Множества и логика в задачах ЕГЭ по информатике презентация

Содержание

Постановка задачи На числовой прямой даны два отрезка: P = [37; 60] и Q = [40; 77]. Укажите наименьшую возможную длину такого отрезка A, что выражение (x ∈ P) → (((x

Слайд 1Множества и логика в задачах ЕГЭ по информатике
К.Ю. Поляков
Множества и

логика в задачах ЕГЭ // Информатика, № 10, 2015, с. 38-42.

Слайд 2Постановка задачи
На числовой прямой даны два отрезка: P = [37; 60]

и Q = [40; 77]. Укажите наименьшую возможную длину такого отрезка A, что выражение
(x ∈ P) → (((x ∈ Q) ∧ ¬(x ∈ A)) → ¬(x ∈ P))
истинно при любом значении переменной х.

Элементами множеств А, P и Q являются натуральные числа, причём
P = {2, 4, 6, 8, 10, 12} и Q = {4, 8, 12, 116}.
Известно, что выражение
(x ∈ P) → (((x ∈ Q) ∧ ¬(x ∈ A)) → ¬(x ∈ P))
истинно при любом значении переменной х. Определите наименьшее возможное значение суммы элементов множества A.


Слайд 3Постановка задачи
Для какого наибольшего натурального числа А выражение
¬ДЕЛ(x, А) → (ДЕЛ(x,

6) → ¬ДЕЛ(x, 4))
тождественно истинно (то есть принимает значение 1 при любом натуральном значении переменной х)?

Определите наименьшее натуральное число A, такое что выражение
(x & 53 ≠ 0) → ((x & 41 = 0) → (x & A ≠ 0))
тождественно истинно?


Слайд 4
Что нужно знать о множествах?

A
(все натуральные)
U – универсальное

множество


– дополнение A до универсального множества
(НЕ делятся на 6)



Слайд 5Что нужно знать о множествах?
A·B – пересечение (A ∩ B)
A+B –

объединение (A ∪ B)

Слайд 6Множества и логические функции
Множество задаётся логической функцией
x ∈ A

x ∈ A·B

⇔ x ∈ A+B



⇔ A(x) = 1


Слайд 7Базовые задачи (ЕГЭ)
Задача 1. Каким должно быть множество A для того,

чтобы множество A + B совпадало с универсальным множеством?

Другие решения:


Слайд 8Базовые задачи (ЕГЭ)
Задача 2. Каким должно быть множество A для того,

чтобы множество совпадало с универсальным множеством?

Слайд 9Общий подход к решению
Свести задачу к одной из базовых задач

Задача 1.
Задача 2.
Использовать готовое решение:
Задача 1.
Задача 2.

Слайд 10Задачи с отрезками
На числовой прямой даны два отрезка:
P = [37;

60] и Q = [40; 77]. Укажите наименьшую возможную длину такого отрезка A, что выражение
(x ∈ P) → (((x ∈ Q) ∧ ¬(x ∈ A)) → ¬(x ∈ P))
истинно при любом значении переменной х.

P = (x ∈ P), Q = (x ∈ Q), A = (x ∈ A)

Вводим утверждения:

Заданное условие:



Слайд 11
Задачи с отрезками
Упрощение выражения:
⇐ Задача 1
Решение:
P = [37; 60], Q =

[40; 77]

Слайд 12Задачи с отрезками-II
На числовой прямой даны два отрезка:
P = [10;

20] и Q = [25; 55]. Укажите наибольшую возможную длину такого отрезка A, что выражение
(x ∈ A) → ((x ∈ P) ∨ (x ∈ Q))
истинно при любом значении переменной х.

P = (x ∈ P), Q = (x ∈ Q), A = (x ∈ A)

Вводим утверждения:

Заданное условие:



Слайд 13
Задачи с отрезками-II
Упрощение выражения:
⇐ Задача 2
Решение:
P = [10; 20], Q =

[25; 55]



Слайд 14Множества чисел
Элементами множеств А, P и Q являются натуральные числа, причём


P = {2, 4, 6, 8, 10, 12} и Q = {4, 8, 12, 116}.
Известно, что выражение
(x ∈ P) → (((x ∈ Q) ∧ ¬(x ∈ A)) → ¬(x ∈ P))
истинно при любом значении переменной х. Определите наименьшее возможное значение суммы элементов множества A.

P = (x ∈ P), Q = (x ∈ Q), A = (x ∈ A)

Вводим утверждения:

Заданное условие:


Слайд 15Множества чисел

⇐ Задача 1
Решение:
P = {2, 4, 6, 8, 10, 12},

Q = {4, 8, 12, 116}

Упрощение выражения:


Слайд 16
Множества чисел-II
Элементами множеств А, P и Q являются натуральные числа, причём


P = { 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20}
Q = { 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27, 30 }.
Известно, что выражение
((x ∈ A) → ¬(x ∈ P)) ∧ (¬(x ∈ Q) → ¬(x ∈ A))
истинно при любом значении переменной х. Определите наибольшее возможное количество элементов множества A.

P = (x ∈ P), Q = (x ∈ Q), A = (x ∈ A)

Вводим утверждения:

Заданное условие:


Слайд 17Множества чисел-II

⇐ Задача 2
Решение:
P = { 2, 4, 6, 8, 10,

12, 14, 16, 18, 20}
Q = { 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27, 30 }

Упрощение выражения:


Слайд 18Делимость
Для какого наибольшего натурального числа a выражение
¬ДЕЛ(x, a) → (ДЕЛ(x, 6)

→ ¬ДЕЛ(x, 4))
тождественно истинно (то есть принимает значение 1 при любом натуральном значении переменной х)?

DN = (x ∈ DN), A = (x ∈ A)

Вводим утверждения:

Заданное условие:

DN – множество чисел, делящихся на N
A = Da – множество чисел, делящихся на a



Слайд 19
Делимость

⇐ Задача 1
Решение:
D6∙D4 ≤ A=Da
Упрощение выражения:
Одновременно делятся
на 6 и на

4!

D6∙D4 = D12

любой делитель 12!


max


Слайд 20Amin ← amax
Почему максимальное число a дает минимальное множество A?


Слайд 21Делимость-II
Для какого наибольшего натурального числа a выражение
¬ДЕЛ(x, a) → (¬ ДЕЛ(x,

21) ∧ ¬ДЕЛ(x, 35))
тождественно истинно?

DN = (x ∈ DN), A = (x ∈ A)

Вводим утверждения:

Заданное условие:

DN – множество чисел, делящихся на N
A = Da – множество чисел, делящихся на a



Слайд 22Делимость-II

⇐ Задача 1
Решение:
Упрощение выражения:
Делятся
на 21 или на 35!
D21+D35 = Da
нет

такого a!

max


D21+D35 < Da

Общий делитель 21 и 35!



Слайд 23Делимость-III
Для какого наименьшего натурального числа a выражение
ДЕЛ(x, a) → (¬ ДЕЛ(x,

21) ∨ ДЕЛ(x, 35))
тождественно истинно?

DN = (x ∈ DN), A = (x ∈ A)

Вводим утверждения:

Заданное условие:

DN – множество чисел, делящихся на N
A = Da – множество чисел, делящихся на a



Слайд 24Делимость-III

⇐ Задача 2
Решение:
Упрощение выражения:
Не делятся
на 21 или делятся на 35!
нет

такого a!



Слайд 25



Делимость-III
Переход к другой импликации:
Делится на A и на 21:
Делится на 35:
Этот

сомножитель добавляется с помощью A!

min



k, m – натуральные


Слайд 26Делимость-IV
Для какого наименьшего натурального числа a выражение
(ДЕЛ(x, a) ∧ ДЕЛ(x, 21))

→ ДЕЛ(x, 18)
тождественно истинно?

DN = (x ∈ DN), A = (x ∈ A)

Вводим утверждения:

Заданное условие:

DN – множество чисел, делящихся на N
A = Da – множество чисел, делящихся на a



Слайд 27




Делимость-IV
Делится на A и на 21:
Делится на 18:
Эти сомножители добавляются с

помощью A!

min




Слайд 28Делимость-V
Для какого наименьшего натурального числа a выражение
¬ДЕЛ(x, 18) → (¬ДЕЛ(x,21) →

¬ДЕЛ(x, a))
тождественно истинно?

DN = (x ∈ DN), A = (x ∈ A)

Вводим утверждения:

Заданное условие:

DN – множество чисел, делящихся на N
A = Da – множество чисел, делящихся на a



Слайд 29
Делимость-IV

⇐ Задача 2
Решение:
Делятся
на 18 или на 21!
нет такого a!



Варианты:


Слайд 30Побитовые логические операции
ZN = (x ∈ ZN), A = (x

∈ Za)

Вводим утверждения:

Заданное условие:


Определите наименьшее натуральное число a, такое что выражение
(x & 53 ≠ 0) → ((x & 41 = 0) → (x & a ≠ 0))
тождественно истинно.?

Число a определяет множество Za или условие A.


Слайд 31Побитовые логические операции
Что такое Z53:
Биты 5, 4, 2, 0 числа x

нулевые!

Среди битов 5, 4, 2, 0 числа x есть ненулевые!


Слайд 32Главная ошибка
После упрощения:
Вывод:

Логические значения!
Натуральные числа!


Слайд 33Побитовые логические операции
Биты 5, 4, 2, 0 числа x нулевые!
Z30 ⇒


Биты 4, 3, 2, 1 числа x нулевые!

Z53 ⇒

63 = 111111 = 53 or 30


Слайд 34Побитовые логические операции
Биты 5, 4, 2, 0 числа x нулевые!
Z30 ⇒


Биты 4, 3, 2, 1 числа x нулевые!

Z53 ⇒

20 = 010100 = 53 and 30

Только в одну сторону!


Слайд 35

Побитовые логические операции
Двойственность операций И и ИЛИ

только для левой части импликации!
Доказательство:
От

противного:

Слайд 36Побитовые логические операции
Биты 4, 2 и 0 нулевые!
Биты 4 и 0

нулевые!

0

1



Слайд 37Побитовые логические операции
Если в числе x не равен 0 хотя бы

один бит, который равен 1 в b or c

Слайд 38Побитовые логические операции

Вариант 1:
Вариант 2:


Слайд 39Побитовые логические операции
Вариант 1:
Вариант 2:


Слайд 40Побитовые логические операции
Метод А.В. Здвижковой (г. Армавир):


Слайд 41Побитовые логические операции
Решение:
Биты 5, 3, 0 нулевые!
Биты 5, 4, 2, 0

нулевые!

amin = 101002 = 20

Логическое ИЛИ между битами!


Слайд 42Побитовые логические операции-II
Заданное условие:

Определите наибольшее натуральное число a, такое что выражение
(x

& a ≠ 0) → ((x & 20 = 0) → (x & 5 ≠ 0))
тождественно истинно.

ZN = (x ∈ ZN), A = (x ∈ Za)

Вводим утверждения:


Слайд 43Побитовые логические операции-II
Упрощение выражения (до суммы):
Решение:
Импликация без инверсий:
5

= 00101

Биты 4, 2 нулевые!

Биты 2, 0 нулевые!

amax = 101012 = 21

a = 1, 4, 5, 16, 17, 20, 21

23 – 1 = 7


Слайд 44Побитовые логические операции-III

Определите наибольшее натуральное число a, такое что выражение
(x &

a ≠ 0) → ((x & 12 = 0) → (x & 21 = 0))
тождественно истинно.

Заданное условие:

ZN = (x ∈ ZN), A = (x ∈ Za)

Вводим утверждения:


Слайд 45
Побитовые логические операции-III
Упрощение выражения:
Решение:
amax = 11002 = 12
21 =

10101

a = 4, 8, 12

22 – 1 = 3


Слайд 46Побитовые логические операции-IV

Определите наименьшее натуральное число a, такое что выражение

( (x & 28 ≠ 0) ∨ (x & 45 ≠ 0))
→ ((x & 48 = 0) → (x & a ≠ 0))
тождественно истинно.

Заданное условие:

ZN = (x ∈ ZN), A = (x ∈ Za)

Вводим утверждения:


Слайд 47Побитовые операции–IV
Упрощение выражения:
Решение:
45 = 101101
=

111101

amin = 11012 = 13


Слайд 48Побитовые логические операции (V)
(А.Г. Гильдин). Определите наименьшее натуральное число a, такое

что выражение
(x & 19 = 0) ∧ (x & 38 ≠ 0) ∨
((x & 43 = 0) → ((x & a = 0) ∧ (x & 43 = 0)))
тождественно истинно.

Заданное условие:

ZN = (x ∈ ZN), A = (x ∈ Za)

Вводим утверждения:


Слайд 49
Побитовые логические операции (V)
Упрощение выражения:
Решение:
a = 1, 2, 3, 8, 9,

10, 11, 32, 33, 34, 35, 40, 41, 42, 43

Все, у которых единицы только в разрядах 5, 3, 1 и 0!

24 – 1 = 15


Слайд 50Побитовые логические операции (VI)
(М.В. Кузнецова). Определите наименьшее натуральное число a, такое

что выражение
(( (x & 13 ≠ 0) ∨ (x & a ≠ 0)) → (x & 13 ≠ 0)
∨ ((x & a ≠ 0) ∧ (x & 39 = 0))
тождественно истинно.

Заданное условие:

ZN = (x ∈ ZN), A = (x ∈ Za)

Вводим утверждения:


Слайд 51
Побитовые логические операции (V)
Упрощение выражения:
Решение:
a = 1, 4, 5, 8, 9,

12, 13

39 = 100111


Слайд 52Побитовые логические операции (V)
Вариант с другими числами:
Решение:
a – любое!
21

= 10101

Слайд 53Побитовые логические операции (VI)
Определите наименьшее натуральное число a, такое что выражение
((x

& 23 ≠ 0) ∧ (x & 45 ≠ 0)) →
((x & a ≠ 0) ∧ (x & 23 ≠ 0))
тождественно истинно.

Заданное условие:

ZN = (x ∈ ZN), A = (x ∈ Za)

Вводим утверждения:


Слайд 54
или
Побитовые логические операции (V)
Упрощение выражения:


Слайд 55Нерешаемая задача
Попытка решения:
Логическое ИЛИ между битами!
1


Слайд 56Конец фильма
ПОЛЯКОВ Константин Юрьевич
д.т.н., учитель информатики
ГБОУ СОШ № 163, г. Санкт-Петербург
kpolyakov@mail.ru


Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика