schoolМатематика
verifiedРешено AI
Решение: Из полной системы нулевых функций A ={xy z
help_outlineУсловие задачи
Из полной системы нулевых функций A ={xy z, x y 1, x y, x} выделите всевозможные базисы.
lightbulbКраткий ответ
Подробное пошаговое решение представлено ниже.
Подробное решение
Для решения задачи необходимо проверить функции из множества \( A \) на принадлежность пяти замкнутым классам Поста: \( T_0 \) (сохранение нуля), \( T_1 \) (сохранение единицы), \( S \) (самодвойственность), \( M \) (монотонность) и \( L \) (линейность). Система является базисом, если она полна (не содержится целиком ни в одном из классов Поста), но при удалении любого элемента становится неполной.
Выпишем функции множества \( A \):
\( f_1 = xy \oplus z \)
\( f_2 = x \oplus y \oplus 1 \)
\( f_3 = xy \)
\( f_4 = x \)
Составим таблицу принадлежности функций классам Поста:
1. Класс \( T_0 \) (сохранение нуля):
\( f_1(0,0,0) = 0 \cdot 0 \oplus 0 = 0 \) (Принадлежит)
\( f_2(0,0) = 0 \oplus 0 \oplus 1 = 1 \) (Не принадлежит)
\( f_3(0,0) = 0 \cdot 0 = 0 \) (Принадлежит)
\( f_4(0) = 0 \) (Принадлежит)
2. Класс \( T_1 \) (сохранение единицы):
\( f_1(1,1,1) = 1 \cdot 1 \oplus 1 = 0 \) (Не принадлежит)
\( f_2(1,1) = 1 \oplus 1 \oplus 1 = 1 \) (Принадлежит)
\( f_3(1,1) = 1 \cdot 1 = 1 \) (Принадлежит)
\( f_4(1) = 1 \) (Принадлежит)
3. Класс \( S \) (самодвойственность):
\( f_2 \) — линейная функция с нечетным числом слагаемых и константой 1, она самодвойственна.
\( f_3 = xy \) — не самодвойственна (\( 0 \cdot 0 = 0 \), а на наборе \( 1,1 \) должно быть \( 1 \), но инверсия \( f_3(1,1) \) дает \( 0 \)).
\( f_4 = x \) — самодвойственна.
\( f_1 \) — не самодвойственна.
4. Класс \( M \) (монотонность):
\( f_1 \) — не монотонна (из-за исключающего ИЛИ по \( z \)).
\( f_2 \) — не монотонна (линейная функция с весом \( > 1 \)).
\( f_3 = xy \) — монотонна.
\( f_4 = x \) — монотонна.
5. Класс \( L \) (линейность):
\( f_1 = xy \oplus z \) — нелинейна (есть произведение \( xy \)).
\( f_2 = x \oplus y \oplus 1 \) — линейна.
\( f_3 = xy \) — нелинейна.
\( f_4 = x \) — линейна.
Таблица классов:
Функция | T0 | T1 | S | M | L
f1 | + | - | - | - | -
f2 | - | + | + | - | +
f3 | + | + | - | + | -
f4 | + | + | + | + | +
Анализ полноты:
Система \( A = \{f_1, f_2, f_3, f_4\} \) полна, так как в каждом столбце есть хотя бы один минус.
Заметим, что \( f_4 \) принадлежит всем классам, в которых уже есть плюсы от других функций. Она не помогает перекрыть ни один класс. Следовательно, \( f_4 \) не может входить в минимальный базис.
Проверим подмножество \( \{f_1, f_2\} \):
T0: \( f_2 \) дает минус.
T1: \( f_1 \) дает минус.
S: \( f_1 \) дает минус.
M: \( f_1, f_2 \) дают минусы.
L: \( f_1 \) дает минус.
Система \( \{f_1, f_2\} \) полна. Так как при удалении любой из них полнота теряется (например, без \( f_1 \) останутся только функции из \( T_1 \)), то это базис.
Проверим подмножество \( \{f_2, f_3\} \):
T0: \( f_2 \) дает минус.
T1: \( f_3 \) дает плюс (нужен минус). В этой паре нет функции, не сохраняющей единицу (у \( f_2 \) и \( f_3 \) в столбце T1 стоит плюс).
Значит, \( \{f_2, f_3\} \) не полна.
Проверим подмножество \( \{f_1, f_2, f_3\} \):
Оно полно, но содержит в себе базис \( \{f_1, f_2\} \), поэтому само базисом не является.
Ответ:
Единственным базисом из данной системы функций является:
\[ B_1 = \{xy \oplus z, x \oplus y \oplus 1\} \]