組合數(shù)學(xué)(原書第5版·典藏版) [美]理查德·A.布魯?shù)?/p>
定 價:99 元
- 作者:[美]理查德·A.布魯?shù)?/span>
- 出版時間:2024/5/1
- ISBN:9787111748861
- 出 版 社:機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:O157
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
本書側(cè)重于組合數(shù)學(xué)的概念和思想,包括鴿巢原理、計數(shù)技術(shù)、排列組合、Polya計數(shù)法、二項式系數(shù)、容斥原理、生成函數(shù)和遞推關(guān)系以及組合結(jié)構(gòu)(匹配、實驗設(shè)計、圖)等,深入淺出地表達了作者對該領(lǐng)域全面和深刻的理解。
本書是系統(tǒng)闡述組合數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、理論、方法和實例的優(yōu)秀教材,出版30多年來多次改版,被MIT、哥倫比亞大學(xué)、UIUC、威斯康星大學(xué)等眾多國外高校采用,對國內(nèi)外組合數(shù)學(xué)教學(xué)產(chǎn)生了較大影響,也是相關(guān)學(xué)科的主要參考文獻之一。
前 言
在這一新版本中,我做了一些細微的改變,具體概括如下:
在第1章,新增加了一節(jié)(1.6節(jié)),討論相互重疊圓的問題,用來具體說明后面章節(jié)中所討論的某些計數(shù)問題。之前,這一節(jié)的相關(guān)內(nèi)容出現(xiàn)在第7章。
第1章中原來關(guān)于切割立方體的一節(jié)已經(jīng)刪除,但是相關(guān)內(nèi)容放在練習(xí)題中。
之前版本中的第2章(鴿巢原理)改成了第3章。之前版本中關(guān)于排列和組合的第3章改成了第2章。帕斯卡公式在之前的版本中第一次出現(xiàn)在第5章中,現(xiàn)在出現(xiàn)在第2章中。另外。為了清晰起見。在關(guān)于集合的論述中我們不再強調(diào)“組合”這一術(shù)語,而啟用了一個本質(zhì)上等價的術(shù)語“子集”。然而,在多重集合的情況下,我們繼續(xù)使用“組合”,而不使用在我們看來易產(chǎn)生混淆的術(shù)語“多重子集”。
此版本的第2章包含一節(jié)(2.6 節(jié))有限概率簡介。
此版本的第3章包含Ramsey 定理的證明。
第7章的變化比較大,其中生成函數(shù)和指數(shù)生成函數(shù)移到了本章靠前部分(7.2 節(jié)和7.3節(jié)),成為更核心的內(nèi)容。
分拆數(shù)這一節(jié)(8.3節(jié)) 做了擴展。
之前版本中關(guān)于二分圖匹配的第9章做了根本的改變。現(xiàn)在的第9章是新插入的章節(jié),討論的是相異代表系(SDR)的問題,包括婚姻和穩(wěn)定婚姻匹配問題,而不再討論二分圖。
第9章這樣改動的結(jié)果是,介紹圖論的章節(jié)(第11章)不再假設(shè)先前已介紹過二分圖的知識。
再論圖論一章(之前版本中的第13章)現(xiàn)在變成了第12章。在本章中,新增加了關(guān)于圖的匹配數(shù)一節(jié)(12.5節(jié)),在這一節(jié)中,第9章中SDR的基礎(chǔ)結(jié)果被用于二分圖。
有向圖和網(wǎng)絡(luò)這一章(之前是第12章)現(xiàn)在是第13章。它新增加了一節(jié),回顧了二分圖的匹配,其中有些相關(guān)內(nèi)容出現(xiàn)在之前版本的第9章中。
對于第5版,除了以上列出的這些變化之外,還更正了我注意到的所有印刷錯誤;增加了少量的說明;改動了一些順序,使前后文更加通順;另外還增加了練習(xí)題,第5版中共有700道練習(xí)題。
根據(jù)多年來很多讀者的評論,這本書似乎已經(jīng)通過了時間的檢驗。因此,我總是猶豫不決而遲遲沒有做出更多的改變,也沒有增加更多的新話題。我不希望一本書 “太長”(這一前言也不會太長),也不愿意讓這本書迎合每個人的癖好。不過,我的確做了上述細節(jié)上的改變,相信這些改變會使這本書更加完善。
與之前各版本一樣,這一版可以用于一到兩個學(xué)期的本科生課程。第一個學(xué)期可以側(cè)重計數(shù),而第二個學(xué)期可以側(cè)重圖論和設(shè)計。也可以把相關(guān)內(nèi)容合并在一起作為一個學(xué)期的課程,如講解一些計數(shù)和圖論知識,或者一些計數(shù)與設(shè)計理論知識,或者選擇其他的組合搭配。下面簡要說明各章以及它們之間的相互關(guān)系。
第1章是介紹,我通常只從中選出一兩個話題,最多花兩節(jié)課時間。第2章討論的是排列和組合,這一章應(yīng)該全講。第3章討論的是鴿巢原理,這一章至少應(yīng)該做簡單介紹。但是,需要注意的是,后面沒有用到一些較難的鴿巢原理應(yīng)用以及關(guān)于Remsey定理那一節(jié)的內(nèi)容。第4章到第8章主要討論計數(shù)技巧及計數(shù)序列的相關(guān)性質(zhì)。這些內(nèi)容應(yīng)該按照順序依次講解。第4章討論的是排列和組合的生成方案,包括4.5節(jié)的偏序和等價關(guān)系的介紹。我認(rèn)為至少應(yīng)該講解等價關(guān)系,因為它們在數(shù)學(xué)中無處不在。除了第5章關(guān)于偏序集這一節(jié)(5.7節(jié)) 之外,其余各章本質(zhì)上都獨立于第4章,所以這一章可以跳過或者略講。你也可以選擇根本不講解偏序集。我把關(guān)于偏序集的內(nèi)容分成兩節(jié)(4.5節(jié)和5.7節(jié)),目的是給學(xué)生少許時間去消化某些概念。第5章討論的是二項式系數(shù)的性質(zhì),而第6章所涉及的是容斥原理。莫比烏斯反演那節(jié)(6.6節(jié)) 可以歸結(jié)到容斥原理,這一節(jié)對后面沒有用。第7章比較長,討論的是生成函數(shù)和遞推關(guān)系求解。第8章主要討論的是Catalan數(shù)、第一和第二類Stirling數(shù)、分拆數(shù)以及大Schrder數(shù)和小Schrder數(shù)。對于這一章的各節(jié)你可以選擇學(xué)習(xí),也可以選擇跳過。第8章之后的各章與它都沒有關(guān)系。第9章討論的是相異代表系(所謂的婚姻問題)。第12章和第13章要用到第9章的一些內(nèi)容以及第10章中的拉丁方一節(jié)(10.4節(jié))。第10章討論的是組合設(shè)計的某些內(nèi)容,它與本書其后的內(nèi)容無關(guān)。第11章和第12章對圖論進行了比較全面的討論,并稍側(cè)重于某些圖論算法。第13章討論的是有向圖和網(wǎng)絡(luò)流。第14章討論置換群作用下的計數(shù)問題,這一章大量使用了前面的計數(shù)思想。除了最后一個例子之外,它與關(guān)于圖論和設(shè)計的各章無關(guān)。
當(dāng)我將本書用于一學(xué)期課程時,喜歡以第14章的Burnside定理及其幾個應(yīng)用收尾。這種做法使學(xué)生們能夠解決很多計數(shù)問題,而這些用前面幾章的計數(shù)技巧是不能解決的。通常,我不會講Pólya定理。
繼第14章之后,我給出了本書一些練習(xí)題的答案和提示。少數(shù)練習(xí)題旁邊標(biāo)上了“*” 號,表明它們有相當(dāng)?shù)奶魬?zhàn)性。每一個證明結(jié)束及每一個例子結(jié)束處都標(biāo)有 “□”號予以明示。
很難評說學(xué)習(xí)這本書所需要的前提條件。與其他教科書一樣,高度激發(fā)學(xué)生的熱情、提起學(xué)生的興趣是很有用的,另外還需要指導(dǎo)教師的熱情投入。也許這些前提條件應(yīng)該這樣描述為好:有完備的數(shù)學(xué)知識。即成功地學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué)分析相關(guān)內(nèi)容以及線性代數(shù)的初等課程。本書對數(shù)學(xué)分析使用
理查德·A. 布魯?shù)希≧ichard A. Brualdi) 國際線性代數(shù)學(xué)會前主席,美國工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(SIAM)會士。美國威斯康星大學(xué)麥迪遜分校數(shù)學(xué)系榮休教授,曾任該系主任多年。他的研究方向包括組合數(shù)學(xué)、圖論、線性代數(shù)和矩陣?yán)碚、編碼理論等。Brualdi教授的學(xué)術(shù)活動非常豐富,擔(dān)任過多種學(xué)術(shù)期刊的主編。2000年由于“在組合數(shù)學(xué)研究中所做出的杰出終身成就”而獲得國際組合數(shù)學(xué)及其應(yīng)用學(xué)會頒發(fā)的歐拉獎。
目 錄
譯者序
前言
第1章 什么是組合數(shù)學(xué)1
1.1 例子:棋盤的完美覆蓋2
1.2 例子:幻方4
1.3 例子:四色問題6
1.4 例子:36軍官問題7
1.5 例子:最短路徑問題9
1.6 例子:相互重疊的圓10
1.7 例子:Nim游戲10
1.8 練習(xí)題12
第2章 排列與組合16
2.1 四個基本的計數(shù)原理16
2.2 集合的排列21
2.3 集合的組合(子集)24
2.4 多重集合的排列28
2.5 多重集合的組合32
2.6 有限概率34
2.7 練習(xí)題37
第3章 鴿巢原理42
3.1 鴿巢原理:簡單形式42
3.2 鴿巢原理:加強版44
3.3 Ramsey定理47
3.4 練習(xí)題50
第4章 生成排列和組合53
4.1 生成排列53
4.2 排列中的逆序57
4.3 生成組合60
4.4 生成r子集67
4.5 偏序和等價關(guān)系70
4.6 練習(xí)題73
第5章 二項式系數(shù)78
5.1 帕斯卡三角形78
5.2 二項式定理80
5.3 二項式系數(shù)的單峰性85
5.4 多項式定理88
5.5 牛頓二項式定理90
5.6 再論偏序集92
5.7 練習(xí)題95
第6章 容斥原理及應(yīng)用100
6.1 容斥原理100
6.2 帶重復(fù)的組合105
6.3 錯位排列107
6.4 帶有禁止位置的排列110
6.5 另一個禁止位置問題113
6.6 莫比烏斯反演114
6.7 練習(xí)題124
第7章 遞推關(guān)系和生成函數(shù)128
7.1 若干數(shù)列128
7.2 生成函數(shù)134
7.3 指數(shù)生成函數(shù)138
7.4 求解線性齊次遞推關(guān)系142
7.5 非齊次遞推關(guān)系152
7.6 一個幾何例子157
7.7 練習(xí)題160
第8章 特殊計數(shù)序列164
。.1 Catalan數(shù)164
8.2 差分序列和Stirling數(shù)169
8.3 分拆數(shù)180
8.4 一個幾何問題185
8.5 格路徑和Schrder數(shù)187
8.6 練習(xí)題195
第9章 相異代表系198
9.1 問題表述198
9.2 SDR的存在性200
9.3 穩(wěn)定婚姻204
9.4 練習(xí)題207
第10章 組合設(shè)計210
10.1 模運算210
10.2 區(qū)組設(shè)計217
10.3 Steiner三元系224
10.4 拉丁方228
10.5 練習(xí)題241
第11章 圖論導(dǎo)引245
11.1 基本性質(zhì)245
11.2 歐拉跡251
11.3 哈密頓路徑和哈密頓圈256
11.4 二分多重圖259
11.5 樹263
11.6 Shannon開關(guān)游戲268
11.7 再論樹271
11.8 練習(xí)題278
第12章 再論圖論284
12.1 色數(shù)284
12.2 平面和平面圖290
12.3 五色定理293
12.4 獨立數(shù)和團數(shù)295
12.5 匹配數(shù)300
12.6 連通性303
12.7 練習(xí)題306
第13章 有向圖和網(wǎng)絡(luò)310
13.1 有向圖310
13.2 網(wǎng)絡(luò)316
13.3 回顧二分圖匹配321
13.4 練習(xí)題326
第14章 Pólya計數(shù)330
14.1 置換群與對稱群330
14.2 Burnside定理337
14.3 Pólya計數(shù)公式341
14.4 練習(xí)題351
練習(xí)題答案與提示354
參考文獻363
索引364