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% (find-angg "LATEX/2018-2-MD-P1A.tex") % (defun c () (interactive) (find-LATEXsh "lualatex -record 2018-2-MD-P1A.tex")) % (defun d () (interactive) (find-xpdfpage "~/LATEX/2018-2-MD-P1A.pdf")) % (defun e () (interactive) (find-LATEX "2018-2-MD-P1A.tex")) % (defun u () (interactive) (find-latex-upload-links "2018-2-MD-P1A")) % (find-xpdfpage "~/LATEX/2018-2-MD-P1A.pdf") % (find-sh0 "cp -v ~/LATEX/2018-2-MD-P1A.pdf /tmp/") % (find-sh0 "cp -v ~/LATEX/2018-2-MD-P1A.pdf /tmp/pen/") % file:///home/edrx/LATEX/2018-2-MD-P1A.pdf % file:///tmp/2018-2-MD-P1A.pdf % file:///tmp/pen/2018-2-MD-P1A.pdf % http://angg.twu.net/LATEX/2018-2-MD-P1A.pdf % «.gabarito-1» (to "gabarito-1") % «.gabarito-2» (to "gabarito-2") % «.gabarito-3» (to "gabarito-3") % «.gabarito-4» (to "gabarito-4") \documentclass[oneside]{book} \usepackage[colorlinks]{hyperref} % (find-es "tex" "hyperref") %\usepackage[latin1]{inputenc} \usepackage{amsmath} \usepackage{amsfonts} \usepackage{amssymb} \usepackage{pict2e} \usepackage{color} % (find-LATEX "edrx15.sty" "colors") \usepackage{colorweb} % (find-es "tex" "colorweb") %\usepackage{tikz} % % (find-dn6 "preamble6.lua" "preamble0") %\usepackage{proof} % For derivation trees ("%:" lines) %\input diagxy % For 2D diagrams ("%D" lines) %\xyoption{curve} % For the ".curve=" feature in 2D diagrams \catcode`\^^J=10 % (find-es "luatex" "spurious-omega") \directlua{dofile "dednat6load.lua"} % (find-LATEX "dednat6load.lua") %\def\expr#1{\directlua{output(tostring(#1))}} %\def\eval#1{\directlua{#1}} % \usepackage{edrx15} % (find-angg "LATEX/edrx15.sty") \input edrxaccents.tex % (find-angg "LATEX/edrxaccents.tex") \input edrxchars.tex % (find-LATEX "edrxchars.tex") \input edrxheadfoot.tex % (find-dn4ex "edrxheadfoot.tex") \input edrxgac2.tex % (find-LATEX "edrxgac2.tex") % % (find-angg ".emacs.papers" "latexgeom") % (find-latexgeomtext "total={6.5in,8.75in},") \usepackage[%total={6.5in,4in}, %textwidth=4in, paperwidth=4.5in, %textheight=5in, paperheight=4.5in, a4paper, top=1.5in, left=1.5in%, includefoot ]{geometry} % \begin{document} \catcode`\^^J=10 %\directlua{dednat6dir = "dednat6/"} %\directlua{dofile(dednat6dir.."dednat6.lua")} %\directlua{texfile(tex.jobname)} %\directlua{verbose()} %\directlua{output(preamble1)} %\def\expr#1{\directlua{output(tostring(#1))}} %\def\eval#1{\directlua{#1}} %\def\pu{\directlua{pu()}} \directlua{dofile "edrxtikz.lua"} % (find-LATEX "edrxtikz.lua") \directlua{dofile "edrxpict.lua"} % (find-LATEX "edrxpict.lua") %L V.__tostring = function (v) return format("(%.3f,%.3f)", v[1], v[2]) end \def\V{\mathbf{V}} \def\F{\mathbf{F}} \def\Par {\mathsf{par}} \def\Impar{\mathsf{impar}} % ____ _ _ _ % / ___|__ _| |__ ___ ___ __ _| | |__ ___ % | | / _` | '_ \ / _ \/ __/ _` | | '_ \ / _ \ % | |__| (_| | |_) | __/ (_| (_| | | | | | (_) | % \____\__,_|_.__/ \___|\___\__,_|_|_| |_|\___/ % {\setlength{\parindent}{0em} \footnotesize \par Matemática Discreta \par PURO-UFF - 2018.2 \par P1 - 29/out/2018 - Eduardo Ochs \par Turma grande (V1, com aulas nas segundas e quartas) \par Proibido usar quaisquer aparelhos eletrônicos. } \bsk \bsk \def\T(Total: #1 pts){{\bf(Total: #1 pts)}} \def\T(Total: #1 pts){{\bf(Total: #1)}} \def\B (#1 pts){{\bf(#1 pts)}} % Usage: % 1) \T(Total: 2.34 pts) Foo % a) \B(0.45 pts) Bar { \setlength{\parindent}{0em} 1) \T(Total: 4.0 pts) Seja $(\star)$ a seguinte proposição: todo inteiro ímpar é a soma de um par e um ímpar. a) \B(0.5 pts) Traduza $(\star)$ para notação matemática. b) \B(3.0 pts) Demonstre $(\star)$ usando o formato que vimos no curso, com passos numerados começando com ``Vamos mostrar que'', ``Suponha'' e ``Então''. c) \B(0.5 pts) Traduza a antepenúltima linha começada com ``Então'' da sua prova do item anterior para a notação com ``$⊢$''. \bsk 2) \T(Total: 1.0 pts) Mostre que $P→Q$ é logicamente equivalente a $¬P∨Q$ e não é logicamente equivalente a $P∨¬Q$. \bsk 3) \T(Total: 2.0 pts) Calcule a) \B(0.5 pts) $\Pts(\{2, 3, \{2, 3\}\})$, b) \B(1.0 pts) $\bigcup \{\{2, 3\}, \{4, 5\}\}$, c) \B(0.5 pts) $\Pts(A∪B) = \Pts(A)∪\Pts(B)$ no caso em que $A = \{1\}$ e $B = \{2\}$. \bsk 4) \T(Total: 1.0 pts) Seja $(P, S)$ o grafo direcionado cuja representação gráfica é $1→2→3→4$. Calcule $\setofst{(a,c)}{ a,b,c∈P, \, aSb, \, bSc}$. \bsk 5) \T(Total: 1.0 pts) Encontre um contra-exemplo para $a∈\Z, b∈\Z, a|b ⊢ a≤b$. \bsk 6) \T(Total: 2.0 pts) Calcule $\{a∈\Z, b∈\Z, a|b; a≤b\}$. \bsk \bsk \begin{tabular}[t]{l} Algumas definições: \\ $x \text{ natural} := x ∈ \N$ \\ $x \text{ inteiro} := x ∈ \Z$ \\ $\mathsf{par} (x) := ∃a∈\Z. x = 2a$ \\ $\mathsf{impar}(x) := ∃a∈\Z. x = 2a + 1$ \\ $a|b := ∃k∈Z.ka = b$ \\ \end{tabular} % \qquad % \begin{tabular}[t]{l} Algumas dicas: \\ $x∈A∪B = x∈A ∨ x∈B$ \\ $\bigcup\calC = \setofst{a}{∃B∈\calC.a∈B}$ \\ \end{tabular} } \newpage % ____ _ _ _ % / ___| __ _| |__ __ _ _ __(_) |_ ___ % | | _ / _` | '_ \ / _` | '__| | __/ _ \ % | |_| | (_| | |_) | (_| | | | | || (_) | % \____|\__,_|_.__/ \__,_|_| |_|\__\___/ % % «gabarito-1» (to ".gabarito-1") {\bf Mini-gabarito} \msk 1a) Podemos começar traduzindo essa proposição para português mais próximo de linguagem matemática, em vários passos: % ``todo inteiro par $a$ pode ser expresso como soma de um inteiro par $b$ e um inteiro ímpar $c$''; % ``Para todo inteiro par $a$ existem um inteiro par $b$ e um inteiro ímpar $c$ tais que $a=b+c$''. E aí $∀a∈\Z.\Impar(a)→(∃b∈\Z.∃c∈\Z.\Par(b)∧\Impar(c)∧(a=b+c))$, ou: $∀a∈\Z.\Impar(a)→(∃b∈\Z.\Par(b)∧(∃c∈\Z.∧\Impar(c)∧(a=b+c)))$. \bsk 1b) Podemos começar com uma demonstração em português e depois formalizá-la. Seja $a$ um inteiro ímpar. Sejam $b=0$ e $c=a$; então $b$ é par, $c$ é ímpar, e $a=b+c$. Portanto existem um inteiro par $b$ e um inteiro ímpar $c$ tais que $a=b+c$. A menos que a gente tenha {\sl muita} prática é quase impossível chegar direto a uma formalização desse demonstração sem trabalhar ``de trás pra frente'' e ``fazendo primeiro as extremidades e depois o meio'' como o livro sugere. Os últimos passos com ``Então'' da demonstração vão ter estas traduções para a notação com `$⊢$: $⊢ ∀a∈\Z.\Impar(a)→(∃b∈\Z.\Par(b)∧(∃c∈\Z.∧\Impar(c)∧(a=b+c)))$ $a∈\Z ⊢ \Impar(a)→(∃b∈\Z.\Par(b)∧(∃c∈\Z.∧\Impar(c)∧(a=b+c)))$ $a∈\Z, \Impar(a) ⊢ ∃b∈\Z.\Par(b)∧(∃c∈\Z.∧\Impar(c)∧(a=b+c))$ $a∈\Z, \Impar(a) ⊢ \Par(0) ∧ (∃c∈\Z.∧\Impar(c)∧(a=0+c))$ % $a∈\Z, \Impar(a) ⊢ \Par(0)$ $a∈\Z, \Impar(a) ⊢ ∃c∈\Z.∧\Impar(c)∧(a=0+c)$ $a∈\Z, \Impar(a) ⊢ \Impar(a)∧(a=0+a)$ $a∈\Z, \Impar(a) ⊢ \Impar(a)∧(a=0+a)$ \msk \def\Suponha#1#2{\par $#1) \text{ Suponha $#2$.}$} \def\NEntaoPor#1#2#3{\par $ #1) \text{ Entao } #2. \qquad (\text{Por #3}) $} \def\NEntaoPorCom#1#2#3#4{\par $ #1) \text{ Entao } #2. \qquad (\text{Por #3, com $#4$}) $} E vão ficar deste jeito no formato passo a passo: { \setlength{\parindent}{0em} \NEntaoPor ? {\Impar(a)} {?} \NEntaoPor ? {a=0+a} {?} \NEntaoPor ? {\Impar(a)∧(a=0+a)} {?} \NEntaoPorCom ? {∃c∈\Z.\Impar(a)∧(a=0+c)} {?} {c:=a} \NEntaoPor ? {\Par(0)∧(∃c∈\Z.\Impar(a)∧(a=0+c))} {?} \NEntaoPorCom ? {∃b∈\Z.\Par(b)∧(∃c∈\Z.\Impar(a)∧(a=b+c))} {?} {b:=0} \NEntaoPor ? {\Impar(a)→∃b∈\Z.\Par(b)∧(∃c∈\Z.\Impar(a)∧(a=b+c))} {?} \NEntaoPor ? {∀a∈\Z.\Impar(a)→∃b∈\Z.\Par(b)∧(∃c∈\Z.\Impar(a)∧(a=b+c))} {?} } \msk A demonstração completa é: { \setlength{\parindent}{0em} 1) Queremos ver que $∀a∈\Z.\Impar(a)→(∃b∈\Z.\Par(b)∧(∃c∈\Z.∧\Impar(c)∧(a=b+c)))$. \Suponha 2 {a∈\Z} \Suponha 3 {\Impar(a)} \NEntaoPor 4 {\Impar(a)} {3} \NEntaoPor 5 {a=0+a} {2} \NEntaoPor 6 {\Impar(a)∧(a=0+a)} {4, 5} \NEntaoPorCom 7 {∃c∈\Z.\Impar(a)∧(a=0+c)} {6} {c:=a} \NEntaoPor 8 {\Par(0)∧(∃c∈\Z.\Impar(a)∧(a=0+c))} {7} \NEntaoPorCom 9 {∃b∈\Z.\Par(b)∧(∃c∈\Z.\Impar(a)∧(a=b+c))} {8} {b:=0} \NEntaoPor {10} {\Impar(a)→∃b∈\Z.\Par(b)∧(∃c∈\Z.\Impar(a)∧(a=b+c))} {9} \NEntaoPor {11} {∀a∈\Z.\Impar(a)→∃b∈\Z.\Par(b)∧(∃c∈\Z.\Impar(a)∧(a=b+c))} {10} } \bsk 1c) A linha 9 vira: $a∈\Z, \Impar(a) ⊢ ∃b∈\Z.\Par(b)∧(∃c∈\Z.\Impar(a)∧(a=b+c))$. \newpage % «gabarito-2» (to ".gabarito-2") 2) Pela tabela: $\begin{array}{ccccc} P & Q & P→Q & ¬P∨Q & P∨¬Q \\\hline \F & \F & \V & \V & \V \\ \F & \V & \V & \V & \F \\ \V & \F & \F & \F & \V \\ \V & \V & \V & \V & \V \\ \end{array} $ \bsk % «gabarito-3» (to ".gabarito-3") { \def\H#1{\hbox{$#1$}} \def\h#1{\hbox{\phantom{$#1$}}} \def\A{\H{2}} \def\a{\h{2}} \def\B{\H{3}} \def\b{\h{3}} \def\C{\H{\{2,3\}}} \def\c{\h{\{2,3\}}} \def\O{\H{,\,}} \def\o{\h{,\,}} \def\oc{\o\c} 3a) $\Pts(\{2, 3, \{2, 3\}\}) = \begin{array}[t]{rlll} \{ & \{\a\o\b\oc\}, & \{\a\o\b\o\C\}, \\ & \{\a\o\B\oc\}, & \{\a\o\B\O\C\}, \\ & \{\A\o\b\oc\}, & \{\A\O\b\o\C\}, \\ & \{\A\O\B\oc\}, & \{\A\O\B\O\C\} & \}. \\ \end{array} $ } 3b) $\begin{array}[t]{rcl} \bigcup \{\{2, 3\}, \{4, 5\}\} &=& \setofst{a}{∃B∈\{\{2, 3\}, \{4, 5\}\}.a∈B} \\ &=& \setofst{a}{a∈\{2, 3\} ∨ a∈\{4, 5\}} \\ &=& \setofst{a}{a∈\{2, 3\}∪\{4, 5\}} \\ &=& \setofst{a}{a∈\{2, 3, 4, 5\}} \\ &=& \{2, 3, 4, 5\} \\ \end{array} $ 3c) $\begin{array}[t]{l} \Pts(A∪B) = \Pts(\{2\}∪\{3\}) = \Pts(\{2,3\}) = \{∅,\{2\},\{3\},\{2,3\}\} \\ \Pts(A)∪\Pts(B) = \Pts(\{2\})∪\Pts(\{3\}) = \{∅,\{2\}\} ∪ \{∅,\{3\}\} = \{∅,\{2\},\{3\}\} \\ (\Pts(A∪B)=\Pts(A)∪\Pts(B)) = (\{∅,\{2\},\{3\},\{2,3\}\} = \{∅,\{2\},\{3\}\}) = \F \\ \end{array} $ \bsk % «gabarito-4» (to ".gabarito-4") 4) $\begin{array}[t]{l} P = \{1,2,3,4\} \\ S = \{(1,2),(2,3),(3,4)\} \\ \setofst{(a,c)}{ a,b,c∈P, \, aSb, \, bSc} = \{(1,3), (2,4)\} \\ \end{array} $ \bsk 5) Se $a=2$ e $b=-6$ então $a|b$ é verdade mas $a≤b$ é falso. \bsk % "Stop": % (find-es "tex" "vrule") \def\S{\omit\vrule\phantom{$\scriptstyle($}\hss} % stop 6) Para quaisquer $a,b∈\Z$ o resultado de $a≤b$ é sempre $\F$ ou $\V$, então: $\{a∈\Z, b∈\Z; a≤b\} ⊆ \{\F, \V\}$ $\{a∈\Z, b∈\Z, a|b; a≤b\} ⊆ \{\F, \V\}$ Podemos calcular $\{a∈\Z, b∈\Z, a|b; a≤b\}$ por um {\sl pedaço} da tabela, que é infinita... $\begin{array}{cccc} a & b & a|b & a≤b \\\hline 2 & 3 & \F & \S \\ 2 & 4 & \V & \V \\ 2 & -4 & \V & \F \\ \end{array} $ Daí $\{a∈\Z, b∈\Z, a|b; a≤b\} = \{\F, \V\}$. \end{document} % Local Variables: % coding: utf-8-unix % End: