Mathematics for Computer Sciense笔记(二)

五、归纳法

1.一般归纳法

①基础步骤:证明P(0)为真

②归纳步骤:在P(n)为真的前提下(归纳假设),证明P(n+1)为真

其中书上提到了一个有趣的证明:证明所有马的颜色都相同。

错误的关键为,不存在基础步骤到归纳步骤的推理关系。

即是归纳步骤运用到的步骤也要同样能运用到P(0)与P(1)之中

2.强归纳法

与一般归纳法的区别:在归纳假设中,可以假设P(0)……P(n)都为真,再证明P(n+1)为真

六、状态机

1.不变性原理

如果状态机保持不变性在初始状态为真,则所有可达状态皆为真。

 理解:如果对于某个状态机,对于初始状态的某个谓词的保持不变性为真,那么他的所有可达状态都具有某个性质。

不变性原理证明:归纳法

龙胆虎威终结篇证明

基本步骤:对于初始状态P(0,0),看作3的0倍,成立。

归纳步骤:假设P(n)成立,证明P(N+1)为真

动作一:装满小壶,r=(b,3),P(r)为真

动作二:大壶倒入小壶

              1.小壶装不完大壶的水,则r=(b-(3-l),3),均为3的倍数

              2.装的完,略

动作三:小壶倒入大壶,也成立

其余动作略,得证。

2.偏序正确性和终止性(程序验证需要的两个特性)

也就是状态机验证的两个特性。

偏序正确性:计算偏序关系的过程如果有结果,则结果是正确的。

终止性:过程会产生最终结果。

3.派生变量

符合某些既变化的变量,比如严格递减递增。

关于东南方向跳跃机器人的思考

:良序集合是否可以互相映射?

七、递归数据类型

递归数据类型分为两部分:

基本情形:数据类型的已知元素

构造情形:如何从基本情形中构造新元素。

结构归纳法:如何从递归数据类型中推理(证明)出一些性质

结构归纳法也要分两步分别证明,证明基础情形和构造情形均符合归纳假设(性质)。


一般来说基础情形证x=λ的情况符合,构造情形x=证正常情形。均只有一个变量。

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