Hello, dear friend, you can consult us at any time if you have any questions, add WeChat: daixieit


G51MCS-E1

SCHOOL OF COMPUTER SCIENCE

A LEVEL 1 MODULE, AUTUMN SEMESTER 2015-2016

MATHEMATICS FOR COMPUTER SCIENTISTS

 

1. Questions on Logic, Sets, Functions, Matrices, and Relations.

(a) Let  be the set {1,2,3} . The following relations are subsets of  ×  ,

R1  = {(x, y)| x ∈ A ˄ y ∈ A ˄ (x − y = 1)},

R2  = {(x, y)| x ∈ A ˄ y ∈ A ˄ (x − y ≥ 1)},

R3  = {(x, y)| x ∈ A ˄ y ∈ A ˄ ¬(x − y = 0)},

R4  = {(x, y)| x ∈ A ˄ y ∈ A ˄ ∀u ∃v (x + u = y + v)} where u and v are integers, and

R5  = {(x, y)| x ∈ A ˄ y ∈ A ˄ ∃u ∀v (x + u = y + v)} where u and v are integers.

 

(i)     List all the elements in 1  and 2 .

[4 marks]

(ii)    Draw a Venn diagram to show the relations among 1 , 2  and  ×  .

[2 marks]

(iii)   Represent relation 3  using Boolean matrix. Explain whether it is symmetric.

[4 marks]

(iv)   Are sets 4  and 5  finite? Is it true that 4  = 5? Show your work.

[6 marks]

(b) Let  and  be functions from  = {1, 2, 3, 4}  to  = { , }  and from  to  , respectively,

with (1) =   , (2) =  , (3) =  , and (4) =  , and () = 2, () = 1, () = 3, and () = 2 .

(i)     Is  one-to-one? Is  one-to-one?

[4 marks]

(ii)    Is  onto? Is  onto?

[4 marks]

(iii)   Which one  and  has an inverse function, and what is this inverse?

[4 marks]

(iv)   Let () → (), where  ()  =  {|∀ ∈  = ()} . () and () are power sets.

Determine the values of ({1,2}) and (∅) .


2. Questions on Numbers, Sequences, Matrices, and Induction.

(a) Assume  ,  are integers, and  ≡ (mod ) (i.e.,  is congruent to  modulo ).

(i)   Show that if  | , then  ≡ (mod ) .

(ii)  Let  = 37 ∙ 53  ∙ 73 ,  = 211 ∙ 35  ∙ 59 .  Find

multiple of  and  respectively.

[6 marks]

the  greatest  common  divisor  and  the  least  common

 

[6 marks]

(b) List the first 4 terms of each of the following sequences.

(i)   The -th term is given by ⌊⁄2⌋ + ⌈⁄2⌉ .

[6 marks]

(ii)  The sequence whose first two terms are 1 and 5 and each subsequent term is the sum

of the two previous terms.

[6 marks]

(c) Suppose that  = [    ], where  and  are real numbers. Show that  = [     ] for every positive integer  , using mathematical induction.

[9 marks]

 

3. Questions on Sets, Functions, Counting, and Probability.

(a) Let the set  = {1, 2, . . . , 5} and the set  = {0, 1} . Let  →   denote a total function from  to  , i.e., every element in  is mapped to an element in  .

(i)   How many possible functions  are there from  to ?

[6 marks]

(ii)  Among the results in (i), how many functions are onto?

[6 marks]

(iii) Among the results in (i), how many functions are there that assign 0 to both 1 and 5?      [6 marks]

(b) A pair of dice is rolled. The probability that a 4  appears on the first dice is 2/7, and the probability that a  3   appears  on the  second  dice  is  2/7 .  Each  of the other outcomes  has probability 1/7 . What is the probability of 7  appearing as the sum of the numbers on the two dice?

[8 marks]

(c) Show that if seven integers are selected from {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}, there must be at least two pairs of these integers with the sum 11.

[8 marks]