Вопросы к зачету часть2 (1085483), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Пусть теперь произвольная обратимая матрица размера
над полем
. Очевидно,
. Положим
и
. Имеем
, здесь вектора
и
определяют табличное задание (в лексикографическом порядке) отображений
Следовательно, задание двоичной функции может быть осуществлено заданием коэффициентов (вектор
над полем
) в разложении функции
относительно базисных функций
со значением в поле
.
Установим связь изложенного подхода к заданию двоичных функций с известными способами задания двоичных функций.
Предварительно докажем вспомогательные утверждения.
Пусть и
матрицы на полем
. Матрица
размера
, полученная в результате замены каждого элемента
матрицы
на матрицу
, т. е.
называется тензорным (кронекеровым) произведением матриц
и
. Например, если
,
то
Из приведенного примера видно, что тензорное произведение некоммутативно.
Докажем самостоятельно следующие свойства тензорного произведения:
Из свойства в) вытекает, что матрица обратима в том и только в том случае, когда обратимы матрицы
и
, причем выполняется свойство
Лемма. Пусть и
матрицы размеров
и
, соответственно, над полем
и
. Тогда наборы функций, соответствующих столбцам матриц
и
связаны равенствами
где и все операции выполняются в поле
.
Действительно, матрица имеет вид
Табличным заданием функции является столбец этой матрицы с номером
. Верхняя половина этого столбца (соответствующая случаю
) получается умножением на
столбца матрицы
с номером
, нижняя половина
– путем умножения того же столбца на элемент
. Следовательно, разложение функции по первой переменной имеет вид
Второе равенство докажите самостоятельно.
Используя данную лемму докажите следующее утверждение.
Теорема. Если ,
– матрицы на полем
, то соответствующий матрице
набор функций имеет вид
, где
Пусть теперь – некоторая обратимая матрица над
. Положим
а) Если , то по предыдущей теореме функции
имеет вид
Таким образом, в этом случае разложение (*) является совершенной ДНФ функции функции .
Поэтому разложение (*) совпадает с действительным многочленом функции
.
в) Если
, то
. Следовательно, разложение (*) совпадает с многочленом Жегалкина функции
.
г) ,
,
. Имеем
т. е. Разложение (*) в этом случае является разложением функции
в ряд Фурье.
В качестве упражнения получите разложение псевдо – булевой функции .
или
Представление двоичной функции в виде:
Решение:
X1 | X2 | X3 | F(X1,X2,X3) | Cf(a1,a2,a3) |
0 | 0 | 0 | 0 | 3/8 |
0 | 0 | 1 | 0 | -1/8 |
0 | 1 | 0 | 0 | 1/8 |
0 | 1 | 1 | 0 | -1/8 |
1 | 0 | 0 | 1 | -1/8 |
1 | 0 | 1 | 1 | -1/8 |
1 | 1 | 0 | 0 | 1/8 |
1 | 1 | 1 | 1 | -1/8 |