Matemática Discreta

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Curso: Mestrado Integrado em Engenharia Informática e Computação 
Ano lectivo: 2007/2008
Ano: 1º ano, 2º semestre
Escolaridade: 3 horas de aula teórica + 2 hora de aula prática por semana
Página no SiFEUP, 2005/2006, 2006/2007

Classificações
Docentes
Aulas teóricas
Francisco José de Oliveira Restivo, Professor Associado
José António Soeiro Ferreira, Professor Associado
Aulas práticas

Francisco José de Oliveira Restivo, Professor Associado
José António Soeiro Ferreira, Professor Associado
Vasco Hugo Vinhas Gonçalves Moreira, Assistente

Objectivos
O principal objectivo desta disciplina é a aprendizagem de novas ferramentas e técnicas para analisar e resolver problemas em diversas áreas.
Os alunos devem ficar capazes de analisar problemas usando as metodologias da matemática, pensamento abstracto, inferência lógica a partir de premissas, e soluções rigorosas e concisas.
Programa
LÓGICA e DEMONSTRAÇÃO. Proposições e seus valores. Operações lógicas: conjunção, disjunção inclusiva e exclusiva, negação, suas tabelas de verdade. Tautologias e contradições. Proposições condicionais e equivalências suas tabelas de verdade. Álgebra das proposições. Fórmulas de De Morgan. Dualidade. Tipos de proposições condicionais. Argumentos. Resolução. Lógica dos predicados. Quantificadores. A natureza da prova. Utilização das proposições condicionais. Prova por contradição. Indução matemática,suas aplicações.
TEORIA dos CONJUNTOS. Definições, notações. Operações, suas propriedades. Diagramas de Venn. Cardinalidade e primeiros princípios de contagem. Dualidade. Família de conjuntos. Conjunto potência. Partição de um conjunto. Tipos ou categorias, conjuntos tipificados, operações. Pré-condições e pós-condições.
RELAÇÕES. Definição e sua representação. Representação matricial. Relacções e tipos, operações e suas propriedades. Relações de equivalência e partições. Utilização da aritmética modular, congruências, como exemplo. Relações de ordem. Representação por digrafos. Elementos maximais e minimais. Máximo e mínimo. Diagrama de Hasse. Aplicação ás bases de dados relacionais.
FUNÇÕES e OPERADORES. Definições e notações. Domínio, codominio e contradomínio. Composição. Injectividade, sobrejectividade, bijectividade e invertibilidade. Cardinalidade do conjunto de funções relacionada com a cardinalidade do domínio e codomínio. Utilização das bases de dados como aplicação da noção de dependência funcional. Formas normais.
ESTRUTURAS ALGÉBRICAS. Operações binárias e suas propriedades. Semi-grupos, monóides e grupos. Grupos cíclicos. Grupos diedrais e grupos de permutações. Sub-estruturas. Morfismos e isomorfismos. Grupos de código. Aplicações. Álgebra de Boole. Operações, propriedades. Funções booleanas. Mintermos e maxtermos. Aplicações. Simplificações de funções booleanas. Códigos de Gray e quadros de Karnaugh.
MÉTODOS de CONTAGEM. Princípios da adição e da multiplicação. Permutações e combinações, sua geração. Permutações e combinações generalizadas, sua geração. Princípio do pigeonhole ou das gavetas de Dirichlet. Princípio da inclusão-exclusão, sua fórmula geral. Desarranjos, sua definição e contagem. Funções geradoras e sua aplicação ás contagens. Relações de recorrência e sua aplicação ás contagens. Exemplos de aplicação.
TEORIA dos GRAFOS. Definição de grafo. Terminologia e exemplos. Digrafos. Grafos bipartidos.Casos particulares. Caminhos, circuitos e ciclos. Conectividade. Representação matricial dos grafos e suas propriedades.Isomorfismo entre grafos. Grafos Eulerianos. Grafos Hamiltonianos. Grafos planos. Teorema de Kuratowski. Fórmula de Euler para grafos planos. Grafos pesados.
ÁRVORES. Definições e notações.Terminologia e caracterização de árvores. Árvores geradas por grafos. Árvores binárias e tipos de atravessamento. Isomorfismo de árvores.
Metodo de ensino
Aulas teóricas

Nas aulas teóricas aprende-se e discute-se a matéria da disciplina, e os exemplos de aplicação.
Essencialmente, constituem a melhor oportunidade para a interacção com o professor, aspecto essencial do ensino presencial. Os alunos são encorajados desde o primeiro dia a utilizar as aulas teóricas como foro de discussão da matéria da disciplina.

Aulas práticas

Nas aulas práticas faz-se a análise e resolução de problemas, aplicando as ferramentas e os conhecimentos adquiridos nas aulas teóricas.

Método de avaliação
A avaliação é distribuída com exame final, nos termos das normas gerais de avaliação em vigor.
Mini-testes
Haverá quatro mini-testes, com a duração de 30 minutos cada, ao longo do semestre.
Frequência
A obtenção de frequência é indispensável para acesso ao exame final.
Para obter frequência, o aluno deve ter pelo menos 6 valores de média nos mini-testes e não exceder o limite legal de faltas.
Classificação

O exame final consta de uma prova escrita com a duração de 2 horas, sem consulta de apontamentos.
A prova escrita valerá, para cada aluno, 20 - C/4, em que C é a classificação de frequência.
A classificação final (F) será obtida adicionando a 25% da classificação da frequência a classificação da prova escrita (E)

        F = C/4 + (20 - C/4)*E/20 = E + (1-E/20)*C/4

Todas as classificações na escala [0, 20].

Melhoria de classificação
A melhoria de classificação realiza-se segundo os mesmos moldes da classificação final. A classificação de frequência não é tomada em consideração.
Textos de Apoio

Os livros de texto recomendados são

Um texto que vale a pena ler, em português, é

Exames anteriores
Exame de 20 de Junho de 2006.
Exame de 18 de Julho de 2006.
Sítios interesantes
Ficha da disciplina
Aqui, pode obter a ficha da disciplina.

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Página criada por Francisco J. Restivo. Modificada pela última vez em 2008-04-19.