2023年同等学力申硕计算机综合试题解析--数学基础

声明:本人已经在2023年完成了答辩获取了硕士学位,解数学题也是我的业余爱好。感谢网友收集了考试题目以及提供部分题目的解析思路(本套题我是通过一位同学提供的题目,多位同学提供的解题思路)。大部分题目由本人所做,结合教材理论完成了本文的编写。符号太多编写工作量大,如发现答案有错误或者不够准确请及时给我留言。后期老师讲解后,会同步更新到这里。如需转载请表明出处。

一. 逻辑符号表达

1. 新冠病毒比任何一种流感病毒传染性强 (要求写出两种形式, 一种用全称量词, 一种用存在量词)

[解析] P(x): 病毒是流感病毒, Q(a): 病毒是新冠病毒, R(m,n): 病毒 m 比病毒 n 感染性强

全称量词表达 :∀x(Q(a) \land P(x) \rightarrow  R(a,x))) (其中a是特指新冠病毒)

用存在量词表述:¬ \exists x((Q(a) \land P(x)) \lor   R(a,x))

二. 选择题

1. 己所不欲勿施于人不是等价逻辑的是(C)

A. 只有己所欲才能施于人      B. 除非己所欲, 否则不施于人

C. 若己所欲,则施于人          D. 凡是施于人的都应该是己所欲

【解析】己所不欲勿施于人,即”施于人“的必要条件是”己所欲“,但不是”己所欲“就一定要”施于人“,因此选C

2. 已知A,B 是集合,P(A) P(B)为其幂集, 且 A \cap  B =   ∅ ,则 P (A) \cap  P (B)  = (  )

A. ∅    B. { ∅}  C.{{ ∅}}  D.{ ∅, { ∅}}

【解析】 本题考幂集:P(A) = \{x | x \subseteq A \} P(B) = \{x | x \subseteq B \} ,由于 A \cap  B =   ∅ 因此P (A) \cap   P (B) = ∅},本题选B

3. 高度h (h ≥ 1) 且有k 个叶子的完全二叉树中,h和 k满足的关系式

A.h = log_2 (k + 1)          B. 2^h  =k           C. h = 2^k       D. h > log_2 k

【解析】完全二叉树叶节点只能出现在最下层和次下层,并且最下面一层的结点都集中在该层最左边的若干位置的二叉树。关于完全二叉树和满二叉树相关知识 请点当前连接。当为满二叉树时,子叶节点数为k = 2^{h-1} ,对于完全二叉树而言,则k < 2^{h-1}   \implies  h >  log_2k +  1  \implies h > log_2k,因此本题选D

图1 完全二叉树
图 2 满二叉树

4.方程 x _1+ x_2 + x_3 + x_4 + x_5 = 10 的正整数解的个数

A. C_{14}^5    B. C_{14}^4    C. C_{9}^4    D. C_{9}^5

【解析】本题有两种解法:方法一、可以理解成用10个球用4块挡板来做分隔,正整数解则要求挡板必须最少隔断一个球,10个球有9个空挡,用4块挡板可以分割成5个部分,可以理解成在9个空挡中插入4块挡板,因此答案为C_{9}^4 ,选C,由于本题中C和D答案的结果一样,不知道是否有问题。方法二、请参考2010年考题计算题第2题.

5. 表达式 (x_1  + x_2  + x_3 + x_4  + x_5 )^6   的展开式合并同类项后 x_1^2x_2 x_4^3 的系数

A.\frac{6!}{2!3!}     B. \frac{6!}{2!}     C.\frac{6!}{2!}   D.\frac{6!}{5!}

【解析】本题主要考的是莱布尼茨的多项式定理(x_1+x_2+...+x_m)^n = \sum\nolimits\frac{n!}{n_1!n_2!...n_m!}x_1^{n_1} x_2^{n_2}... x_m^{n_m} ,将多项式结果代入公式得到合并类型结果:\frac{6!}{2!3!}x_1^{2} x_2x_4^{3} ,因此本题选A。

6. 设 π_k (G) 是用 k 种颜色给图 G 正常着色的不同方法数, 且 p4  表示有4 个定点的路,则 π_k (p4 ) 为(  )

A.k(k − 1)(k-2)  B. k^3 (k − 1)     C.k(k − 1)^2 (k − 2)   D.k(k − 1)^3

【解析】本课题考的是图论的图着色问题, 对于P4可以表示成v_1v_2v_3v_4,如四边形顶点,v_1有k种颜色,相连的v_2有k-1种,此时v_3v_1不相连,因此也有k-1种,最后的v_4v_1v_3相连,因此有k-2种,算在一起则有k(k − 1)^2 (k − 2) 。答案选C

三.填空题

1. 集合A = {2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12, 14} 偏序关系 R为 A 上的整除关系,则 <A,R>

最长链长度(          ), 最长链个数(          ),  最长反链长度(          ) ,

极大元个数(          ),  极小元个数 (          ),

最大元个数 (          ),  最小元个数(          )

【解析】用哈斯图来表示,如图3所示。集合来表示如下:B_1 = \{2,4,8\}, B_2 = \{2,6,12\}, B_3 = \{2,10\} ,B_4 = \{2,14\}, B_5 = \{3,6,12\},B_6 = \{3,9\}, B_7 = \{5,10\},因此可以看出,最长链长度为3,最长链个数3,【定理】设A为偏序集,若A的最长链的长度为n,则A存在n个划分块的划分,每个块都是反链。最长反链长度为3。极大元:如果b ∈ B,并且没有x ∈ B,x≠b使得b≤x,则b叫做B的极大元;极小元:如果b ∈ B,并且没有x ∈ B,x≠b使得x≤b,则b叫做B的极小元。最大元:设为有序集,B ⊆ A。如果b ∈ B,并且对每一x ∈ B都有x≤b,则b叫做B的最大元; 最小元:设为有序集,B ⊆ A。如果b ∈ B,并且对每一x ∈ B都有b≤x,则b叫做B的最小元。每个集都有极大值和极小值,也有最小值和最大值,且每样都是一个(如图4)。因此极大元7个,极小元7个,最大元7个,最小元7个。

图3 哈斯图
图4 极大元极小元和最大元最小元

2. 平面连通图所有面度数之和为a, 其边数为b, a和 b 的关系   

【解析】这个考的是【定理】G中各面的度数之和等于图G边数的两倍,所以 a = 2b

四.计算题

1. 求小于 1001且可以被 3或 5整除的正整数个数

【解析】小于1001的正整数只能是1-1000,令整除关系个数函数为 F(x,y) = int(\frac{y}{x}) ,则F(3,1000) =  int(\frac{1000}{3}) = 333  F(5,1000) =  int(\frac{1000}{5} )= 200  ,3和5的公倍数为15,则有F(15,1000) =  int(\frac{1000}{15}) =66 ,如图5 文氏图所示,正整数的个数为F(3,1000) + F(5,1000) - F(15,1000) = 333 + 200 - 66 = 467

图5 文氏图

2. 计算 \sum\nolimits_{k=1}^n k C_n^k

【解析】该题有多种解法,由牛顿二项式公式(1+x)^n = \sum_{k=0}^∞C_{n}^kx^k ,两边同时求导得到n(1+x)^{n-1} = \sum_{k=0}^∞C_{n}^kkx^{(k-1)} ,此时令x = 1带入公式可得n(1+1)^{n-1} = \sum_{k=0}^∞C_{n}^kk1^{(k-1)}  \implies  n2^{n-1} = \sum_{k=0}^∞C_{n}^kk ,其中k = 0时,C_{n}^kk = 0,因此  n2^{n-1} = \sum_{k=0}^∞C_{n}^kk = \sum_{k=1}^∞C_{n}^kk,另外无穷大为n的取值,因此可以得到 n2^{n-1} = \sum_{k=1}^∞C_{n}^kk= \sum_{k=1}^nC_{n}^kk 得解。

3. 证明对于任意集合 A,B和 C, 已知A ∪ B = A ∪ C , 且A ∩ B = A ∩ C , 证明B =C

【解析】本题考的是集合论相关知识点。证明方法也有很多,B=C即两个集合包含的元素相同,由已知条件A ∪ B = A ∪ C 可知A ∪ B 和 A ∪ C包含相同的元素。又根据已知条件A ∩ B = A ∩ C,可知A ∩ B 和A ∩ C只包含了B和A,以及A和C共有的元素,且元素是相同。其中A是一个固定集合,当A ∪ B = A ∪ C 且A ∩ B = A ∩ C可以推出B和C包含相同的元素个数,即得到B=C .

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