المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية


Inclusion-Exclusion Principle  
  
1145   07:43 مساءً   date: 29-12-2021
Author : Andrews, G. E
Book or Source : Number Theory. Philadelphia, PA: Saunders
Page and Part : ...


Read More
Date: 12-1-2022 1372
Date: 2-1-2022 881
Date: 14-2-2017 1523

Inclusion-Exclusion Principle

Let |A| denote the cardinal number of set A, then it follows immediately that

 |A union B|=|A|+|B|-|A intersection B|,

(1)

where  union  denotes union, and  intersection  denotes intersection. The more general statement

 | union _(i=1)^NE_i|<=sum_(i=1)^N|E_i|,

(2)

also holds, and is known as Boole's inequality or one of the Bonferroni inequalities.

This formula can be generalized in the following beautiful manner. Let A={A_i}_(i=1)^p be a p-system of S consisting of sets A_1, ..., A_p, then

 |A_1 union A_2 union ... union A_p|=sum_(1<=i<=p)|A_i|-sum_(1<=i_1<i_2<=p)|A_(i_1) intersection A_(i_2)|+sum_(1<=i_1<i_2<i_3<=p)|A_(i_1) intersection A_(i_2) intersection A_(i_3)|-...+(-1)^(p-1)|A_1 intersection A_2 intersection ... intersection A_p|,

(3)

where the sums are taken over k-subsets of A. This formula holds for infinite sets S as well as finite sets (Comtet 1974, p. 177).

The principle of inclusion-exclusion was used by Nicholas Bernoulli to solve the recontres problem of finding the number of derangements (Bhatnagar 1995, p. 8).

For example, for the three subsets A_1={2,3,7,9,10}A_2={1,2,3,9}, and A_3={2,4,9,10} of S={1,2,...,10}, the following table summarizes the terms appearing the sum.

# term set length
1 A_1 {2, 3, 7, 9, 10} 5
  A_2 {1, 2, 3, 9} 4
  A_3 {2, 4, 9, 10} 4
2 A_1 intersection A_2 {2, 3, 9} 3
  A_1 intersection A_3 {2, 9, 10} 3
  A_2 intersection A_3 {2, 9} 2
3 A_1 intersection A_2 intersection A_3 {2, 9} 2

|A_1 union A_2 union A_3| is therefore equal to (5+4+4)-(3+3+2)+2=7, corresponding to the seven elements A_1 union A_2 union A_3={1,2,3,4,7,9,10}.


REFERENCES:

Andrews, G. E. Number Theory. Philadelphia, PA: Saunders, pp. 139-140, 1971.

Andrews, G. E. q-Series: Their Development and Application in Analysis, Number Theory, Combinatorics, Physics, and Computer Algebra. Providence, RI: Amer. Math. Soc., p. 60, 1986.

Bhatnagar, G. Inverse Relations, Generalized Bibasic Series, and Their U(n) Extensions. Ph.D. thesis. Ohio State University, 1995.

Comtet, L. Advanced Combinatorics: The Art of Finite and Infinite Expansions, rev. enl. ed. Dordrecht, Netherlands: Reidel, pp. 176-177, 1974.

da Silva. "Proprietades geraes." J. de l'Ecole Polytechnique, cah. 30.

de Quesada, C. A. "Daniel Augusto da Silva e la theoria delle congruenze binomie." Ann. Sci. Acad. Polytech. Porto, Coīmbra 4, 166-192, 1909.

Dohmen, K. Improved Bonferroni Inequalities with Applications: Inequalities and Identities of Inclusion-Exclusion Type. Berlin: Springer-Verlag, 2003.

Havil, J. Gamma: Exploring Euler's Constant. Princeton, NJ: Princeton University Press, p. 66, 2003.

Knuth, D. E. The Art of Computer Programming, Vol. 1: Fundamental Algorithms, 3rd ed. Reading, MA: Addison-Wesley, pp. 178-179, 1997.

Sylvester, J. "Note sur la théorème de Legendre." Comptes Rendus Acad. Sci. Paris 96, 463-465, 1883.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.