farkını, A ve B’nin tümleyeninin kesişimi olarak gösterebiliriz. Yani A-B=AB’

ARŞ. GÖR. SONGÜL KARAKUŞ- FIRAT ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ YAZILIM MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ, ELAZIĞ

Page 8: AYRIK YAPILAR - Fırat Üniversitesi · Mesela, okulunuzdaki matematik öğrencilerikümesi ve okulunuzdaki bilgisayar bilimleri öğrencilerikümesiile başlayarak,matematik veya

ARŞ. GÖR. SONGÜL KARAKUŞ- FIRAT ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ YAZILIM MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ, ELAZIĞ

Küme Özdeşlikleri

Page 9: AYRIK YAPILAR - Fırat Üniversitesi · Mesela, okulunuzdaki matematik öğrencilerikümesi ve okulunuzdaki bilgisayar bilimleri öğrencilerikümesiile başlayarak,matematik veya

Küme Özdeşlikleri

Dağılma Özelliği için bir üyelik tablosu

ARŞ. GÖR. SONGÜL KARAKUŞ- FIRAT ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ YAZILIM MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ, ELAZIĞ

Page 10: AYRIK YAPILAR - Fırat Üniversitesi · Mesela, okulunuzdaki matematik öğrencilerikümesi ve okulunuzdaki bilgisayar bilimleri öğrencilerikümesiile başlayarak,matematik veya

Genelleştirilmiş Birleşimler ve KesişimlerKümelerin birleşimleri ve kesişimleri birleşme kanunlarını sağladıkları için, ABC kümesi ABC kümesi iyi tanımlanmış kümelerdir. Diğer bir deyişle, A, B ve C kümeler olduğu durumdanotasyonda bir belirsizlik bulunmamaktadır. Yani, hangi işlemin daha önce yapılacağını belirtmekiçin parantez kullanmaya gerek yoktur. Çünkü A(BC) = (AB)C ve A(BC) = (AB)C’dir.

ARŞ. GÖR. SONGÜL KARAKUŞ- FIRAT ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ YAZILIM MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ, ELAZIĞ

(a) ABC taralı alana karşılık gelmektedir. (b) ABC taralı alana karşılık gelmektedir.

Page 11: AYRIK YAPILAR - Fırat Üniversitesi · Mesela, okulunuzdaki matematik öğrencilerikümesi ve okulunuzdaki bilgisayar bilimleri öğrencilerikümesiile başlayarak,matematik veya

Genelleştirilmiş Birleşimler ve KesişimlerÖRNEK: A={0,2,4,6,8}, B={0,1,2,3,4}, ve C={0,3,6,9} kümeleri olsun. ABC ve ABC kümelerinelerdir?

ÇÖZÜM: ABC kümesi A, B ve C kümelerinden en az bir tanesinde bulunan elemanları içerir.Dolayısıyla,

ABC={0,1,2,3,4,6,8,9}.

ABC kümesi, A, B ve C kümelerinin üçünde birden bulunan elemanları içerir. Dolayısıyla,

ABC={0}.

ARŞ. GÖR. SONGÜL KARAKUŞ- FIRAT ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ YAZILIM MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ, ELAZIĞ

Page 12: AYRIK YAPILAR - Fırat Üniversitesi · Mesela, okulunuzdaki matematik öğrencilerikümesi ve okulunuzdaki bilgisayar bilimleri öğrencilerikümesiile başlayarak,matematik veya

Genelleştirilmiş Birleşimler ve KesişimlerTANIM 6: Bir kümeler topluluğunun birleşim kümesi, koleksiyondaki kümelerden en az birtanesinin elemanı olan unsurları içerir.

A1, A2, ... , An kümelerinin birleşimini göstermek için şu gösterimi kullanırız:

TANIM 7: Bir kümeler koleksiyonunun kesişim kümesi, topluluktaki kümelerden hepsinin birdenelemanı olan unsurları içerir.

ARŞ. GÖR. SONGÜL KARAKUŞ- FIRAT ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ YAZILIM MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ, ELAZIĞ

Page 13: AYRIK YAPILAR - Fırat Üniversitesi · Mesela, okulunuzdaki matematik öğrencilerikümesi ve okulunuzdaki bilgisayar bilimleri öğrencilerikümesiile başlayarak,matematik veya

ALIŞTIRMALAR1. Okulun bir kilometre uzaklığı çevresinde oturan öğrencilerin kümesi A ve okula yürüyerek gelen öğrencilerin kümesi B olsun. Aşağıdaki kümelerin içindeki öğrencileri tarif ediniz.

A. AB

B. AB

C. A-B

D. B-A

ARŞ. GÖR. SONGÜL KARAKUŞ- FIRAT ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ YAZILIM MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ, ELAZIĞ

Page 14: AYRIK YAPILAR - Fırat Üniversitesi · Mesela, okulunuzdaki matematik öğrencilerikümesi ve okulunuzdaki bilgisayar bilimleri öğrencilerikümesiile başlayarak,matematik veya

ALIŞTIRMALAR1. Okulun bir kilometre uzaklığı çevresinde oturan öğrencilerin kümesi A ve okula yürüyerek gelen öğrencilerin kümesi B olsun. Aşağıdaki kümelerin içindeki öğrencileri tarif ediniz.

A. AB Okulun bir kilometre çevresinde yaşayan ve okula yürüyerek gelen öğrencilerin kümesi

B. AB Okulun bir kilometre çevresinde yaşayan veya okula yürüyerek gelen öğrencilerin kümesi (ya da ikisini de yapan)

C. A-B Okulun bir kilometre çevresinde yaşayan ve okula yürüyerek gelmeyen öğrencilerin kümesi

D. B-A Okula yürüyerek gelen öğrencilerin kümesi fakat okuldan bir kilometreden uzakta yaşayan öğrencilerin kümesi

ARŞ. GÖR. SONGÜL KARAKUŞ- FIRAT ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ YAZILIM MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ, ELAZIĞ

Page 15: AYRIK YAPILAR - Fırat Üniversitesi · Mesela, okulunuzdaki matematik öğrencilerikümesi ve okulunuzdaki bilgisayar bilimleri öğrencilerikümesiile başlayarak,matematik veya

ALIŞTIRMALAR2. A={1,2,3,4,5} ve B={0,3,6} olsun. Aşağıdakileri bulunuz:

A. AB

B. AB

C. A-B

D. B-A

ARŞ. GÖR. SONGÜL KARAKUŞ- FIRAT ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ YAZILIM MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ, ELAZIĞ

Page 16: AYRIK YAPILAR - Fırat Üniversitesi · Mesela, okulunuzdaki matematik öğrencilerikümesi ve okulunuzdaki bilgisayar bilimleri öğrencilerikümesiile başlayarak,matematik veya

ALIŞTIRMALAR2. A={1,2,3,4,5} ve B={0,3,6} olsun. Aşağıdakileri bulunuz:

A. AB {0,1,2,3,4,5,6}

B. AB {3}

C. A-B {1,2,4,5}

D. B-A {0,6}

ARŞ. GÖR. SONGÜL KARAKUŞ- FIRAT ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ YAZILIM MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ, ELAZIĞ

Page 17: AYRIK YAPILAR - Fırat Üniversitesi · Mesela, okulunuzdaki matematik öğrencilerikümesi ve okulunuzdaki bilgisayar bilimleri öğrencilerikümesiile başlayarak,matematik veya

ALIŞTIRMALAR3. A={0,2,4,6,8,10}, B={0,1,2,3,4,5,6} ve C={4,5,6,7,8,9,10} olsun. Aşağıdakileri bulunuz:

A. ABC

B. ABC

C. (AB)C

D. (AB)C

ARŞ. GÖR. SONGÜL KARAKUŞ- FIRAT ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ YAZILIM MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ, ELAZIĞ

Page 18: AYRIK YAPILAR - Fırat Üniversitesi · Mesela, okulunuzdaki matematik öğrencilerikümesi ve okulunuzdaki bilgisayar bilimleri öğrencilerikümesiile başlayarak,matematik veya

ALIŞTIRMALAR3. A={0,2,4,6,8,10}, B={0,1,2,3,4,5,6} ve C={4,5,6,7,8,9,10} olsun. Aşağıdakileri bulunuz:

A. ABC {4,6}

B. ABC {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}

C. (AB)C {4,5,6,8,10}

D. (AB)C {0,2,4,5,6,7,8,9,10}

ARŞ. GÖR. SONGÜL KARAKUŞ- FIRAT ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ YAZILIM MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ, ELAZIĞ

Page 19: AYRIK YAPILAR - Fırat Üniversitesi · Mesela, okulunuzdaki matematik öğrencilerikümesi ve okulunuzdaki bilgisayar bilimleri öğrencilerikümesiile başlayarak,matematik veya

ALIŞTIRMALAR4. Aşağıdaki eşitlikleri biliyorsak A ve B kümeleri hakkında ne söyleyebilirsiniz?

A. AB = A?

B. AB = A?

C. A-B = A?

D. AB = BA?

E. A-B = B-A?

ARŞ. GÖR. SONGÜL KARAKUŞ- FIRAT ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ YAZILIM MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ, ELAZIĞ

Page 20: AYRIK YAPILAR - Fırat Üniversitesi · Mesela, okulunuzdaki matematik öğrencilerikümesi ve okulunuzdaki bilgisayar bilimleri öğrencilerikümesiile başlayarak,matematik veya

ALIŞTIRMALAR4. Aşağıdaki eşitlikleri biliyorsak A ve B kümeleri hakkında ne söyleyebilirsiniz?

A. AB = A? BA

B. AB = A? AB

C. A-B = A? AB=Ø

D. AB = BA? Hiçbir şey, çünkü her zaman doğru

E. A-B = B-A? A=B

ARŞ. GÖR. SONGÜL KARAKUŞ- FIRAT ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ YAZILIM MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ, ELAZIĞ

Page 21: AYRIK YAPILAR - Fırat Üniversitesi · Mesela, okulunuzdaki matematik öğrencilerikümesi ve okulunuzdaki bilgisayar bilimleri öğrencilerikümesiile başlayarak,matematik veya

ALIŞTIRMALAR5. A sonsuz bir küme ve B herhangi bir küme ise AB’nin de sonsuz bir küme olduğunu gösteriniz.

ARŞ. GÖR. SONGÜL KARAKUŞ- FIRAT ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ YAZILIM MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ, ELAZIĞ

Page 22: AYRIK YAPILAR - Fırat Üniversitesi · Mesela, okulunuzdaki matematik öğrencilerikümesi ve okulunuzdaki bilgisayar bilimleri öğrencilerikümesiile başlayarak,matematik veya

ALIŞTIRMALAR5. A sonsuz bir küme ve B herhangi bir küme ise AB’nin de sonsuz bir küme olduğunu gösteriniz.

Eğer AB kümesi sonlu olsaydı n tane doğal sayı için n elemanı olurdu. Fakat A’nın eleman sayısı n’den fazladır ve eleman sayısı sonsuzdur. Bu nedenle AB’nin eleman sayısı da n’den fazladır. Bu çelişkiden AB’nin eleman sayısı da sonsuz olmalıdır.

ARŞ. GÖR. SONGÜL KARAKUŞ- FIRAT ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ YAZILIM MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ, ELAZIĞ