domingo, 29 de noviembre de 2015

Permutaciones y combinaciones.

Selecciones ordenadas y no ordenadas.
Comenzaremos con un recorrido por las combinatoria elemental contando de cuantas maneras diferentes se pueden seleccionar un cierto número de elementos de un conjunto. Para contar este número es preciso fijar los criterios que que diferencian una selección de otra. Aquí tendremos en cuanta dos tipos de criterio: El orden de los elementos y el número de veces que puede aparecer cada uno. Si distinguimos dos selecciones cuando tienen elementos diferentes o bien, cuando los elementos aparecen en un orden diferente hablamos de permutaciónes. En cambio no distinguimos dos selecciones que sólo difieren en la ordenación de sus elementos, entonces hablaremos de combinaciones. Por otra parte si cada elemento puede aparecer como mucho una vez  hablaremos de selecciones sin repetición, mientras que si no hay esta restricción hablaremos de selecciones de repetición.

Por ejemplo con el conjunto x={1, 2, 3, 4} podemos formar 16 permutaciones con repetición de dos elemntos.
 11   12   13   14                                                             Pueden repetirse dos de los elementos
 21   22   23   24                                                             pero sólo una vez sin importar el orden.
 31   32   33   34
 41   42   43   44

12 permutaciones sin repetición de dos elementos.
 11   12   13   14                                                             No pueden repetirse  los elementos y no
 21   22   23   24                                                             importa el orden de los elementos..
 31   32   33   34
 41   42   43   44

10 combinaciones con repetición de dos elementos.
11   12   13   14                                                             Se repiten los elementos una vez, pero 
    22   23   24                                                                 si importa el orden de estos.
        33   34
           44

6 combinaciones sin repetición, sin repetición de dos elementos.
 12   13   14                                                             No se repiten los elementos.
      22   24                                                            
         34

 Ordenaciones.

Permutación con repetición.
nPr = n^r

Permutación sin repetición.
nPr =      n!   
          (n - r) !

Combinación con repetición.
nCr = (n + r - 1)!
            r! (n - 1)   

Combinación sin repetición.
nCr =       n!       
           r! (n - 1)!







Principios básicos.

Factorización. 

Es una técnica que consiste en la descripción de una expresión matemática en forma de producto, por ejemplo:
2xy²-6x²y-8xy = 2xy (y-3x-4)

Propiedades de la adición.

Conmutativa: El orden de los sumandos no altera la suma o el total, por ejemplo:
5+4=9 o 4+5=9

Asociativa: La forma de agrupar más de dos sumandos no altera la suma o total, por ejemplo: 
(8+7) + 6= 21
8 + (7+5) = 21

Elemento neutro: Cualquier número que se le adicione un 0 el resultado es el mismo, ejemplo: 
9 + 0 = 0
0 + 9 = 9

Propiedad distributiba.

La propiedad distributiva de la multiplicación respecto a la suma es aquella por la que de dos o más números, multiplicada por otro número, es igual a la suma de la multiplicación de cada término de la suma por el número. Ejemplo:
(3x² + 8)(3 - z) =  9x² - 3xz + 24 -8z.

Relaciones.

Complemento A1.

El compuesto de un número complemento A1 es su complemento A1, por ejemplo:

-210 con 5 digitos es 11101, su opuesto es 210.
120 con 5 digitos es 01100, su opuesto es -120.

En otras palabras el complemento A1 de un numero binario se obtiene combinando cada cero por 1 y viceversa. Se cambia cada bit del número por su complemento.

Complemento A2.

El complemento A2 de un número binario se obtiene tomando el complemento A1 y sumandole 1 al bit menos significativo.

Sistemas numéricos.

Son un conjunto de símbolos y reglas que se utilizan para representar datos numéricos o cantidades.

Sistema decimal a binario.

La cantidad se divide entre dos. La cadena se jala desde el ultimo díjito (0 o 1).

Sistema decimal a octal.

Se divide entre 8.


Sistema decimal a hexadecimal.

Toda cantidad se divide entre 16 usando letras también.
 

Suma de binarios:

Reglas:
0 + 0= 0
0 + 1= 1
1 + 0= 1
1 + 1= 10 



Conjuntos.

Un conjunto es un grupo de elementos u objetos especificados en tal forma que se puede afirmar con certeza si cualquier objeto dado pertenece o no a la agrupación. Para denotar a los conjuntos se usan letras mayúsculas. Cuando un elemento x1  pertenece aun conjunto A se expresa de forma simbólica x1=A. En un caso de que un elemento no pertenezca a este mismo conjunto se utiliza la notación x1/A.

Existen 4 formas de enunciar a los conjuntos:

1. Por extención o numeración: Los elementos son encerrados entre llavez y separados por comas.
A= {x1, x2, x3, x4....xn}.

2. Por comprensión: Los elementos se determinan a través de una condición que se establece entre llaves. En este caso se emplea el símbolo | (tal que).
 A= {x | p(x) } = {x1, x2, x3... xn}

3. Diagrama de Venn: Son regiones cerradas que sirven para visualizar el contenido de un conjunto o relaciones entre conjuntos. 

Diagrama de Venn.

Si cada elemento de un conjuto A es también un elemento del conjunto B. Significa que A esta incluido en B y se lee A es un subconjunto de B o A esta contenido en B. 
Si no todos los elementos de un conjunto de B o A esta contenido en B.
Si no todos los elementos de un cojunto A son elementos del del conjunto B se dice que A no es un subconjunto de B.

Cardinalidad.

Se define como el número de elementos que posee, se denota por medio de los símbolos n, #.

Conjuntos o nombres específicos.

Un conjunto vacío o nulo es aquel que no posee elementos, se denota por los siguientes símbolos: Ø ,{}. El conjunto vacío siempre forma parte de otro , así que es un subconjunto de cualquier conjunto, por ejemplo:

Ø={x|x Son los dinosaurios que viven en la actualidad}
{}={x|x Son los hombres mayores de 300 años}

Conjunto Universal.

Un conjunto Universal es aquel que contiene a todos los elementos, se denota con la letra u y gráficamente se le representa mediante un rectángulo.
Ejemplo:

u={x|x son los días de la semana}={lunes, martes, miércoles, jueves, viernes, sábado, domingo}
A={x|x Son los días de la semana inglesa} = {lunes, martes, miércoles, jueves, viernes}.

Conjunto finito.

Es aquel en el que los elementos pueden ser contados, por ejemplo:

J={x|x es la cantidad de días del mes de Junio}
L={x|x es la cantidad de autos en el D.F.}

Conjunto infinito.

Es aquel cuyos elementos no pueden ser contados es decir, su cardinalidad no esta definida, por ejemplo:

M={1, 2, 3, 4....... }
K={Es la cantidad de puntos en una línea}

Conjuntos iguales.

Dos conjuntos son iguales si tienen exactamente los mismos elementos y se denota con el símbolo de =. Por ejemlo:

R={1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
S={x|x es un digito}

Desigualdad de conjuntos.

Dos conjuntos son desiguales si por lo menos difieren en un elemento, es decir, si no tienen los mismos elementos, se denota por el símbolo  ≠ 

D={x|= 4}
E= {-2, 2}

Conjuntos equivalentes

Dos conjuntos son equivalentes si tienen la misma cantidad de elementos, es decir, si poseen la misma cardinalidad, se denota por el símbolo ~, por ejemplo

W={x|x son las estaciones del año}
Z= {x|x Es un punto cardinal}
w~Z

Operaciones con conjuntos.

La unión de los conjuntos A y B es el conjunto de todos los elementos A con todos los elementos de B y se denota A B.  Por ejemplo:

La intersección de los conjuntos A y B es el conjunto de los elementos de A que también pertenecen a B y se denota como A ∩ B.
Dos conjuntos son ajenos, cuando su intersección es el conjunto vacío, es decir que no tienen nada en común. Ejemplo:

A E= {}
A= {Mango, ciruela, uva, naranja, manzana, sandía}
E= {Limón, fresa, pera, mandarina, cereza}

*No se repiten los elementos*

El complemento del conjunto A con respecto al conjunto universal, es el conjunto de todos los elementos de u que no están en a  A y se denota como A'. Esto es: 





sábado, 28 de noviembre de 2015

Inducción matemática.

La inducción es un razonamiento que permite demostrar una infinidad de preposiciones, o una preposición que depende de un parámetro que toma una infinidad de valores usualmente en el conjunto de los enteros naturales.
Ejemplo:

n=1
n!>=2n-1
1!>=2(1)-1  
1>=1                 *Verdadero*

n=3
n!=2n-1
6!=2(3)-1
6!=6-1
6=5        *Falso*


Preposiciones.

Lógica proposicional: Una preposición es una sentencia declarativa que es verdadera o falsa pero no ambas, por ejemplo:  La mañana es fría.
 Un girasol es amarillo.

Preposiciones compuestas: Una preposición que es invisible se conoce como preposición primitiva. Las sentencias derivadas de las primitivas y de varios conectores lógicos cómo: no, y, o, si... entonces, sí y sólo si, estas se conocen como preposiciones compuestas. Por ejemplo:-No puedes comer sopa.
-Los gatos son bonitos y juguetones.
-¿Comerás pan o galletas?
-Si limpias tu habitación entonces podrás salir a jugar.
-La bicicleta avanza si y sólo si tiene ruedas.

NO (~,-) Una sentencia que es modificada con el conectivo NO, es llamada la negación de la sentencia original.

Y (^) La conjunción de P, Q es denotada como P^Q. La conjunción es verdadera si al menos uno de sus elementos es verdadera sólo si P y Q son verdaderas.  

O (v) La disyunción de P, Q es denotada como PvQ. La disyunción es verdadra si al menos uno de sus elementos es verdadero. 
Implicación (→)  Par dos declaraciones P → Q, decimos que P implica a Q y se escribe P→Q. La preposición P es llamada la hipotesis o antecedente de la implicación. Q es llamada conclusión o consecuente de la implicación.

Si o sólo só o doble implicación (↔)  Otra declaración común en matemáticas es P si sóloy si Q, o simbólicamente ↔. Esto es llamado a la equivalencia de dos preposiciones. Si P entonces Q y si Q entonces P. P es una condición y suficiente para P.

Ejemplo: