\documentclass[12pt,a4paper,twoside]{report} %\usepackage{geometry} %\headheight 0mm %\headsep 10mm \linespread{1.1} %nyelvtani specialitasok \usepackage{t1enc} \usepackage[utf8]{inputenc} \usepackage[magyar,english]{babel} \usepackage{times} \usepackage{amsfonts} %matematikai csomagok \usepackage{amsmath} \usepackage{amssymb} %abrak, grafika \usepackage{graphicx} %\usepackage[draft]{graphicx} \usepackage{caption} \usepackage{epstopdf} \usepackage[dvipsnames]{xcolor} \usepackage{appendix} \usepackage{titlesec} \usepackage{float} \usepackage{hyperref} \usepackage{fancyvrb} \usepackage{color} \usepackage{setspace} \usepackage{verbatim} \usepackage{tikz} \usepackage{array} \usepackage{fixltx2e} % Starred variant \titleformat{name=\section,numberless} {\normalfont\Large\bfseries} {} {0pt} {} \newcommand{\bibentry}[7]{ {\textsc{#1}}%%author {#2}:~%%year {\textit{#3}}%%title {#4}%%others v {#5}%%others {#6}%%others {#7}.%%others } \makeatletter \if0\magyar@opt@@figurecaptions\@@magyar@skiplong\fi \if1\magyar@opt@@figurecaptions \def\@@magyar@fnum@figure{\textit{\thesection-\thefigure.~\figurename}}% \else \def\@@magyar@fnum@figure{\figurename\nobreakspace\thefigure}\fi \expandafter\addto\csname extras\CurrentOption\endcsname{% \babel@save\fnum@figure\let\fnum@figure\@@magyar@fnum@figure} \@gobble {^} \makeatother \frenchspacing \sloppy \renewcommand{\thesection}{\arabic{section}} \setcounter{tocdepth}{3} \setcounter{secnumdepth}{5} %\usepackage{titlesec} %\titlespacing*{\section} %\titlespacing*{}{}{}{} %{0pt}{18pt plus 1ex minus 1ex}{6pt plus 1ex minus 1ex} %\titlespacing*{\subsection} %{0pt}{18pt plus 1ex minus 1ex}{6pt plus 1ex minus 1ex} %\titlespacing*{\subsubsection} %{0pt}{12pt plus 1ex minus 1ex}{6pt plus 1ex minus 1ex} %\titlespacing*{\paragraph} %{0pt}{6pt plus 1ex minus 1ex}{3pt plus 1ex minus 1ex} \usepackage[nottoc,numbib]{tocbibind} \usepackage[sectionbib]{chapterbib} \def\re#1{(\ref{#1})} %% Note: AMSTex's \eqref also does (\ref{#1}) \def\are#1{\az+\re{#1}} \def\Are#1{\Az+\re{#1}} %% these three lines \def\tre#1#2{\told\re{#1}+#2{}} %% for Hungarian texts \def\atre#1#2{\atold\re{#1}+#2{}} \def\Atre#1#2{\Atold\re{#1}+#2{}} \newcommand\nc{\newcommand*} \nc\longnc{\newcommand} %% Shorthands, to save space, typing and mistyping: \let\x\hskip \let\y\vskip \let\Z\kern %% positioning \def\x#1{\x#1em} \def\y#1{\y#1ex} \def\xx#1{\HB to#1{\ }} \def\yy#1{\setbox1\HB to0em{\ }\RB{#1}} \def\xx#1{\xx{#1em}} \def\yy#1{\yy{#1ex}} \let\xph\hphantom \let\yph\vphantom \let\ph\phantom \let\HB\hbox \def\SB{\setbox1\HB} \def\CB{\copy1} %% for temporary \def\SC{\setbox2\HB} \def\CC{\copy2} %% boxes \def\RB#1{\raise#1\CB} \def\xB{\wd1} \def\yB{\ht1} \def\ZB{\dp1} \def\RC#1{\raise#1\CC} \def\xC{\wd2} \def\yC{\ht2} \def\ZC{\dp2} \def\UB{\Z-\xB} \def\VB{\CB\UB} \def\WB#1{\RB{#1}\UB} %% puts out and \def\UC{\Z-\xC} \def\VC{\CC\UC} \def\WC#1{\RC{#1}\UC} %% steps back \newcount\n \newdimen\w \newdimen\h %% for numbers, widths, heights \def\mathsizes#1#2#3{\mathchoice{#1}{#1}{#2}{#3}} %% the 3 math sizes %% Sizes: \nc\tS[1]{\ifcase#1\tiny\or %% type sizes: \tS0 = \tiny, ... \scriptsize\or\footnotesize\or\small\or\normalsize\or\large\or \Large\or\LARGE\or\huge\or\Huge\else\ifnum#1<0\tiny\else\Huge\fi\fi} \makeatletter %% ideas credited to relsize.sty \nc\cS{\ifx\@currsize\normalsize %% current type size, as 0 .. 9 4\else\ifx\@currsize\small 3\else\ifx\@currsize\footnotesize 2\else\ifx\@currsize\large 5\else\ifx\@currsize\Large 6\else\ifx\@currsize\LARGE 7\else\ifx\@currsize\scriptsize 1\else\ifx\@currsize\tiny 0\else\ifx\@currsize\huge 8\else\ifx\@currsize\Huge 9\else 4\fi\fi\fi\fi\fi\fi\fi\fi\fi\fi} \DeclareRobustCommand\rS[1]{\ifmmode\@nomath\rS\else %% increases type \@tempcnta\cS\advance\@tempcnta#1\relax\tS\@tempcnta} %% size by #1 \makeatother \def\mS#1{\ifcase#1\displaystyle\or %% \ms0 = \displaystyle, ... \textstyle\or\scriptstyle\or\scriptscriptstyle\else\textstyle\fi} \nc\dS[1]{\csname\ifcase#1relax\or %% delimiter sizes, \big if 2, ... relax\or big\or Big\or bigg\or Bigg\fi\endcsname} %% Fonts: \nc\textinmath[1]{{\mathsizes %% for texts and text {\HB{#1}}{\HB{\tS1#1}}{\HB{\tS0#1}}}} %% fonts within formulas \nc\txt[3]{\mskip#1mu %% #1, #2: space before and \textinmath{#3}\mskip#2mu\relax } %% after, #3: text to put out \nc\mathcl\mathcal %% standard LaTex version \def\mathBf#1{{\mathsizes{\HB{\boldmath %% bf nonletters, bf it letters {$#1$}}}{\HB{\boldmath{$\mS2#1$}}}{\HB{\boldmath{$\mS3#1$}}}}} \nc\mathBF[1]{{\h=.03ex{\mathsizes {\w=.020em\SB{$ #1$}\WB\h\Z\w\VB\WB{2\h}\Z2\w\VB\WB{2\h}\Z\w\RB\h} {\w=.018em\SB{$\mS2#1$}\WB\h\Z\w\VB\WB{2\h}\Z2\w\VB\WB{2\h}\Z\w\RB\h} {\w=.016em\SB{$\mS3#1$}\WB\h\Z\w\VB\WB{2\h}\Z2\w\VB\WB{2\h}\Z\w\RB\h}}}} %% Text writing: %\nc\re[1]{(\ref{#1})} %% shorter to type than the amsmath \eqref \nc\rp\pageref \nc\rb\cite \nc\chap[2]{\chapter{#2}\label{#1}} \nc\chaP[3]{\chapter[#3]{#2}\label{#1}} \nc\sect[2]{{\section{#2}\label{#1}}} \nc\secT[3]{\section[#3]{#2}\label{#1}} \nc\ssect[2]{\subsection{#2}\label{#1}} \nc\ssecT[3]{\subsection[#3]{#2}\label{#1}} \nc\sssect[2]{\subsubsection{#2}\label{#1}} \nc\sssecT[3]{\subsubsection[#3]{#2}\label{#1}} \longnc\quot[1]{`#1'} \longnc\quott[1]{``#1''} %% English quotes \longnc\idezz[1]{,,#1''} %% Hungarian quote \longnc\idezzz[1]{\raisebox{.22ex} %% quote as >>something<< {$\mS3\gg$}#1\raisebox{.22ex}{$\mS3\ll$}} \nc\emp\textit %% emphasizing \nc\lat\textit %% latin: i.e. e.g. in situ \nc\ie{\lat{i.e.,\ }} \nc\etal{\lat{et al.\ }} \nc\etc{\lat{etc.\ }} \nc\eg{\lat{e.g.,\ }} \nc\insitu{\lat{in situ}} \nc\QED{\lat{Q.E.D.}} \nc\cf{cf.\ } \nc\wrt{w.r.t.\ } %\nc\lhs{l.h.s.\ } \nc\rhs{r.h.s.\ } \nc\lhs{lhs} \nc\rhs{rhs} \nc\st[1]{\overset{\bitt\raisebox{-.2ex}[0ex][0ex]{$\mS2*$}}{#1}} %% Abrak %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% \unitlength=.5pt %% pici: egesz tobbszoroseivel lehessen finomhangolni %% Aritmetika, szamlalok helyett parancs valtozokkal: %% pl. \cca , \ccb , ... valtozoneveket hasznalni; \def\set#1#2{\xdef#1{#2}} %\newcount\n \def\add#1#2{\n=#1\advance \n by #2\xdef#1{\the\n}} \def\sub#1#2{\n=#1\advance \n by-#2\xdef#1{\the\n}} \def\mul#1#2{\n=#1\multiply\n by #2\xdef#1{\the\n}} \def\div#1#2{\n=#1\divide \n by #2\xdef#1{\the\n}} \def\setadd#1#2#3{\set{#1}{#2}\add{#1}{#3}} \def\setsub#1#2#3{\set{#1}{#2}\sub{#1}{#3}} \def\setmul#1#2#3{\set{#1}{#2}\mul{#1}{#3}} \def\setdiv#1#2#3{\set{#1}{#2}\div{#1}{#3}} \def\addadd#1#2#3{\add{#1}{#2}\add{#1}{#3}} \def\addsub#1#2#3{\add{#1}{#2}\sub{#1}{#3}} \def\subsub#1#2#3{\sub{#1}{#2}\sub{#1}{#3}} \def\muladd#1#2#3{\mul{#1}{#2}\add{#1}{#3}} \def\mulsub#1#2#3{\mul{#1}{#2}\sub{#1}{#3}} \def\muldiv#1#2#3{\mul{#1}{#2}\div{#1}{#3}} \def\divadd#1#2#3{\div{#1}{#2}\add{#1}{#3}} \def\divsub#1#2#3{\div{#1}{#2}\sub{#1}{#3}} \def\setaddadd#1#2#3#4{\setadd{#1}{#2}{#3}\add{#1}{#4}} \def\setaddsub#1#2#3#4{\setadd{#1}{#2}{#3}\sub{#1}{#4}} \def\setsubsub#1#2#3#4{\setsub{#1}{#2}{#3}\sub{#1}{#4}} \def\setmuladd#1#2#3#4{\setmul{#1}{#2}{#3}\add{#1}{#4}} \def\setmulsub#1#2#3#4{\setmul{#1}{#2}{#3}\sub{#1}{#4}} \def\setmuldiv#1#2#3#4{\setmul{#1}{#2}{#3}\div{#1}{#4}} \def\setdivadd#1#2#3#4{\setdiv{#1}{#2}{#3}\add{#1}{#4}} \def\setdivsub#1#2#3#4{\setdiv{#1}{#2}{#3}\sub{#1}{#4}} \let\bez\qbezier %% Now comes an alternative convention to \qbezier : %% instead of the second point, the tangent vectors at the first %% and third points are to be given (with integer coordinates): %% Usage: \beztan{x1}{y1}{ux}{uy}{x3}{y3}{vx}{vy} \def\beztan#1#2#3#4#5#6#7#8{\setsub{\nP}{#5}{#1}\setsub{\nQ}{#6}{#2}% \setmul{\nR}{\nP}{#8}\setmul{\nS}{\nQ}{#7}\setsub{\nP}{\nR}{\nS}\setmul {\nR}{#3}{#8}\setmul{\nS}{#4}{#7}\setsub{\nQ}{\nR}{\nS}\setmul{\nR}{#3} {\nP}\div{\nR}{\nQ}\setmul{\nS}{#4}{\nP}\div{\nS}{\nQ}\add{\nR}{#1}\add {\nS}{#2}\bez(#1,#2)(\nR,\nS)(#5,#6)} %% The same, adding \qbezier 's optional number of points: %% Usage: \beztann{numpoints}{x1}{y1}{ux}{uy}{x3}{y3}{vx}{vy} \def\beztann#1#2#3#4#5#6#7#8#9{\setsub{\nP}{#6}{#2}\setsub{\nQ}{#7}{#3}% \setmul{\nR}{\nP}{#9}\setmul{\nS}{\nQ}{#8}\setsub{\nP}{\nR}{\nS}\setmul {\nR}{#4}{#9}\setmul{\nS}{#5}{#8}\setsub{\nQ}{\nR}{\nS}\setmul{\nR}{#4} {\nP}\div{\nR}{\nQ}\setmul{\nS}{#5}{\nP}\div{\nS}{\nQ}\add{\nR}{#2}\add {\nS}{#3}\bez[#1](#2,#3)(\nR,\nS)(#6,#7)} \def\mut{\multiput} \def\nb{\makebox(0,0)} %% \put needs a box: \put(9,7){\nb[t]{$x$}}} %% Formula handling: \nc\m[1]{\scase=0$ #1 $} %% space around an in-text formula \nc\mm[1]{\m{ \, #1 \, }} %% Tip: always use \m{...} \nc\mmm[1]{\m{ \,\, #1 \,\, }} %% instead of $...$, thus later \nc\mmmm[1]{\m{ \,\,\, #1 \,\,\, }} %% you can add space easily. \nc\M[3]{\scase=0$ %% finer and unequal spaces \mskip#1mu#3\mskip#2mu$} %% around an in-text formula %% Some journals don't accept amsmath, some others recommend it... %% Making the switch between amsmath and non-amsmath easier: \makeatletter\@ifpackageloaded{amsmath}{ %% Equations: amsmath definitions: \def\eq#1#2{ \scase=1 \begin{alignn} \elabel{#1} #2 \end{alignn}} %% eq/array, #1: label, #2: formula. \def\eqa{\eq} %% same, only for compatibility with non-amsmath \def\eqn#1#2{ \scase=1 \begin{alignn} \elabel{#1} \non #2 \end{alignn}} %% unnumbered equation (still let's give it a label!) \def\eqan{\eqn} %% same, only for compatibility with non-amsmath \def\lel#1{ \\ \elabel{#1} } %% line break within equation \def\leln#1{\\ \elabel{#1} \non} %% same, non-numbered line (still label it!) \def\tagg{\tag*{}} %% auxiliary, see above %% Shorthands for some other amsmath macros: \def\mat#1{\begin{matrix} #1 \end{matrix}} \def\smat#1{\begin{smallmatrix} #1 \end{smallmatrix}} }{ %% Equations: non-amsmath definitions: \def\eq#1#2{ \scase=0\begin{equation} \elabel{#1} #2 \end{equation}} \def\eqa#1#2{ \scase=2\begin{eqnarray} \elabel{#1} #2 \end{eqnarray}} \def\eqn#1#2{ \scase=0\begin{displaymath} \elabel{#1} #2 \end{displaymath}} \def\eqan#1#2{\scase=2\begin{eqnarray} \elabel{#1} \non #2 \end{eqnarray}} \def\lel#1{\ifnum\scase=2\else\erroreqaneeded\fi \\ \elabel{#1}} \def\leln#1{\ifnum\scase=2\else\erroreqaneeded\fi \\ \elabel{#1} \non} \def\tagg{\nonumber} %% auxiliary, see above. %% Other macros: non-amsmath version: \def\lvert{|} \def\rvert{|} \def\lVert{\|} \def\rVert{\|} \def\mat#1{{\def\\{\cr}\matrix{#1}}} %% not elegant, just struggling \def\smat#1{\hbox{\scriptsize{$\mat{#1}$}}} %% also a minimal solution }\makeatother %% whether amsmath was loaded. %% Write \s= instead of = in equations. Its meaning will be: %% = in \m, \mm, \mmm, \mmmm and \eq as non-amsmath equation, %% &= in \eq and \eqa as amsmath alignn %% &=& in \eqa as non-amsmath eqnarray %% (Naturally, it works for < > etc. as well.) \newcount\scase \def\7{&} \def\s#1{\ifcase\scase#1\or\7#1\or\7#1\7\fi} \def\smatup{\yy{1.9 }} \def\smatdn{\yy{-.8 }} %% in \smat, these add \def\smatupdn{\smatup\smatdn} %% distance between lines %% Brackets: size and shape %% \0 = \left(...\right) but with no extra spaces around %% \1 = (...) %% \2 = \big(...\big) \3 = \Big(...\Big) %% \4 = \bigg(...\bigg) \5 = \Bigg(...\Bigg) %% \9 = \left(...\right) (ordinary) %% #1 = shape: 0 no bracket 2 [ ] 4 < > 6 | | %% 1 ( ) 3 \{ \} 5 \langle \rangle 7 \| \| \nc\0[2]{\ifcase#1{#2}\or\lt(#2\rt)\or\lt[{#2}\rt]\or\lt\{{#2}\rt\}\or \mathord<{#2}\mathord>\or\lt\langle{#2}\rt\rangle\or\lt\lvert{#2}\rt \rvert\or\lt\lVert{#2}\rt\rVert\fi} \nc\1[2]{\ifcase#1{#2}\or(#2)\or[#2]\or\{#2\}\or\mathord<{#2}\mathord >\or\langle{#2}\rangle\or\lvert{#2}\rvert\or\lVert{#2}\rVert\fi} \nc\2[2]{\ifcase#1{#2}\or\big(#2\big)\or\big[#2\big]\or\big \{#2\big\}\or\big<#2\big>\or\big\langle#2\big\rangle\or\big \lvert#2\big\rvert\or\big\lVert#2\big\rVert\fi} \nc\3[2]{\ifcase#1{#2}\or\Big(#2\Big)\or\Big[#2\Big]\or\Big\{#2\Big \}\or\Big<#2\Big>\or\Big\langle#2\Big\rangle\or\Big\lvert#2\Big \rvert\or\Big\lVert#2\Big\rVert\fi} \nc\4[2]{\ifcase#1{#2}\or\bigg(#2\bigg)\or\bigg[#2\bigg]\or\bigg \{#2\bigg\}\or\bigg<#2\bigg>\or\bigg\langle#2\bigg\rangle\or\bigg \lvert#2\bigg\rvert\or\bigg\lVert#2\bigg\rVert\fi} \nc\5[2]{\ifcase#1{#2}\or\Bigg(#2\Bigg)\or\Bigg[#2\Bigg]\or\Bigg \{#2\Bigg\}\or\Bigg<#2\Bigg>\or\Bigg\langle#2\Bigg\rangle\or\Bigg \lvert#2\Bigg\rvert\or\Bigg\lVert#2\Bigg\rVert\fi} \nc\9[2]{\ifcase#1{#2}\or\left(#2\right)\or\left[#2\right]\or\left \{#2\right\}\or\left\langle{#2}\right\rangle\or\left\langle{#2}\right \rangle\or\left\lvert{#2}\right\rvert\or\left\lVert{#2}\right\rVert\fi} \nc\lt{\mathopen{}\mathclose\bgroup\left} \nc\rt{\aftergroup\egroup\right} \nc\bi\relax %% spacing finer than \! \, \: \; \nc\bit{ \mskip1mu} \nc\biT{ \mskip-1mu} %% Note: \nc\bitt{ \mskip2mu} \nc\biTT{ \mskip-2mu} %% \! = -3mu, \nc\bittt{ \mskip3mu} \nc\biTTT{ \mskip-3mu} %% \, = 3mu, \nc\bitttt{ \mskip4mu} \nc\biTTTT{ \mskip-4mu} %% \: = 4mu, \nc\bittttt{\mskip5mu} \nc\biTTTTT{\mskip-5mu} %% \; = 5mu. \nc\f\frac %% fraction styles \nc\F[5]{\1#3{\1#1{#4}/\1#2{#5}}} %% e.g., \F012{a}{b} = [a/(b)] \nc\ff{\largerfrac{-1}} \nc\fF{\largerfrac{+1}} %% smaller \nc\fff{\largerfrac{-2}} \nc\fFF{\largerfrac{+2}} %% and \nc\ffff{\largerfrac{-3}} \nc\fFFF{\largerfrac{+3}} %% larger \nc\fffff{\largerfrac{-4}} \nc\fFFFF{\largerfrac{+4}} %% fractions \nc\largerfrac[3]{\mathchoice %% \frac at a type size larger by #1 {\SB{$\mS0\vcenter{}$}\w=\yB\SB{\rS{#1}$\mS0\vcenter{}$} \advance\w by-\yB\raise\w\HB{\rS{#1}$\mS0\frac{#2}{#3}$}} {\SB{$ \vcenter{}$}\w=\yB\SB{\rS{#1}$ \vcenter{}$} \advance\w by-\yB\raise\w\HB{\rS{#1}$ \frac{#2}{#3}$}} {\SB{$\mS2\vcenter{}$}\w=\yB\SB{\rS{#1}$\mS2\vcenter{}$} \advance\w by-\yB\raise\w\HB{\rS{#1}$\mS2\frac{#2}{#3}$}} {\SB{$\mS3\vcenter{}$}\w=\yB\SB{\rS{#1}$\mS3\vcenter{}$} \advance\w by-\yB\raise\w\HB{\rS{#1}$\mS3\frac{#2}{#3}$}}} \nc\restr[2]{{\lt.#1\rt|}_{#2}} %% restriction; value at #2 \nc\tr{\mathop{\txt00{tr}}} %% Math symbols: \nc\e{\mathrm{e}} %% e = 2.718281828459... \nc\dd{\mathrm{d}} \nc\ddd{\bit\d} %% differential d \nc\pd\partial \def\lta#1{{\overset{{\scriptscriptstyle \leftarrow}}{#1}}} \def\rta#1{{\overset{{\scriptscriptstyle \rightarrow}}{#1}}} \def\nablal{\lta{\nabla}} \def\nablar{\rta{\nabla}} \nc\ql{\lambda} \nc\xv{\underline{x}} \nc\yv{\underline{y}} \nc\rn{\mathbb{R}^n} \nc\rk{\mathbb{R}^k} \nc\Ker{\textrm{Ker }} \nc\im{\textrm{Im }} \nc\biz{\subsubsection*{Bizonyítás}} \nc\ttl{\subsection{Tétel}} \nc\df{\subsection{Definíció}} \nc\al{\subsection{Állítás}} \usepackage{tkz-berge} \usepackage{mathtools} \DeclarePairedDelimiter{\ceil}{\lceil}{\rceil} \DeclarePairedDelimiter\floor{\lfloor}{\rfloor} %%%%%%%%%% \mathbf{}=vastagít \mathrm{}=felállít \def\changemargin#1#2{\list{}{\rightmargin#2\leftmargin#1}\item[]} \let\endchangemargin=\endlist \title{Bevezetés a számelméletbe 2 Spellbook} \author{Toldi Balázs Ádám } \date{Május 2020} \begin{document} \maketitle \tableofcontents \newpage \section{Kombinatorika alapjai} \subsection{Permutáció} \subsubsection{Ismétlés nélküli permutáció} $k$ különbőző dolog sorrenjeinek száma, ismétlés nélkül. Kiszámítása: $k!$ \subsubsection{Ismétléses permutáció} $k$ különbőző dolog sorrenjeinek száma, ismétléssel. Kiszámítása: $\frac{(k_1+k_2+..+k_r)!}{k_1!k_2!...k_R!}$ \subsection{Variáció} \subsubsection{Ismétlés nélküli variáció} $n$ különbőző dologból választunk $k$ különbözőt és számít a sorrend. Kiszámítása:$\frac{n!}{(n-k)!}$ \subsubsection{Ismétléses variáció} $n$ különbőző dolog közül választunk $k$ darab, nem feltétlenül különböző dolgot és számít hogy milyen sorrendben. Kitszámítása: $n^k$ \subsection{Kombináció} \subsubsection{Ismétlés nélküli kombináció} $n$ különböző dolog közül kiválasztunk $k$ darab különbőző dolgot sorrendtől függetlenül. Kiszámítása: \begin{equation*} \begin{pmatrix} n\\ k \end{pmatrix} =\frac{n!}{(n-k)!k!} \end{equation*} \subsubsection*{Megjegyzés} A $\bigl( \begin{smallmatrix} n\\k \end{smallmatrix}\bigl)$ számokat binominális együtthatónak nevezzük. \subsubsection{Ismétléses kombináció} $n$ kükönböző dologból kiválasztunk $k$ darab, nem feltétlen különböző dolgot és a sorrend nem számít. Kiszámítása: \begin{equation*} \begin{pmatrix} (n-1)+k\\ k \end{pmatrix} \end{equation*} \subsubsection{Fontos tudnivaló a binomiális együtthatókról} \begin{equation*} \begin{pmatrix} n\\ k \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} n\\ n-k \end{pmatrix} \end{equation*} \subsection{Pascal-háromszög} \begin{tabular}{>{$n=}l<{$\hspace{12pt}}*{13}{c}} 0 &&&&&&&1&&&&&&\\ 1 &&&&&&1&&1&&&&&\\ 2 &&&&&1&&2&&1&&&&\\ 3 &&&&1&&3&&3&&1&&&\\ 4 &&&1&&4&&6&&4&&1&&\\ 5 &&1&&5&&10&&10&&5&&1&\\ 6 &1&&6&&15&&20&&15&&6&&1 \end{tabular} \subsubsection{Elemei} Minden $n$ sor, $k$. eleme megegyezik $\bigl( \begin{smallmatrix*}n\\k\end{smallmatrix*}\bigl)$-val. \subsubsection{Binomiális tétel} $$(a+b)^n=\sum_{i=0}^{n}a^i\cdot b^{n-i}\cdot\bigl( \begin{smallmatrix*}n\\i\end{smallmatrix*}\bigl)$$ \subsubsection{Tétel} Minden $n$. sor elemeinek összege $2^n$. \biz $$(1+1)^n=2^n=\sum_{i=0}^{n}1^i\cdot 1^{n-i}\cdot\bigl( \begin{smallmatrix*}n\\i\end{smallmatrix*}\bigl)=\sum_{i=0}^{n}\bigl( \begin{smallmatrix*}n\\i\end{smallmatrix*}\bigl)$$ \section{Gráfelmélet alapjai} \subsection{Egyszerű gráfok} Olyan gráf,amely nem tartalmaz hurok- és párhuzamos éleket. \subsection{Részgráf} $G'(V',G')$ gráf részgráfja $G(V,E)$-nek,ha $V'\leq V$,$E'\leq E$ és minedn $E'$-beli él végpontja $V'$ elemei. \subsection{Állítás} A fokok összege az élek számának kétszerese. \subsection{Teljes gráf} Bármely két különböző csúcs össze van kötve. \subsection{Komplementer gráf} Ugyanazon pontokból áll, teljes gráf $-$ gráf élei \subsection{Izomorf gráf} Két gráfot akkor nevezünk izomorfnak, ha pontjaik és éleik kölcsönösen egyértelműen és illeszkedéstartóan megfeleltethetők egymásnak. \subsection{Út} Olyan élsorozat,amelyben minden csúcs különböző \subsection{Kör} Olyan út,amelynek kezdőpontja és végpontja megegyezik \subsection{Összefüggő gráfok} Két gráf akkor összefüggő ha bármely két csúcsa közt létezik élsorozat/út \subsection{Komponens} Összefüggő feszített részgráf,amelyből nem emgy ki él.Nem bővíthető tovább összefüggő pontal. \subsection{Állítás} Ha $G$ egy $n$ csúcsú összefüggő gráf, akkor minimum $n-1$ éle van. \df Az összefüggő, körmentes gráfokat fának nevezzük. \al Minden $n$ csúcsú fának pont $n-1$ éle van. \subsection{Lemma} $G$ körmentes, $n$ csúcsú gráf. Ekkor legfeljebb $n-1$ éle van $G$-nek. \subsection{Állítás} Minden legalább $2$ csúcsú fának van levele. \subsection{Feszítőfa} $G$-nek $F$ feszítőfája, ha $F$ fa és $F$ részgráfja G-nek,$F$ minden csúcsot tartalmaz. \section{Euler- és Hamilton körök\protect\footnote{\cite{kv} alapján.}} \subsection{Definíció} A $G$ gráf Euler-körének nevezünk egy zárt élsorozatot, ha az élsorozat pontosan egyszer tartalmazza $G$ összes élét. Ha az élsorozat nem feltétlenül zárt\footnote{tehát nem ugyanaz a kezdő- és végpontja}, akkor Euler-utat kapunk. \ttl Egy összefüggő $G$ gráfban akkor és csak akkor van Euler-kör, ha $G$ minden pontjának fokszáma páros. \ttl Egy összefüggő $G$ gráfban akkor és csak akkor van Euler-út, ha $G$-ben a páratlan fokú pontok száma $0$ vagy $2$. \df Egy $G$ gráfban Hamilton-körnek nevezünk egy $H$ kört, ha $G$ minden pontját (pontosan egyszer) tartalmazza. Egy utat pedig Hamilton-útnak nevezünk, ha $G$ minden pontját pontosan egyszer tartalmazza. \ttl Ha a G gráfban létezik $k$ olyan pont, amelyeket elhagyva a gráf több mint $k$ komponensre esik, akkor nem létezik a gráfban Hamilton-kör. Ha létezik $k$ olyan pont, amelyeket elhagyva a gráf több mint $k + 1$ komponensre esik, akkor nem létezik a gráfban Hamilton-út. \subsection{Tétel(Ore)} Ha az n pontú G gráfban minden olyan $x, y \in V (G)$ pontpárra, amelyre ${x, y} \in E(G)$ teljesül az is, hogy $d(x) + d(y) \geq n$, akkor a gráfban van Hamilton-kör. \subsection{Tétel(Dirac)} Ha egy n pontú G gráfban minden pont foka legalább $n/2$, akkor a gráfban létezik Hamilton–kör. \section{Gráfok síkbarajzolhatósága\protect\footnote{\cite{kv} alapján.}} \df Ha egy gráf lerajzolható a síkba úgy, hogy az élei ne messék egymást, akkor a gráf síkbarajzolható. A síkbarajzolt gráf a síkot tartományokra osztja. Hasonlóan definiáljuk a gömbre rajzolható gráfot. \ttl Euler formula: Ha egy összefüggő síkbeli gráfnak $n$ csúcsa, $e$ éle és $t$ tartománya van (beleértve a külső, nem korlátos tartományt is), akkor eleget tesz az Euler-formulának: $n-e+t = 2$. \ttl Ha $G$ egyszerű, síkbarajzolható gráf és pontjainak száma legalább 3, akkor az előbbi jelölésekkel $e\leq3n-6$. \ttl Ha $G$ egyszerű, síkbarajzolható gráf, minden körének a hossza legalább 4 és pontjainak száma legalább 4, akkor az előbbi jelölésekkel $e\leq2n-4$. \ttl Egy gráf akkor és csak akkor síkbarajzolható, ha nem tartalmaz olyan részgráfot, amely topologikusan izomorf $K_{3,3}$ -mal vagy $K_5$-tel. \section{Gráfok színezése\protect\footnote{\cite{hj} alapján.}} \df Legyen $G$ egy gráf és $k\geq1$ egész szám. A $G$ gráf $k$ színnel színezhető, ha a $G$ minden csúcsa kiszínezhető $k$ adott (tetszőleges) színnel úgy, hogy $G$ bármely két szomszédos csúcsának a színe különböző. A $G$ kromatikus száma $k$, ha $G$ $k$ színnel színezhető, de $(k - 1)$-gyel már nem. $G$ kromatikus számának a jele: $\chi(G)$. \df A $G$ gráfot páros gráfnak nevezzük, ha a $V(G)$ csúcshalmaza felbontható az $A$ és $B$ diszjunkt halmazok egyesítésére úgy, hogy a $G$ minden éle egy $A$-beli csúcsot köt össze egy $B$-belivel. Ilyenkor a szokásos $G = (V ; E)$ jelölés helyett a $G = (A, B; E)$ jelölést is használjuk. \ttl A $G$ gráf akkor és csak akkor páros gráf, ha nem tartalmaz páratlan hosszú kört. \al Minden $k \geq 1$ egész esetén létezik olyan ($2k$ csúcsú) $G$ gráf és a $G$ csúcsainak egy olyan sorrendje, hogy $\chi(G) = 2$, de a mohó színezést a $G$-re a csúcsoknak ebben a sorrendjében futtatva az eljárás $k$ színt használ. \al Legyen $G$ (hurokélmentes) gráf és jelölje $\Delta(G)$ a $G$-beli maximális fokszámot (vagyis a $G$-beli csúcsok fokszámai közül a legnagyobbat). Ekkor a mohó színezést a csúcsok tetszőleges sorrendjében végrehajtva az legföljebb $\Delta(G) + 1$ színt használ. \subsubsection{Következmény} Minden (hurokélmentes) $G$ gráfra $\chi(G)\leq\Delta(G) + 1$. \df A $G$ gráf klikkszáma $k$, ha $G$-ben található $k$ darab csúcs úgy, hogy ezek közül bármely kettő szomszédos, de $k + 1$ ilyen csúcs már nem található. $G$ klikkszámának a jele: $\omega(G)$. \al Minden (hurokélmentes) $G$ gráfra $\omega(G) \leq \chi(G)$ teljesül. \ttl Minden $k\geq2$ esetén létezik olyan $G_k$ gráf, amire $\omega(G_k ) = 2$ és $\chi(G_k ) = k$. \df A $G$ egyszerű gráfot akkor nevezzük intervallumgráfnak, ha léteznek a számegyenesen olyan $I_1 , I_2 ,\dots, I_n \subseteq \mathbb{R}$ (korlátos és zárt) intervallumok, hogy $G$ ezekből megkapható a következő módon: $G$ csúcsai megfelelnek az intervallumoknak és két különböző csúcs pontosan akkor szomszédos $G$-ben, ha a két megfelelő intervallumnak van közös pontja. Ilyenkor azt mondjuk, hogy az ${I_1,I_2 ,\dots, I_n }$ \ttl Legyen $G$ intervallumgráf és tegyük fel, hogy $G$-t az ${I_1 , I_2 ,\dots, I_n }$ intervallumrendszer reprezentálja. Ekkor ha az ${I_1 ,I_2,\dots, I_n }$ intervallumokat a baloldali végpontjuk szerinti növekvő sorrendbe rendezzük és $G$ csúcsainak erre a sorrendjére hajtjuk végre a mohó színezést, akkor az eljárás $G$-t optimális számú, $\chi(G)$ színnel színezi meg. \subsubsection{Következmény} Ha $G$ intervallumgráf, akkor rá $\omega(G) = \chi(G)$ teljesül. \df A $G$ gráfban az $M\subseteq E(G)$ élhalmazt párosításnak vagy független élhalmaznak nevezzük, ha ($M$ nem tartalmaz hurokélt és) $M$ semelyik két élének nincs közös végpontja. Az $M$ maximális párosítás, ha $G$-nek nincs $|M|$-nél nagyobb méretű párosítása; a $G$-beli maximális párosítások méretét $\nu(G)$ jelöli. Az M független élhalmaz teljes párosítás, ha $G$ minden csúcsára illeszkedik $M$-beli él. \df A $G$ gráf csúcsainak egy $X\subseteq V(G)$ halmazát lefogó ponthalmaznak nevezzük, ha $G$ minden élének legalább az egyik végpontja $X$-beli. Az $X$ minimális lefogó ponthalmaz, ha $G$-ben nincs $|X|$-nél kisebb lefogó ponthalmaz. A $G$-beli minimális lefogó ponthalmazok méretét $\tau(G)$ jelöli. \al Minden $G$ gráfra $\nu(G)\leq\tau(G)$ teljesül. \df A $G$ gráf csúcsainak egy $Y\subseteq V(G)$ halmazát független ponthalmaznak nevezzük, ha $Y$-nak semelyik két tagja nem szomszédos $G$-ben (és $Y$ -beli csúcsra hurokél sem illeszkedik). A $G$-beli független ponthalmazok közül a maximálisaknak a méretét $\alpha(G)$ jelöli. \df Az izolált pontot nem tartalmazó $G$ gráf éleinek egy $Z\subseteq E(G)$ halmazát lefogó élhalmaznak nevezzük, ha a $G$-nek minden csúcsára illeszkedik legalább egy $Z$-beli él. A $G$-beli lefogó élhalmazok közül a minimálisaknak a méretét $\rho(G)$ jelöli. \al Minden (izolált pontot nem tartalmazó) $G$ gráfra $\alpha(G)\leq\rho(G)$ teljesül. \al Legyen $G$ tetszőleges gráf, $X\subseteq V(G)$ csúcshalmaz és $Y = V (G) \ X$ az $X$ komplementere. Ekkor az $X$ pontosan akkor minimális lefogó ponthalmaz $G$-ben, ha $Y$ maximális független ponthalmaz $G$-ben. \al Legyen $G$ egy $n$ csúcsú, izolált pontot nem tartalmazó gráf, $k$ pedig tetszőleges nemnegatív egész. Ekkor: \begin{itemize} \item ha $G$-ben van $k$ élű párosítás, akkor $G$-ben van legföljebb $n-k$ élű lefogó élhalmaz; \item ha $G$-ben van $k$ élű lefogó élhalmaz, akkor $G$-ben van legalább $n-k$ élű párosítás. \end{itemize} \subsection{Gallai tétele} Minden $n$ csúcsú $G$ gráfra fennállnak az alábbiak: \begin{itemize} \item $\alpha(G)+\tau(G) =n$ \item $\nu(G)+\rho(G)=n$,ha G-nek nincs izolált pontja. \end{itemize} \subsection{Összefoglaló táblázat} \begin{table}[th] \begin{tabular}{|l|l|l|l|} \hline & Maximális független & Minimális lefogó & Összeg \\ \hline pont & $\alpha$ & $\tau$ & $n$ \\ \hline él & $\nu$ & $\rho$ & $n$ \\ \hline \end{tabular} \end{table} \df Legyen $G = (A, B; E)$ páros gráf és $M$ egy párosítás $G$-ben. Ekkor egy $G$-beli $P$ út javítóút $M$-re nézve, ha rá az alábbiak teljesülnek: (1) $P$ egy $M$ által nem fedett $A$-beli csúcsból indul; (2) $P$ egy $M$ által nem fedett $B$-beli csúcsban ér véget; (3) $P$-nek minden páros sorszámú éle (tehát a második, negyedik stb.) $M$-beli. \df\label{def1} Legyen $G = (A, B; E)$ páros gráf és $M$ egy párosítás $G$-ben. A $G$-beli $P$ utat alternáló útnak hívjuk, ha rá a \ref{def1}. Definíció (1) és (3) követelményei teljesülnek (de a (2) nem feltétlenül). Más szóval: alternáló útnak az olyan utakat nevezzük, amelyek párosítás által nem fedett $A$-beli csúcsból indulnak és minden második élük $M$-beli. \subsection{Lemma} Tegyük fel, hogy a $G = (A, B; E)$ páros gráf $M$ párosítására nézve nincs javítóút $G$-ben. Vezessük be az alábbi jelöléseket: (1) jelölje $A_1$ , illetve $B_1$ az $M$ által nem fedett $A$, illetve $B$-beli csúcsok halmazát; (2) jelölje $A_2$ azoknak az ($M$ által fedett) $A$-beli csúcsoknak a halmazát, amelyekbe vezet alternáló út; (3) jelölje $A_3$ a maradék $A$-beli csúcsoknak a halmazát (amelyek tehát $M$ által lefedettek, de nem vezet hozzájuk alternáló út). (4) Jelölje $B_2$ , illetve $B_3$ az $A_2$, illetve $A_3$ csúcsainak $M$ szerinti párjaiból álló $B$-beli csúcsok halmazait. Ekkor $G$-nek nincs olyan éle, amely $A_1 \cup A_2$ és $B_1 \cup B_3$ között vezet. \ttl Ha a $G = (A, B; E)$ páros gráf $M$ párosítására nézve nincs javítóút, akkor $M$ maximális párosítás $G$-ben. \subsubsection{Következmény (Kőnig tétele)} Minden $G$ páros gráfra $\nu(G) = \tau(G)$ teljesül. \subsubsection{Következmény} Ha a $G$ páros gráf nem tartalmaz izolált pontot, akkor rá $\alpha(G) = \rho(G)$ teljesül. \df Legyen $G = (A, B; E)$ páros gráf és $X\subseteq A$ egy tetszőleges részhalmaza $A$-nak. Ekkor az $X$ szomszédságának nevezzük és $N(X)$-szel jelöljük a $B$-nek azt a részhalmazát, amely azokból a $B$-beli csúcsokból áll, amelyeknek van (legalább egy) szomszédja $X$-ben. Képletben: $$N(X) = \{b\in B : \exists a \in X, {a, b} \in E(G) \}$$ \ttl A $G = (A, B; E)$ páros gráfban akkor és csak akkor létezik $A$-t lefedő párosítás, ha minden $X\subseteq A$ részhalmazra $|N(X)| \geq |X|$ teljesül. \subsubsection{Következmény (Frobenius tétele)} A $G = (A, B; E)$ páros gráfban akkor és csak akkor létezik teljes párosítás, ha $|A| = |B|$ és minden $X \subseteq A$ részhalmazra $|N(X)| \geq |X|$ teljesül. \subsubsection{Következmény} Ha a $G = (A, B; E)$ páros gráf d-reguláris, ahol $d \geq 1$ tetszőleges egész, akkor $G$-ben van teljes párosítás. \subsection{Tutte tétele} A $G$ gráfban akkor és csak akkor létezik teljes párosítás, ha a csúcsok minden $X\subseteq V(G)$ részhalmazára $c_p (G - X) \leq |X|$ teljesül. \section{Gráfok élszínezése\protect\footnote{\cite{hj} alapján.}} \df Legyen $G$ egy gráf és $k \geq 1$ egész szám. A $G$ gráf $k$ színnel élszínezhető, ha a $G$ minden éle kiszínezhető $k$ adott (tetszőleges) színnel úgy, hogy $G$ bármely két szomszédos (vagyis közös csúcsra illeszkedő) élének a színe különböző. A $G$ élkromatikus száma $k$, ha $G$ $k$ színnel élszínezhető, de $(k - 1)$-gyel már nem. G élkromatikus számának a jele: $\chi_e(G)$. \al Minden (hurokélmentes) $G$ gráfra $\Delta(G) \leq\chi_e(G)$ teljesül. \subsection{Vizing tétele} Minden G egyszerű gráfra $\chi_e(G) \leq \Delta(G) + 1$ teljesül. \subsection{Kőnig élszínezési tétele} Minden $G = (A, B; E)$ páros gráfra $\chi_e(G) = \Delta(G)$ teljesül. \section{A maximális folyam\protect\footnote{\cite{hj} alapján.}} \df Legyen adott a $G = (V, E)$ irányított gráf, annak az $s,t\in V(G)$ egymástól különböző csúcsai és a $c : E \rightarrow \mathbb{R}^+$ kapacitás függvény (ami tehát minden $e\in E$ élhez egy nemnegatív $c(e)$ kapacitás értéket rendel). Ekkor a $(G, s,t, c)$ négyest hálózatnak nevezzük. \df Egy adott $(G, s,t, c)$ hálózat esetén folyamnak nevezzük az $f : E \rightarrow \mathbb{R}^+$ függvényt, ha rá az alábbi feltételek teljesülnek: (1) $0 \leq f (e) \leq c(e)$ minden $e \in E(G)$ él esetén; (2) \begin{equation} \sum_{e:v\rightarrow}^{} f(e)=\sum_{e:v\leftarrow}^{} f(e) \text{ minden } v\in V,v\ne s,t \text{ csúcs esetén} \end{equation} \df A $(G, s,t, c)$ hálózatban adott $f$ folyam $m_f$ -fel jelölt értéke: \begin{equation} m_f=\sum_{e: s\rightarrow}^{} f(e)=\sum_{e:s\leftarrow}^{} f(e) \end{equation} \df Legyen $f$ folyam a $(G, s,t, c)$ hálózatban. Ekkor az $f$-hez tartozó $H_f$ segédgráfot a következő képpen definiáljuk. $H_f$ irányított gráf, amelyre $V (H_f ) = V (G)$, vagyis $H_f$ csúcsainak halmaza azonos $G$ csúcshalmazával. Továbbá $H_f$ élhalmazába kétféle típusú él kerül: \begin{itemize} \item Ha $e = (u, v)$ olyan éle $G$-nek, amelyre $f (e) < c(e)$, akkor $e = (u, v)$ a $H_f$ élhalmazába is bekerül; az ilyen élek neve előreél. \item Ha $e = (u, v)$ olyan éle $G$-nek, amelyre $f (e) > 0$, akkor $e$ megfordítása, az $e0 = (v, u)$ él kerül be $H_f$ élhalmazába; az ilyen élek neve pedig visszaél. \end{itemize} \df Legyen $f$ folyam a $(G, s,t, c)$ hálózatban. Ekkor a $H_f$ -beli, $s$-ből $t$-be vezető irányított utakat javítóútnak nevezzük $f$-re nézve. \al Ha $f$ folyam, akkor a javítóutas algoritmus $8$. sorában végrehajtott változtatások után is az marad és $m_f$ értéke $\delta$-val nő. \df A $(G, s,t, c)$ hálózatban $st$-vágásnak nevezzük az $X\subseteq V(G)$ csúcshalmazt, ha rá $s\in X$ és $t\notin X$ teljesül. Ha a szövegkörnyezetből $s$ és $t$ szerepe egyértelmű, akkor $st$-vágás helyett $X$-et röviden vágásnak is hívjuk. \al Ha $f$ tetszőleges folyam, $X$ pedig tetszőleges vágás a $(G, s,t, c)$ hálózatban, akkor $$m_f=\sum \{f(e)\text{: kilép } X\text{-ből}\}-\sum \{f(e)\text{: belép } X\text{-be}\} $$ \df A $(G, s,t, c)$ hálózatban az $X$ $st$-vágás $c(X)$-szel jelölt kapacitása a $$c(X)=\sum \{f(e)\text{: kilép } X\text{-ből}\}$$ összeg (ahol a fentieknek megfelelően $e = (u, v)$ az $X$-ből kilépő él, ha $u\in X$ és $v\notin X$). A vágás kapacitását a vágás értékének is szokták nevezni. \al Ha $f$ tetszőleges folyam, $X$ pedig tetszőleges vágás a $(G, s,t, c)$ hálózatban, akkor $m_f \leq c(X)$. \ttl Ha a $(G, s,t, c)$ hálózatban az $f$ folyamra nézve nincs javítóút, akkor $f$ maximális folyam (vagyis nincs $m_f$ -nél nagyobb értékű folyam). \ttl Ha a $G$ gráf $n$ csúcsú és $m$ élű és a $(G, s,t, c)$ hálózatban a maximális folyam keresésére szolgáló javítóutas algoritmus futása során $H_f$-ben mindig az egyik legrövidebb (vagyis legkevesebb élű) $s$-ből $t$-be vezető irányított utat választjuk javítóútnak, akkor az eljárás legföljebb $n\cdot m$ javító lépés után megáll. \subsection{Ford-Fulkerson Tétel} Bármely $(G,s,t,c)$ hálózatra $$\text{max}\{m_f:f\text{ folyam}\} = \text{min} \{ c(X):X\text{ }st\text{vágás}$$, vagyis a hálózatbeli maximális folyam értéke megegyezik az $st$-vágások kapacításának minimumával. \subsection{Egészértékűségi lemma} Tegyük fel, hogy a $(G, s,t, c)$ hálózatban minden $e\in E(G)$ élre $c(e)\in\mathbb{Z}$. Ekkor (i) létezik olyan $f$ maximális folyam a hálózatban, amelyre $f (e)\in\mathbb{Z}$ minden $e\in E(G)$ élre és (ii) ilyen egészértékű maximális folyam a javítóutas algoritmussal található. \clearpage \begin{thebibliography}{99} %\begin{itemize} %\item \href{https://www.interkonyv.hu/konyvek/?isbn=978-963-9664-19-7}{Katona Gyula – Recski András – Szabó Csaba: A számítástudomány alapjai} % \item \href{http://cs.bme.hu/bsz2/bsz2_jegyzet.pdf}{Bevezetés a Számításelméletbe 2 Ideiglenes egyetemi jegyzet} %\end{itemize} \bibitem[1]{kv} \bibentry{Katona Gyula – Recski András – Szabó Csaba, }{(2002)}{A számítástudomány alapjai, }{Budapest, }{Typotex Kiadó}{}{} \bibitem[2]{hj} \bibentry{Szeszlér Dávid, }{(2019)}{Bevezetés a Számításelméletbe 2 - Ideiglenes egyetemi jegyzet a koronavírus járvány idején zajló távoktatáshoz, }{Budapest, }{\url{http://cs.bme.hu/bsz2/bsz2_jegyzet.pdf}}{}{} \end{thebibliography} \end{document}