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.