Saturs Sākums Beigas Atpakaļ Aizvērt Pilns ekrāns 1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Maǧistra studiju

Līdzīgi dokumenti
Saturs Sākums Beigas Atpakaļ Aizvērt Pilns ekrāns 1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Bakalaura studij

Saturs Sākums Beigas Atpakaļ Aizvērt Pilns ekrāns 1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Bakalaura studij

Saturs Sākums Beigas Atpakaļ Aizvērt Pilns ekrāns 1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Bakalaura studij

Saturs Sākums Beigas Atpakaļ Aizvērt Pilns ekrāns 1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Bakalaura studij

Saturs Sākums Beigas Atpakaļ Aizvērt Pilns ekrāns 1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Bakalaura studij

Saturs Sākums Beigas Atpakaļ Aizvērt Pilns ekrāns 1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Bakalaura studij

Saturs Sākums Beigas Atpakaļ Aizvērt Pilns ekrāns 1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Bakalaura studij

Microsoft Word - du_5_2005.doc

IEGULDĪJUMS TAVĀ NĀKOTNĒ Projekts Nr. 2009/0216/1DP/ /09/APIA/VIAA/044 NESTRIKTAS KOPAS AR VĒRTĪBĀM PUSGREDZENĀ UN MONĀDES PĀR KATEGORIJU Jāni

7. Tēma: Polinomi ar veseliem koeficientiem Uzdevums 7.1 (IMO1982.4): Prove that if n is a positive integer such that the equation x 3 3xy 2 + y 3 = n

DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE MATEMĀTISKĀS ANALĪZES KATEDRA Armands Gricāns Vjačeslavs Starcevs Lebega mērs un integrālis (individuālie uzdevumi) 2002

2012 Komandu olimpiāde Atvērtā Kopa Atrisinājumi 10. klasei 1. Tā kā LM ir viduslīnija, tad, balstoties uz viduslīnijas īpašībām, trijstūra 1 laukums

32repol_uzd

ro41_uzd

Saturs Sākums Beigas Atpakaļ Aizvērt Pilns ekrāns 1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Bakalaura studij

Nevienādības starp vidējiem

DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Matemātikas katedra Vjačeslavs Starcevs MATEMĀTISKĀS ANALĪZES SĀKUMU ZINĀTNISKIE PAMATI (izvēles tēmas) 2008

1

Saturs Sākums Beigas Atpakaļ Aizvērt Pilns ekrāns 1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Bakalaura studij

Latvijas Universitāte Fizikas un matemātikas fakultāte Matemātiskās analīzes katedra Inese Bula HAOSS LEKCIJU KONSPEKTS 2008

Komandu sacensības informātikā un matemātikā Cēsis 2017 Izteiksmes Fināla uzdevumi Aplūkosim aritmētiskas izteiksmes, kurās tiek izmantoti deviņi atšķ

Pamatelementi statistikā un Hipotēžu pārbaude

1

8.TEMATS RIŅĶI UN DAUDZSTŪRI Temata apraksts Skolēnam sasniedzamo rezultātu ceļvedis Uzdevumu piemēri M_10_SP_08_P1 Ar riņķa līniju saistītie leņķi Sk

7.-9. Elfrīda Kokoriša Jekaterina Semenkova- Lauce Mācību satura un valodas apguve matemātikā Mācību līdzeklis skolēnam Projekts «Atbalsts valsts valo

KURSA KODS

Komandu olimpiāde Bermudu trijstūris Katru uzdevumu vērtē ar 0 5 punktiem. Risināšanas laiks - 3 astronomiskās stundas Uzdevumi 7. klasei 1. Doti 5 sk

48repol_uzd

Latvijas 67. matemātikas olimpiādes 2. posma uzdevumi 5. klase Katru uzdevumu vērtē ar 0 10 punktiem 1. Uz autoceļa Brauc un piesprādzējies ir trīs br

5.TEMATS Varbūtību teorijas elementi Temata apraksts Skolēnam sasniedzamo rezultātu ceļvedis Uzdevumu piemēri Stundas piemērs M_11_SP_05_P1 Diofanta a

Pārbaudes darbs. Varbūtību teorija elementi. 1.variants Skolēna vārds,uzvārds... 1.uzdevums. ( 1punkts) Kurš no notikumiem ir drošs notikums: a) nākoš

PCK34_atr_kopaa

Microsoft Word - du_4_2005.doc

Speckurss materiālu pretestībā 10. lekcija

Rīgas Tehniskā universitāte Apstiprinu: Studiju prorektors Uldis Sukovskis Rīga, Programmēšanas valoda JavaScript - Rīga Neformālās izglītī

KURSA KODS

PowerPoint Presentation

KONSTITUCIONĀLĀS TIESĪBAS

Simetrija spēlēs Teorija un piemēri, gatavojoties Atklātajai matemātikas olimpiādei 2018./2019. mācību gadā Olimpiādes uzdevumu komplektā katrai klašu

Speckurss materiālu pretestībā 3. lekcija

Microsoft Word - 5_Mehaniskaas_iipash-3.doc

skaitampuzle instrukcija

Krājumā saīsinātā pierakstā sniegti pamatskolas ģeometrijas kursā sastopamie galvenie ģeometriskie jēdzieni, figūru īpašības, teorēmu formulējumi un a

Mūsu programmas Programmu ilgums 1 semestris 15 nodarbības 1,5 h nodarbības ilgums

Pamatnostādnes Par pozīciju aprēķināšanu, ko saskaņā ar EMIR veic darījumu reģistri 28/03/2019 ESMA LV

R ecenzenti: V. Ziobrovskis un D. Kriķis

PowerPoint Presentation

APSTIPRINĀTS ar LKA Senāta sēdes Nr. 9 lēmumu Nr gada 19. decembrī NOLIKUMS PAR PĀRBAUDĪJUMIEM AKADĒMISKAJĀS BAKALAURA UN MAĢISTRA STUDIJU PR

ESF projekts Pedagogu konkurētspējas veicināšana izglītības sistēmas optimizācijas apstākļos Vienošanās Nr.2009/0196/1DP/ /09/IPIA/VIAA/001 Pr

Kas mums izdodas un ko darīsim tālāk?

Studiju programmas nosaukums

APSTIPRINĀTS

Prezentacija

S-7-1, , 7. versija Lappuse 1 no 5 KURSA KODS STUDIJU KURSA PROGRAMMAS STRUKTŪRA Kursa nosaukums latviski Varbūtību teorija un matemātiskā

Microsoft Word - Papildmaterials.doc

A.Broks Studiju kursa DOMĀŠANAS SISTEMOLOĢIJA nodarbību shematiskie konspekti DS - PRIEKŠVĀRDS

Red button

Informācijas tehnoloģiju integrēšana mācību priekšmetos J.Joksts J.Brakšs

Klimata valoda eksperimenta būtība Klimats vai laikapstākļi? Kurš ir kurš? Kas ir kas? Laikapstākļi ir tas, ko mēs šobrīd redzam aiz loga. Var būt sau

Microsoft Word - IeskaisuGrafiks_10b.doc

55repol_atr

Slide 1

PowerPoint Presentation

LV IEVĒRO: VISAS LAPASPUŠU NORĀDES ATTIECAS UZ SPĒLES KOMPLEKTĀ IEKĻAUTO SPĒLES NOTEIKUMU GRĀMATIŅU. SPĒLES KOMPLEKTS: 12 pentamino, 5 sarkani klucīši

PALĪGS SKOLĒNIEM UM STUDENTIEM

PowerPoint Presentation

2019 QA_Final LV

LU 68 Fizikas sekcija DocBook

2.2/20 IEGULDĪJUMS TAVĀ NĀKOTNĒ! Eiropas Reģionālās attīstības fonds Prioritāte: 2.1. Zinātne un inovācijas Pasākums: Zinātne, pētniecība un at

Microsoft Word - kompozicija.doc

v, m/s Projekta numurs: /16/I/002 Nacionāla un starptautiska mēroga pasākumu īstenošana izglītojamo talantu attīstībai 10 1 Velobraukšanas sace

Latvijas 43. astronomijas atklātās olimpiādes neklātienes kārta gada 16. aprīlī 1. TESTS Izvēlies tikai vienu atbildi 1. Kurš no šiem zvaigznāji

Apstiprināts Latvijas farmaceitu biedrības valdes gada 30. maija sēdē, prot. Nr. 17 Ar grozījumiem līdz LFB valdes sēdei gada 18. oktobrī,

Konsolidēts uz SMILTENES NOVADA DOME Reģ. Nr , Dārza ielā 3, Smiltenē, Smiltenes novadā, LV-4729 tālr.: , fakss: 64707

Rīgā

Matemātikas uzdevumu krājums 6. klasei / Zane Kūlaine/ Pelču speciālā internātpamatskola – attīstības centrs

Mācību sasniegumu vērtēšanas formas un metodiskie paņēmieni

Horizon - Palīgs

S-7-1, , 7. versija Lappuse 1 no 5 KURSA KODS VadZPB10 STUDIJU KURSA PROGRAMMAS STRUKTŪRA Kursa nosaukums latviski Inovāciju vadība un ekoi

ro40_atr

PowerPoint Presentation

Slide 1

Studiju programmas raksturojums

PowerPoint Presentation

Microsoft Word - Kartiba_Cemex_ RTUAF-341.doc

> > < < > < < Jauno matemātiķu konkurss 2016./2017. mācību gads 1. kārtas uzdevumi 1. Nevienādību mīkla Tukšajās rūtiņās katrā rindā un kolonnā tieši

Ēku energoefektīvas renovācijas finansējumu risinājumi Ēku renovācijas finansēšana, izmantojot energotaupības pasākumus Raivo Damkevics SIA RENESCO va

Konkursa nolikums

Svarīgākais par skolēnu redzi

Ģeotelpisko datu infrastruktūras nozīme Viedās pilsētas pārvaldībā Ervins Stūrmanis SIA «Mikrokods» Bismart konference «Vieda pilsētvid

APSTIPRINĀTS

Microsoft PowerPoint - Disleksija.ppt

GAISA TEMPERATŪRAS ĢEOGRĀFISKAIS SADALĪJUMS LATVIJĀ PIE ATŠĶIRĪGIEM GAISA MASU TIPIEM

klase gada 1. kārtas uzdevumi 3 punktu uzdevumi: Sabiedriskais transports Ielaušanās Medus kāre Zivis Robots 4 punktu uzdevumi: Bebru ka

PowerPoint Presentation

Logatherm WPS 10K L A ++ A + A B C D E F G A ++ A B C D E F G A 51 db kw kw kw db /2013

Transkripts:

1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Maǧistra studiju programma Matemātika Studiju kurss Diskrētā matemātika 5.lekcija Docētājs: Dr. P. Daugulis 2012./2013.studiju gads

Saturs 2 1. Veidotājfunkciju metode 4 1.1. Pamatfakti........................ 4 1.1.1. Definīcijas..................... 4 1.1.2. Teilora rindas................... 5 1.1.3. Vairāku argumentu veidotājfunkcijas...... 6 1.2. Veidotājfunkciju pielietojumi kombinatorikā...... 7 1.2.1. Rekurento sakarību risināšana.......... 7 1.2.2. Veidotājfunkciju konstruēšana skaitīšanas mērķiem........................ 8 1.3. Operācijas ar veidotājfunkcijām un to kombinatoriskā interpretācija....................... 10 1.3.1. Summa...................... 11 1.3.2. Reizinājums.................... 12 1.3.3. Virknes...................... 16 1.3.4. Apakškopu kopas veidotājfunkcija....... 17 1.3.5. Iezīmēšana.................... 18 1.3.6. Daži triki..................... 19

2. 5.mājasdarbs 21 2.1. Obligātie uzdevumi.................... 21 2.2. Paaugstinātas grūtības un pētnieciska rakstura uzdevumi 22 Lekcijas mērķis: apgūt veidotājfunkciju metodes pamatus. Lekcijas kopsavilkums: kombinatorikas uzdevumus var risināt izmantojot veidotājfunkcijas. Svarīgākie jēdzieni: veidotājfunkcija, eksponenciāla veidotājfunkcija, kombinatoriskā klase, veidotājfunkciju summa un reizinājums, Katalāna skaitļi. Svarīgākie fakti un metodes: skaitošo veidotājfunkciju konstruēšana, veidotājfunkciju summas un reizinājuma kombinatoriskā interpretācija, virkņu kopas, apakškopu veidotājfunkcijas atrašana, iezīmēto objektu kopas veidotājfunkcija. 3

1. Veidotājfunkciju metode 4 1.1. Pamatfakti 1.1.1. Definīcijas Veidotājfunkcija ir matemātiska konstrukcija, kas kompaktā veidā satur informāciju par doto kombinatorikas uzdevumu kopumā. Ja ir dota skaitļu virkne {a n } n n0 (piemēram, kādas diskrētu objektu klases {A n } skaitošā funkcija), tad A(x) = a n x n - veidotājfunkcija n=n 0 A exp (x) = ( an ) x n - eksponenciālā veidotājfunkcija. n=n 0 n! Divas veidotājfuncijas sauksim par vienādām jeb formāli vienādām, ja attiecīgie koeficienti pie vienādām argumenta pakāpēm ir vienādi.

Ja ir dota veidotājfunkcija A(x), tad ar [x n ]A(x) apzīmē tās koeficientu pie x n. 5 1.1.2. Teilora rindas Veidotājfunkcija A(x) var tikt interpretēta kā Teilora rinda punkta x = 0 apkārtnē. Ja ir iespējams, veidotājfunkciju ir jāmēǧina pierakstīt elementāras funkcijas veidā. Veidotājfunkcijas konverǧence vai konverǧences rādiuss klasiskajā nozīmē parasti kombinatorikā nespēlē izšķirošo lomu. Ja f(x) ir bezgalīgi daudzas reizes atvasināma funkcija un kādā punkta x = 0 apkārtnē var tikt izvirzīta pakāpju rindā f(x) = n 0 a n x n = a n = f (n) (0). n! Izmantojot Teilora rindu teoriju virknes veidotājfunkciju var identificēt ar tās kompakto pierakstu elementāras funkcijas veidā.

6 1.1.3. Vairāku argumentu veidotājfunkcijas Veidotājfunkcijas ideju var vispārināt uz virknēm, kas ir atkarīgas no vairākiem indeksiem. Ja ir dota skaitļu virkne {a i1,...,i n } ij N, kas ir atkarīga no n naturāliem indeksiem, tad formālu pakāpju rindu A(x 1,..., x n ) = i 1 >0,...,i n >0 a i1,...,i n x i1 1...xi k n sauksim par virknei atbilstošo daudzargumentu veidotājfunkciju. 1 1.1. piemērs. 1 y xy = 1 1 (1 + x)y = 1+(1+x)y+(1+x)2 y 2 +... = (1 + x) n y n = ( n Cn m x m )y n. n 0 n 0 m=0

1.2. Veidotājfunkciju pielietojumi kombinatorikā 1.2.1. Rekurento sakarību risināšana Rekurento sakarību risināšana, izmantojot veidotājfunkcijas, parasti notiek pēc šāda algoritma: 1) rekurentās sakarības un sākuma nosacījumi tiek pārveidoti nosacījumos, kurus apmierina veidotājfunkcijas; 2) tiek atrastas veidotājfunkcijas vai izdarīti iespējamie secinājumi par to dabu; 3) izmantojot Teilora rindu teoriju, tiek atrasti veidotājfunkciju koeficienti. 1.2. piemērs. Lineāru rekurentu sakarību risināšana ar veidotājfunkciju metodi. 7

8 1.2.2. Veidotājfunkciju konstruēšana skaitīšanas mērķiem Kombinatorikas uzdevumi var tikt risināti izmantojot veidotājfunkcijas, vadoties pēc šāda algoritma: 1. tiek konstruēta veidotājfunkcija A(x), kuras koeficientus a n var interpretēt kā dotā kombinatorikas uzdevuma atrisinājumus; 2. veidotājfunkcija A(x) tiek pārveidota un/vai vienkāršota; 3. koeficienti a n tiek atrast izmantojot, piemēram, Teilora rindu teoriju. 1.3. piemērs. Ko skaita funkcija (1 + x + x 2 + x 3 +...)(1 + x + x 2 )? Atverot iekavas, locekļi ir formā x a 1 x a 2 = x a 1+a 2, kur 0 a 1, 0 a 2 3. Seko, ka koeficients pie x n ir vienādojuma a 1 + a 2 = n veselu atrisinājumu skaits, kur 0 a 1, 0 a 2 3. 1.4. piemērs. 20 identiski datori tiek sadalīti pa 5 istabām tā, ka katrā istabā ir vismaz 2 un ne vairāk kā 7 datori. Cik veidos to var

9 izdarīt? Skaitošā veidotājfunkcija ir Jāatrod koeficients pie x 20. (x 2 + x 3 + x 4 + x 5 + x 6 + x 7 ) 5 1.5. piemērs. Sadalījumu skaita p(n) veidotājfunkcija ir (1 + x + x 2 +...)(1 + x 2 + x 4 +...)(1 + x 3 + x 6 +...) = i 1 1 1 x i. Reizinājuma saskaitāmie pēc iekavu atvēršanas ir formā x a 1 x 2a 2 x 3a 3... Koeficients pie x n ir vienādojuma a 1 + 2a 2 + 3a 3 +... = n atrisinājumu skaits naturālos skaitļos - n sadalījumu skaits naturālu skaitļu summā. 1.6. piemērs. Apzīmēsim ar q(n) naturāla skaitļa n sadalījumu skaitu summās ar dažādiem naturāliem saskaitāmiem. q(n) veidotājfunkcija

10 ir (1 + x)(1 + x 2 )(1 + x 3 )... = i 1(1 + x i ). 1.3. Operācijas ar veidotājfunkcijām un to kombinatoriskā interpretācija No diskrētu objektu saimēm jeb kombinatoriskajām klasēm var konstruēt citu, sarežǧītāku diskrētu objektu saimes, veicot kopu teorētiskās un citas operācijas. Lai skaitītu šādus jaunizveidotus objektus, var mēǧināt veikt tādas operācijas ar veidotājfunkcijām, kas iekodē operācijas ar skaitāmajiem objektiem. Operācijas ar veidotājfuncijām var būt ar algebrisku vai analītisku raksturu. Tālāk mēs izmantosim kombinatorisko klašu terminoloǧiju: kombinatoriskā klase - A = {A n },

ja a A n, tad teiksim, ka objekta a izmērs a ir vienāds ar n, par kombinatoriskās klases A skaitošo virkni sauksim virkni {a n } = { A n }, objekti sastāv no atomiem, visbiežāk atomi ir kopu elementi, simboli u.c. 11 1.3.1. Summa Divu veidotājfunkciju summu definē šādi: ( a n x n) ( + b n x n) = (a n + b n )x n. n 0 n 0 n 0 Ja ir dotas divas kombinatoriskās klases A = {A n }, B = {B n }, kurām izpildās nosacījums A B =, tad par to summu sauksim

12 klasi C = A B. Par objekta c C izmēru sauksim tā izmēru sākotnējā klasē. = C n = A n + B n, = C(x) = C n x n = n + B n )x n 0 n 0( A n = A(x) + B(x). Veidotājfunkciju summa skaita kombinatorisko klašu apvienojuma objektus. 1.3.2. Reizinājums Divu veidotājfunkciju reizinājumu definē kā pakāpju rindu formālu reizinājumu, atverot iekavas: ( a n x n) ( b n x n) = c n x n, kur c n = n a i b n i. i=0 n=0 n=0 n=0

13 Ja ir dotas divas kombinatoriskās klases A = {A n }, B = {B n }, tad par to reizinājumu sauksim klasi C = A B. Par objekta c = (a, b) C izmēru sauksim lielumu c = a + b. Redzam, ka saskaņā ar reizināšanas un summas likumu n C n = A 0 B n + A 1 B n 1 +... + A n B 0 = A i B n i, tāpēc C(x) = ( C n x n = A n x n) ( B n x n) = A(x)B(x). n 0 n 0 n 0 i=0

Veidotājfunkciju reizinājums skaita kombinatorisko klašu reizinājuma objektus. 1.7. piemērs. Katalāna skaitļi C n. Cik veidos var triangulēt (sadalīt trijstūros ar diagonālēm, tā lai tās nekrustotos) n + 2-stūri (fiksētu)? 14 Definēsim C 0 = 1, C 1 = 1. Redzam, ka C 2 = 2, C 3 = 5. Pierādīsim, ka visiem n 1 izpildās rekurenta sakarība n 1 C n = C k C n 1 k. k=0 n = 1 = vienādība izpildās: C 1 = 1 = C 0 C 0. n = 2 = vienādība izpildās: C 2 = 2 = C 0 C 1 +C 1 C 0 = 1+1 = 2. n ir patvaļīgs = fiksēsim vienu n + 2-stūra malu. Ievērosim šādus faktus: šī mala ir viena no kāda trijstūra T malām,

visa triangulācija sastāv no sakārtotas virknes (X 1, T, X 2 ), kur X 1 ir kāda triangulācija k+2-stūrim un X 2 ir kāda triangulācija n + 1 k-stūrim (skaitām atlikušās virsotnes), 0 k n 1, kopējais triangulāciju skaits ar fiksētu k + 2 ir vienāds ar C k C n 1 k, kopējais triangulāciju skaits C n saskaņā ar summas likumu ir vienāds ar n 1 C k C n 1 k. k=0 Apskatīsim atbilstošo veidotājfunkciju C(x) = n 0 C n x n. 15 Salīdzināsim veidotājfunkcijas C(x) un C 2 (x).

16 Redzam, ka C 2 (x) = (C 0 + C 1 x + C 2 x 2 +...+)(C 0 + C 1 x + C 2 x 2 +...+) = (C 0 C 0 ) + (C 0 C 1 + C 1 C 0 )x + (C 0 C 2 + C 1 C 1 + C 2 C 0 )x 2 +... = C 1 + C 2 x + C 3 x 2 +... = C 2 (x)x + 1 = C(x). Atrisinot attiecībā uz C(x), iegūstam C(x) = 1 ± 1 4x. 2x Jāņem mīnus zīme. Tālāk izvirzām Teilora rindā un iegūstam, ka C n = 1 n + 1 Cn 2n. 1.3.3. Virknes Apzīmēsim ar E kombinatorisku klasi, kurai ir tikai viens elements ar izmēru 0 (tukšā objekta klase).

Ir dota kombinatoriska klase A, kurai A 0 =. Tās elementu virkņu kopa SEQ(A) ir izsakāma veidā SEQ(A) = E A A 2 A 3... Redzam, ka SEQ(A) veidotājfunkcija SA(x) ir vienāda ar 1 + A(x) + A 2 (x) +... = 1 1 A(x). 1.8. piemērs. A = A 1 un A 1 = n. Tad A(x) = nx un SA(x) = 1 1 nx. 17 1.3.4. Apakškopu kopas veidotājfunkcija Ir dota kombinatoriska klase A. Tās elementu apakškopa kopa PSET(A) ir izsakāma veidā PSET(A) = ( + {a 1 }) ( + {a 2 })... = a A( + {a})

18 ( elementu a var vai nu iekļaut vai arī neiekļaut apakškopā). Redzam, ka PSET(A) veidotājfunkcija P A(x) ir vienāda ar + x a A(1 a ) = (1 + x n ) a n. n 1 1.3.5. Iezīmēšana Veidotājfunkcijas atvasināšana tiek definēta šādi: ( a n x n) = a n nx n 1. n=0 Ir dota kombinatoriska klase A. Tās iezīmēto objektu klase B = Θ(A) ir klase, kuras elementi ir A elementi ar vienu iezīmētu atomu. n=0 Iezīmēt vienu atomu objektam a A n nozīmē uzdot pāri (a, i), kur i {1,..., n} ir iezīmētā atoma kārtas numurs fiksēta atomu sakārtojumā. = B n = n A n = B(x) = xa (x).

1.9. piemērs. Cik veidos no n elementu kopas var izvēlēties komandu un treneri (treneris var būt arī komandas loceklis). Bināru virkņu terminos - cik ir bināru virkņu ar garumu n un vienu iezīmētu elementu? Atradīsim meklējamās virknes veidotājfunkciju. Zinām, ka bināru virkņu skaita veidotājfunkcija ir A(x) = 1 1 2x, tāpēc meklējamā veidotājfunkcija ir ( B(x) = x 1 1 2x ) = 2x (1 2x) 2. 19 1.3.6. Daži triki Atzīmēsim vēl dažus lietderīgus trikus, kurus izmanto darbā ar veidotājfunkcijām:

20 A(x) A(x) a n x n - n-tā koeficienta anulēšana, iegūstam virkni (a 0, a 1,..., a n 1, 0, a n+1,...); A(x) A(x 2 ) - koeficientu izretināšana, iegūstam virkni (a 0, 0, a 1, 0,...); A(x) A(x) a 0 - koeficientu nobīde negatīvajā virzienā par x vienu vienību, iegūstam virkni (a 1, a 2,...); x A(x) A(t)dt - koeficientu dalīšana ar naturāliem skaitļiem, 0 iegūstam virkni (0, a 1 /2, a 2 /3,...);

2. 5.mājasdarbs 21 2.1. Obligātie uzdevumi 5.1 Atrast veidotājfunkciju augļu kopu skaitam, kas satur ābolus, apelsīnus, mandarīnus un banānus (katras šķirnes augļi ir neatšķirami), ja ābolu skaits ir nepara skaitlis, apelsīnu skaits ir pāra skaitlis, mandarīnu skaits ir starp 3 un 8, ir vismaz viens banāns. 5.2 Atrast, cik veidos var izmainīt n santīmus izmantojot neierobežotu skaitu Latvijā 2013.gadā piejamo monētu (pastāv 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200 santīmu monētas). 5.3 Atrast veidotājfunkciju virknei {b n }, ja veidotājfunkcija virknei {a n } ir zināma un ir spēkā sakarība b n = a n+1 a n. 5.4 Apzīmēsim ar a n visu iespējamo virkņu (bez atkārtojumiem, ieskaitot tukšo virkni) skaitu, kuras var izveidot no n-kopas elementiem, definēsim a 0 = 1. Pierādiet, ka ir spēkā rekurenta

22 sakarība a n = na n 1 + 1, atrodiet virknes {a n } eksponenciālo veidotājfunkciju. 2.2. Paaugstinātas grūtības un pētnieciska rakstura uzdevumi 5.5 Pieņemsim, ka A(x) ir veidotājfunkcija ar konstanto locekli 1. Pierādīt, ka eksistē A(x) inversā veidotājfunkcija - veidotājfunkcija B(x) tāda, ka A(x)B(x) = 1 un atrast rekurento sakarību inversās veidotājfunkcijas koeficientiem. 5.6 Definēsim harmoniskos skaitļus ar šādiem nosacījumiem: n 1 h 0 = 0, h n = i. Pierādīt, ka harmoniskie skaitļi apmierina šādas rekurentas sakarības visiem n 1: i=1

(a) (b) n h i = (n + 1)(h n+1 1), i=1 n ih i = Cn+1(h 2 n+1 1 2 ), i=1 n (c) Ci kh i = Cn+1 k+1 (h n+1 1 i=1 k + 1 ). Pierādīt, ka harmonisko skaitļu virknes veidotājfunkcija ir vienāda ar 1 ( 1 ) 1 x ln. 1 x 23