Список использованных источников
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2.
Исследование полноты системы булевых функций.
Цель работы: Изучить методику исследования полноты системы булевых функций по теореме Поста.
Порядок выполнения работы.
- Изучить теоретические сведения.
 - Получить задание у преподавателя.
 - Исследовать полноту системы булевых функций по теореме Поста.
 - Сделать выводы по результатам исследований.
 - Оформить отчет.
 
Требования к отчету.
- Цель работы.
 - Постановка задачи.
 - Результаты исследования по пяти классам булевых функций.
 - Таблица Поста.
 - Выводы.
 
Теоретические сведения.
Основные понятия
Пусть K — некоторое множество функций алгебры логики. Замыканием [K] множества K называется совокупность всех функций из Р2, являющихся суперпозициями функций из множества K. Множество K называется замкнутым классом, если [K]=K. Пусть K – замкнутый класс в Р2 . Подмножество P из K называется функционально полной системой в K, если [P] =K.
Множество K’, содержащееся в замкнутом классе K (в т.ч. K=P2), называется предполным классом в K, если оно не является полной системой в K, но для всякой функции 
 выполняется равенство 
Самодвойственные функции
Функция 
 называется двойственной к 
 , если 
 = 
 . Двойственная функция обозначается 
 .
Функция 
 называется самодвойственной, если 
 = 
 . Класс самодвойственных функций обозначается S.
Линейные функции
Функция 
 называется линейной, если она представима в виде

Множество всех линейных функций обозначается L .
Функции, сохраняющие константу
Говорят, что функция 
 сохраняет константу 0 (константу 1), если f(0,0,...,0)=0 (cоответственно, f(1,1,...,1)=1). Множества функций, сохраняющих константу 0 или 1, обозначаются соответственно T0 и T1 .
Монотонные функции
Булева функция 
 называется монотонной, если для любых двух наборов 
 из 
 , таких, что 
 имеет место неравенство
 . В противном случае функция называется немонотонной.
Вершина 
 куба 
 называется нижней единицей (верхним нулем) монотонной функции 
 , если 
 =1 ( 
 =0 ) и для всякой вершины 
 из 
 вытекает, что 
 =0 (соответственно из 
 вытекает 
 =1). Множество монотонных функций обозначается M.
Каждое из множеств T0, T1, S, L, M является замкнутым и предполным классом в P2 .
Теорема. Система K полна в Р2 тогда и только тогда, когда она целиком не содержится ни в одном из классов T0, T1, S, L, M.
ЗАДАНИЕ 1.
1. Является ли множество K замкнутым классом:
1) K ={0,1}; 2) K = { 
 }; 3) K = { 1, 
 };
4) K = {0, 
 }.
2. Сведением к заведомо полным системам в P2 , доказать полноту системы K:
1) K = { 
 }; 2) K = { 
 };
3) K= { 
 }; 4) K= { 
 }.
3. Доказать, что всякий предполный класс в Р2является замкнутым классом.
4. Является ли функция g двойственной к f, если
1) f = x 
 y, g = x ~ y; 2) f = x 
 y, g = y 
 x .
5. Является ли функция самодвойственной:

6. Подсчитать число самодвойственных функций, существенно зависящих от переменных  
7. Доказать, что если 
 — самодвойственная функция, то 
 .
8. Разлагая функцию f в полином Жегалкина, выяснить, является ли она линейной:

9. Доказать, что для любой ф.а.л. существует единственное разложение в полином Жегалкина.
10. Доказать, что если f — линейная функция и f const, то 
11. Найти число линейных самодвойственных функций.
12. Доказать, что 
 .
13. Доказать, что если 
 на любых двух соседних наборах принимает противоположные значения,
то она линейная.
14. Показать, что всякая монотонная функция содержится не менее, чем в двух классах из { 
 }.
15. Функция f не принадлежит множеству { 
 } и принимает в точности одно значение, равное нулю.
Доказать, что она либо является шефферовской, либо существенно зависит лишь от одной переменной.
16. Какие из перечисленных ниже функций являются монотонными:

17. Подсчитать число функций в каждом из следующих множеств:

18. Показать, что если 
 немонотонна, то существуют такие два вектора 
 и 
 из 
 , различающиеся
ровно в одной координате, что 
 , но 
 .
19. Показать, что в Р2 не существует предполных классов, отличных от классов T0, T1, S, L, M .
20. Используя критерий полноты, выяснить, полна ли система Р:
1) P = { 
 }; 2) P = { 
 };
3) P = {0, 1, 
 }.
21. Доказать, что любую функцию из Р2 можно представить через логические связки: конъюнкцию,
дизъюнкцию и отрицание.
22. Пусть 
 и 
 удовлетворяет условию 
 = 
 . Доказать, что если 
 , то 
 .
23. Из самодвойственной функции f с помощью подстановки на места переменных 
 получить константу

24. Можно ли из функции f=(10110010) с помощью операции суперпозиции получить функцию g=(1000)?
25. Показать, что 
 , где 
 – совокупность всех функций, двойственных к линейным функциям.
ЗАДАНИЕ 2.


Список использованных источников
1 Показеев, В.В. Элементы дискретной математики: Курс лекций / В.В. Показеев, В.И. Матяш, Г.В. Черкесова. – М.: МГТУ МАМИ, 2003. – 239 с.
2. Кирсанов, М.М. Дискретная математика : Основные тезисы / М.М. Кирсанов, В.В. Показеев. – М.: МГТУ МАМИ, 2003. – 26 с.
3. Москинова, Г.И. Дискретная математика. Математика для менеджера в примерах и упражнениях : Учебное пособие / Г.И. Москинова. – М.: Логос, 2003. – 240 с.