List of Topics

Обозначения:
$\dagger$ - требует рефактора
$\star$ - без док-ва тем, кто ходил на лекции
$\star \star$ - только формулировки всем

Темы

  1. ◦ Декартово произведение и его свойства
    ◦ Бинарное отношение, его матрица
    ◦ Операции над бинарными отношениями: дизъюнкция, конъюнкция и отрицание, обращение, композиция, возведение в степень
    ◦ Операции в матричном виде

  2. ◦ Мультимножества, операции над мультимножествами
    ◦ Мультиотношения
    ◦ Орграф бинарного отношения
    ◦ Связь между свойствами бинарного отношения и его орграфа
    ◦ Теорема о матрице орграфа и расстояния между вершинами в орграфе

  3. ◦ Оператор замыкания
    ◦ Замыкания свойств отношений
    ◦ Теорема о транзитивном замыкании

  4. ◦ Частичные порядки
    ◦ ЧУМ
    ◦ Сравнимость, несравнимость элементов
    ◦ Экстремальные элементы
    ◦ Отношения покрытия, диаграмма Хассе
    ◦ Изоморфизм ЧУМ
    ◦ Двойственные ЧУМ
    ◦ Операции над ЧУМ (объединение, сумма, произведение)
    ◦ Линейный порядок
    ◦ ЛУМ
    ◦ Теорема о продолжении ЧУМ до ЛУМ

  5. ◦ Условия минимальности, индуктивности, обрыва убывающих цепей
    ◦ $\star$ Теорема об их эквивалентности

  6. ◦ Нижние и верхние границы в ЧУМ
    ◦ Инфимум и супремум (их свойства)
    ◦ Полурешетки
    ◦ Решетки
    ◦ Тождество поглощения
    ◦ Определение решеток через операции
    ◦ Эквивалентность определений
    ◦ Подрешетки

  7. ◦ Законы дистрибутивности в решетках
    ◦ Дистрибутивные решетки
    ◦ Критерий дистрибутивности решетки (доказательство только в одну сторону)

  8. ◦ Дополнения в решетке
    ◦ Теорема о дополнении в дистрибутивной решетке
    ◦ Булевы алгебры
    ◦ $\star \star$ Теорема о булевой алгебре и булеане

  9. ◦ Равномощность множеств
    ◦ Мощность множества, кардинальные числа
    ◦ Парадокс Рассела
    ◦ $\star \star$ Аксиоматика ZFC, аксиома выбора
    ◦ Конечные, счетные множества
    ◦ Теорема о бесконечном множестве

  10. ◦ Сравнение мощностей
    ◦ Теорема Кантора-Бронштейна

  11. ◦ Вполне упорядоченное множества
    ◦ $\star \star$ Теорема о порядке на множестве кардинальных чисел

  12. ◦ Теорема Кантора о мощности булеана

  13. ◦ Теорема о равномощности $\mathbb{R}$ и булеана счетного множества
    ◦ Мощность континуума

  14. ◦ Теорема о бесконечном множества наименьшей мощности
    ◦ Теорема об объединений счетного или конечного числа счетных множеств

  15. ◦ Понятие о континуум-гипотезе

  16. ◦ Базовые комбинаторные понятия из ВВМ: размещения, перестановки, правило произведения (в курсе не было, но это фундамент, не надо много читать, только что это и как применяется)
    ◦ Биномиальные коэффициенты (их различные характеризации: через количество подмножеств, через биномиальные коэффициенты, через количество двоичных векторов, их эквивалентность)
    ◦ Рекуррентные соотношения (треугольник Паскаля)
    ◦ Свойства биномиальных коэффициентов (основная формула, симметричность, сумма четных/нечетных, сумма всех коэффициентов и пр.)

  17. ◦ Пути в целочисленной решетке
    ◦ Числа Каталана
    ◦ Теорема о числах Каталана
    ◦ Другие характеризации чисел Каталана (правильные расстановки скобок, полные бинарные деревья)

  18. ◦ Перестановки
    ◦ Граф перестановки
    ◦ Циклическая запись (канонический вид)
    ◦ Симметрическая группа
    ◦ Порядок элемента
    ◦ Циклическая подгруппа
    ◦ Наибольший порядок перестановки
    ◦ Функция Ландау
    ◦ $\star \star$ Асимптотика функции Ландау

  19. ◦ Числа Стирлинга 1-го рода
    ◦ Рекуррентная формула
    ◦ Восходящий факториал
    ◦ Теорема о связи восходящих факториалов и степенных функций

  20. ◦ $\star$ Перестановки с двумя циклами
    ◦ $\star$ Гармонические числа

  21. ◦ Теорема Кэли

  22. ◦ $\star$ Транспозиции
    ◦ $\star$ Умножение перестановки на транспозицию слева и справа (объяснить, что и как переставляется)
    ◦ $\star$ Порождающее множество группы
    ◦ $\star$ Теорема о том, что $S_n$ порождается своими транспозициями

  23. ◦ $\star$ Действие перестановки на множестве
    ◦ $\star$ BWT

  24. ◦ Принцип включения-исключения
    ◦ Теорема о ПВИ
    ◦ Симметричный случай ПВИ

  25. ◦ Число сюръекций
    ◦ Числа Стирлинга 2-го рода
    ◦ Рекуррентная формула для чисел Стирлинга 2-го рода
    ◦ Число Белла
    ◦ Число разбиений на классы эквивалентности

  26. ◦ $\star$ Функция Эйлера для количества меньших взаимно простых чисел
    ◦ $\star$ Теорема о формуле функции Эйлера

  27. ◦ Беспорядки
    ◦ Теорема о количестве беспорядков

  28. ◦ Рекуррентные соотношения
    ◦ Линейные рекуррентные соотношения
    ◦ Теорема о линейных рекуррентных соотношений 1-го порядка.

  29. ◦ Линейные рекуррентные соотношения с постоянными коэффициентами
    ◦ Частные и общее решения
    ◦ Теорема о размерности пространства решений ЛОРСПК

  30. ◦ Характеристические многочлены ЛОРСПК
    ◦ Теорема о решении ЛОРСПК и корнях характеристического уравнения
    ◦ Теорема о ЛНЗ решении ЛОРСПК в случае различных корней
    ◦ Теорема об решений в случае простых корней

  31. ◦ Теорема о решениях ЛОРСПК соответствующих кратному корню

  32. ◦ Леммы к теореме об общем решении
    ◦ $\star$ Теорема о виде общего решения

  33. ◦ Определение различных O-символик (4 типа)
    ◦ Простейшие свойства
    ◦ Формула Стирлинга и ее уточнение

  34. ◦ $\star$ Асимптотика n-го простого числа

  35. ◦ Понятие графа (орграфа)
    ◦ Петли, кратные ребра
    ◦ Мультиграфы
    ◦ Матрица смежности графа
    ◦ Степени вершин
    ◦ Обыкновенные графы
    ◦ Маршруты, цепи, пути, циклы
    ◦ Длина маршрута
    ◦ Достижимость вершин
    ◦ Связность графа, компоненты связности
    ◦ Лемма о простой цепи

  36. ◦ Подграфы
    ◦ Суграфы
    ◦ Порожденные подграфы
    ◦ Операции удаления ребра и удаление вершины
    ◦ Лемма об удалении ребра и связности

  37. ◦ Изоморфизм графов
    ◦ Матрица перестановки
    ◦ Изоморфизм графов и матрица перестановки

  38. ◦ Двудольные графы
    ◦ Задача назначениях, задача о свадьбах
    ◦ Критерий двудольности графа

  39. ◦ Эйлеровы графы
    ◦ Эйлеровы циклы и эйлеровы пути
    ◦ Полуэйлеровы графы
    ◦ Критерий эйлеровости графа
    ◦ Алгоритм Флери

  40. ◦ Критерий полуэйлерости графа
    ◦ Критерий эйлеровости орграфа
    ◦ Задача китайского почтальона: в взвешенном графе найти реберный маршрут минимального веса

  41. ◦ Мосты и точки сочленения
    ◦ Лемма о мосте
    ◦ Лемма о точке сочленения
    ◦ Двусвязные графы
    ◦ Блоки
    ◦ Лемма о пересечении двух блоков
    ◦ Дерево блоков и точек сочленения (с доказательством корректности)

  42. ◦ Гамильтоновы цикл
    ◦ Гамильтоновы пути
    ◦ Гамильтоновы граф
    ◦ Задача коммивояжера (TSP)
    ◦ Вариант со взвешенным графом
    ◦ Евклидова TSP
    ◦ Метрическая TSP
    ◦ Теорема Оре о гамильтонов графе
    ◦ Теорема о 2-связности гамильтонова графа

  43. ◦ $\star$ Обобщенная точкой сочленения $k$-го порядка
    ◦ $\star$ Теорема о негамильтоновости и обобщенной точке сочленения $VC$

  44. ◦ Изображение графа
    ◦ Правильное (плоское) изображение
    ◦ Плоские графы
    ◦ Планарные графы
    ◦ Укладывается графа на сфере и планарность
    ◦ Грани плоского графа и границы граней
    ◦ Внешняя грань
    ◦ Лемма о числе граней для ребра
    ◦ Следствие о суммарной длине всех границ граней

  45. ◦ Теорема Эйлера для связного плоского графа
    ◦ [[theorems/Следствие о числе ребер планарного графа|Непланарность K_5 и K_3,
    3.]]

  46. ◦ Операция стягивания ребра
    ◦ Миноры графа
    ◦ Теорема Вагнера (док-во только в одну сторону).

  47. ◦ Независимое множество вершин в графе
    ◦ Типы задач связанных с независимыми множествами
    ◦ Раскраски графов
    ◦ Правильные раскраски
    ◦ k-раскрашиваемые графы
    ◦ Хроматическое число графа
    ◦ Лемма о нижних оценках хроматического числа (через кликовое число и число независимости)
    ◦ Теорема о связи хроматического число графа и хроматического числа его блоков
    ◦ Лемма о жадной оценке (хроматическое число и максимальная степень вершины)
    ◦ $\star \star$ Теорема Брукса (только формулировка)

  48. ◦ Задача раскраски плоского графа
    ◦ Теорема о четырех красках
    ◦ Лемма о вершине степени <= 5
    ◦ Теорема Хивуда о 5 цветах

  49. ◦ Алфавит
    ◦ Детерминированные конечные автоматы
    ◦ Недетерминированные конечные автоматы
    ◦ Теорема Рабина-Скотта
    ◦ Алгоритм построения ДКА по НКА

  50. ◦ Слово
    ◦ Длина слова
    ◦ Конкатенация слов
    ◦ Языки
    ◦ Теоретико-множественные операции над языками
    ◦ Умножение языков, итерация
    ◦ Свойства операций

  51. ◦ Элементарные регулярные языки
    ◦ Регулярные языки
    ◦ Теорема Клини о регулярных языках

  52. ◦ Логические переменные
    ◦ Булевы функции
    ◦ Таблицы истинности
    ◦ Фиктивные переменные
    ◦ Композиция булевых функций
    ◦ Основные булевы операции, их свойства
    ◦ Литералы
    ◦ Элементарные конъюнкции
    ◦ ДНФ и СДНФ
    ◦ Теорема о СДНФ
    ◦ Следствие о ДНФ
    ◦ Карты Карно
    ◦ Элементарные дизъюнкции (клозы). КНФ и СКНФ
    ◦ Теорема о СКНФ. Следствие о КНФ

  53. ◦ Полные системы булевых функций
    ◦ Полиномы Жегалкина. Свойства операции "+"
    ◦ Теорема о полноте полиномов Жегалкина
    ◦ Замкнутые классы
    ◦ Основные пять замкнутых классов. Леммы о замкнутости этих классов

  54. ◦ Лемма о несамодвойственной функции
    ◦ Лемма о немонотонной функции
    ◦ Лемма о нелинейной функции
    ◦ Теорема Поста

  55. ◦ Базисы класса булевых функций
    ◦ Атомы и коатомы решетки
    ◦ Теорема о том, что 5 классов — коатомы

  56. ◦ Логическое следствие
    ◦ Правило резолюций
    ◦ Теорема о полноте метода резолюций

  57. ◦ Задача SAT
    ◦ Метод распространения переменной
    ◦ Хорновская выполнимость
    ◦ 2-SAT