Zkouška Kantor 29. 1. 2025
[10 bodů] Dokažte následující vztah (výpočtem nebo kombinatorickou úvahou nebo nějak jinak), pro
n \geq 1
:\sum_{k=0}^{n}k \cdot \binom{n}{k} = n \cdot 2^{n-1}
(a) [2 body] Doplňte definici symetrické relace:
Řekneme, že relaceR
na množiněX
je symetrická, pokud…(b) [3 body] Nechť
R
je relace\{(1, 1), (2, 2), (2, 3), (3, 2)\}
na množiněX = \{1, 2, 3\}
.
JeR
reflexivní relace? JeR
symetrická relace? Odpovědi dostatečně zdůvodněte.(c) Nyní nechť
Y = \{1, 2, 3, 4\}
i. [4 body] Kolik je všech ekvivalencí na množině
Y
? (Nápověda: Ekvivalence nám dělí nosnou množinu na třídy ekvivalence.)ii. [2 body] Kolik je všech relací na množině
Y
?iii. [3 body] Kolik je reflexivních relací na množině
Y
? (Nápověda: Jak vypadá matice, která odpovídá reflexivní relaci?)
[10 bodů] Dokažte dolní a horní mez tohoto odhadu:
n^{n/2} \leq n! \leq \left( \frac{n+1}{2} \right)^n
(a) [4 body] Formulujte Kuratowského větu.* Stačí formulace, větu nedokazujte.
(b) [4 body] Je graf na obrázku rovinný? Buďto ho nakreslete rovinně, nebo nějakým přesvědčivým (!) způsobem argumentujte, proč rovinné nakreslení neexistuje.
(c) [4 body] Průměrný stupeň grafu
G
je průměr jeho stupňů, neboli číslo\frac{1}{n} \left( \sum_{v \in V(G)}\text{deg}(v) \right)
(kde $nje počet vrcholů grafu
G$). Je pravdivé následující tvrzení? Buďto ho dokažte (třeba s použitím nějaké věty z přednášky), nebo najděte nějaký konkrétní protipříklad.Tvrzení: *Kdykoliv
G
je graf, který má průměrný stupeň nejvýše2,3
, pak jeG
rovinný.(a) [4 body] Doplňte definice grafu a souvislého grafu:
Graf je…
Řekneme, že graf
G
je souvislý, pokud…
(b) Pokud
t
je přirozené číslo at \geq 2
, tak definujeme grafG_t
takto: vrcholy jsou všechny dvouprvkové množiny čísel z množiny\{1, \ldots, t\}
(neboliV(G_t) = \binom{\{1, \ldots, t\}}{2}
) a dvě takové množiny tvoří hranu právě tehdy, když jsou disjunktní. Zde je například obrázekG_5
:(Mimochodem, tyto grafy jsou celkem důležité a mají název: Kneserovy grafy.)
[4 body] Pro každét \geq 2
rozhodněte, zda jeG_t
souvislý graf. Odpověď dostatečně zdůvodněte.(c) [3 body] Graf
G_t
definovaný výše má všechny vrcholy stejného stupně. Jakého? (Bude to pochopitelně nějaké číslo, které závisí nat
.) Odpověď dostatečně zdůvodněte.(d) [3 body] Nyní předpokládejme, že
t = 4k+3
pro nějaké přirozené číslok
. Je grafG_t
(definovaný výše) eulerovský? Odpověď dostatečně zdůvodněte.