Matemática Discreta e Aplicada

1. Lógica Formal e Tabelas-Verdade

Condicionais e Equivalência

pqp → qp ↔ q
VVVV
VFFF
FVVF
FFVV

Regras de negação

  • ~(p ∧ q) ⇔ (~p ∨ ~q)
  • ~(p ∨ q) ⇔ (~p ∧ ~q)
  • ~(p → q) ⇔ (p ∧ ~q)

2. Teoria dos Conjuntos

Conjuntos Numéricos

  • ℕ (Naturais): {0, 1, 2, ...}
  • ℤ (Inteiros): {..., -2, -1, 0, 1, 2, ...}
  • ℚ (Racionais): frações p/q, q ≠ 0
  • ℝ (Reais): todos os números da reta real

Intervalos

  • Fechado: [a, b]
  • Aberto: (a, b)
  • Semiaberto: [a, b) ou (a, b]
  • Infinitos: (-∞, b] ou [a, ∞)

3. Teoria dos Grafos

Conceitos Básicos

  • Grafo: conjunto de vértices e arestas
  • Grafo Simples: sem laços ou múltiplas arestas
  • Grafo Completo: todos os vértices conectados
  • Árvore: grafo conexo e acíclico
  • Grafo Bipartido: dois conjuntos de vértices

Representações

  • Matriz de Adjacência: n × n com 0 e 1
  • Lista de Adjacência: lista de vizinhos

Aplicações

  • Busca binária (O(log n))
  • Árvores de decisão (IA e jogos)
  • Redes de transporte, redes sociais

4. Tópicos Adicionais

Princípios de Contagem

  • Princípio da adição: se A ou B pode ocorrer
  • Princípio da multiplicação: se A e B ocorrem juntos

Permutações e Combinações

  • Permutação simples: P(n) = n!
  • Combinação: C(n, k) = n! / (k!(n - k)!)

Indução Matemática

  • Base: verificar o caso inicial
  • Hipótese: assumir verdadeiro para n = k
  • Passo: provar para n = k+1

Recorrência

  • Sequência de Fibonacci: F(n) = F(n−1) + F(n−2)
  • Outras formas: T(n) = 2T(n/2) + n