Kombinatorika MINTAvizsga

2017 ősz

Minden vizsgalapon négy kérdés fog szerepelni. Az itt szereplő több kérdés annak köszönhető, hogy többet szeretnék segíteni a felkészüléshez.

A kérdések kidolgozására 90 perc áll rendelkezésre. Mindenki törekedjen a tömör, lényegre törő érvelésre.

A 0-val kezdődő kérdések alapdefiníciók kimondásai. Megoldásukat az ELSŐ OLDALRA kell leírni. A dolgozat javításának első lépése annak ellenőrzése, hogy az ELSŐ OLDALON lévő tudásanyag hiányosságai nem zárják-e ki a sikeres vizsgát.

(0-1) Definiálja a párbaállító leképezés/bijekció fogalmát. Mit állíthatunk két halmazról, ha van köztük bijekció?

(0-1') Definiálja egy H halmaz feletti multihalmaz fogalmát. Mit értünk rész-multihalmazon? Mit értünk egy multihalmaz elemszámán.

(0-1'') Definiálja egy H halmaz sorbaállítását.

(0-1''') Definiálja egy H halmaz átrendezését/permutációját.

(0-2) Definiálja egy multihalmaz sorbarendezését.

(0-2') Definiálja egy sorbaállítás esetén az inverzióban álló elempárok fogalmát.

Definiálja a lineáris rekurziónak eleget tevő sorozat fogalmát.

(0-3) Definiáljuk a fa fogalmát.

(0-3') Definiálja a séta, elérhetőség reláció és összefüggő gráf fogalmát.

(0-3'') Definiálja a séta, elérhetőség reláció és egy gráf komponenseinek fogalmát.

(0-3''') Definiálja a feszítőfa fogalmát. Milyen gráfoknak van feszítőfája?

(0-3'''') Definiáljuk egy gráf Hamilton-körét.

(0-4) Definiáljuk egy gráf jó színezését és kromatikus számát.

(0-4') Definiáljuk a független halmaz, klikk és lefogó halmaz fogalmát.

(0-4'') Definiáljuk a Kőnig-akadály fogalmát.


1) Definiálja egy halmaz részhalmazának karakterisztikusvektorát.

Egy adott S halmaz részhalmazaihoz hozzárendeljük karakterisztikus vektorát. Az így kapott leképezésnek mi lesz az értelmezési tartománya, értékkészlete?

Igazolja, hogy a fenti leképezés bijekció.

1') Definiálja a multihalmaz, multihalmaz elemszáma és multihalmazok közötti tartalmazás fogalmát.

Mit értünk egy multihalmaz sorbaállítása alatt?

Hányféleképpen állíthatjuk sorba a MISSISSIPPI szó betűit? Mondjuk ki az általános tételt.

1'') Definiálja egy H halmaz sorbaállításának fogalmát.

Legyen H és H' két azonos elemszámú véges halmaz. Igazolja, hogy ugyanannyi sorbaállításuk van.

Legyen sn egy n elemű halmaz sorbaállításainak száma. Bizonyítsa be az sn-re vonatkozó rekurziót.

1''') Definiálja egy H halmaz sorbaállításának fogalmát.

Mikor mondjuk, hogy [n] egy sorbaállításában két elem inverzióban áll?

Definiálja az i(n,k) számokat és igazolja a rájuk vonatkozó rekurziót.

1'''') Definiálja egy H halmaz átrendezésének/permutációjának fogalmát.

Definiálja egy permutáció ciklusainak fogalmát.

Definiálja a c(n,k) számokat.

Igazoljuk a {c(n,k)}k=0oo sorozat generátorfüggvényére vonatkozó formulát.

2) Írjon fel egy összeszámlálási problémát, amely a Fibonacci-számokhoz vezet.

Vezessük le a Fibonacci-számokra vonatkozó rekurziót.

Írjuk fel a Fibonacci-számok generátorfüggvényét és vezessük le ebből a rájuk vonatkozó formulát.

2'') Definiáljuk mikor mondjuk, hogy egy sorozat kielégít/teljesít egy lineáris rekurziót.

Írjuk fel az alábbi lineáris rekurzióval definiált sorozat első néhány elemét: an=an-1+3an-2, ha n>=2 és a0=a1=1.

Az előadáson látott módszerrel határozzuk meg generátorfüggvényét.

Az előadáson látott módszerrel vezessünk le formulát az előző lineáris rekurzióval definiált sorozatra.

2''') Mondjuk ki a szita formulát.

Bizonyítsuk be a szita formulát.

Mutassuk be a szita formula egy alkalmazását.

2'''') Mondjuk ki a szita formulát.

Mutassuk be a szita formula egy alkalmazását.

A szita formulánál használt jelölésekkel élünk: A1, A2,..., An egy S halmaz részhalmazai. Az {1,2,...,n} halmaz egy I részhalmazára AI az I-beli indexekkel rendelkező A halmazok metszete. (A0=S). Legyen sk a k elemű indexszel rendelkező AI halmazok elemszámának összege. Értelmezzük a

+{(-1)k+j(j k)sj:j=k,k+1,...n}
kifejezést, mint egy ``megszámlálási feladatot'' (lásd tartalmazás és kizárás elvének (szita formula) bizonyítása). Egy S-beli s elemet hányszor számol meg a fenti kifejezés?

Válaszunkat hozzuk lehető legegyszerűbb alakra.

3) Adjunk meg a fa fogalmának legalább két további (a (0-3)-mal természetesen ekvivalens) definícióját.

Hány éle van egy n pontú fának? Állításunkat bizonyítsuk be.

3') Mit értünk az alatt, hogy az elérhetőség reláció egy ekvivalenciareláció?

Bizonyítsa be a kimondott állítást.

A fenti ekvivalenciareláció osztályozza a gráf pontjait. Mondja ki ezen osztályozás általunk igazolt tulajdonságait.

3'') Definiáljuk egy út mohó (triviális) és csavarását, csavart növelését.

Mondjuk ki a Dirac-tételt.

Igazoljuk, hogy a Dirac-tétel feltételei mellett egy út, amely nem Hamilton-út csavart módon növelhető.

4) Mikor lehet egy gráfot 2 színnel jól színezni? Bizonyítsuk állításunkat.

Adjunk meg egy gráfot, amely pontjainak száma nem haladja meg 1.000.000-t, nem színezhető ki jól 10 színnel és nem tartalmaz háromszöget. A gráf konstrukciója mellett adjuk meg pontjainak számát is. A konstrukció helyességének bizonyítása nem szükséges.

Megjegyzés: Az előadáson egy általános konstrukció szerepelt, amelyből a kérdezett gráf kiolvasható. Az ott szereplő paramétert jó kell megválasztani és a pontszámot kiszámolni, ez a kis plusz sok diákot megzavar a fenti kérdés megválaszolásában.

4'') Definiáljuk hogy egy élszínezett teljes gráfban mikor mondjuk egy csúcshalmazra, hogy monokromatikus.

Mondja ki Ramsey- tételét.

Határozza meg az R(3) értéket. Válaszát indokolja.

Adjunk becslést R(4)-re.

4''') Definiálja a Turán-gráfokat.

Milyen méretűek a 111 pontú, 11 részes Turán-gráf osztályai? Hány éle van a 111 pontú, 11 részes Turán-gráfnak?

Mondja ki Turán tételét.

Igazolja Turán tételét háromszögmentes gráfokra (Mantel-tétel).