《離散數(shù)學(xué)》包括離散數(shù)學(xué)課程的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容:數(shù)理邏輯中的命題邏輯、一階謂詞邏輯、集合論、代數(shù)系統(tǒng)、圖論等。特別是豐富了集合論的內(nèi)容,將數(shù)學(xué)歸納法、計(jì)數(shù)以及組合論中的一些廣泛應(yīng)用的方法納入集合論中。另外,書末附錄中還講述了離散數(shù)學(xué)在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的應(yīng)用。
《離散數(shù)學(xué)》力求做到簡(jiǎn)潔明了、易懂易學(xué),注重理論與實(shí)際的結(jié)合,注意與后續(xù)課程的銜接。適合作為普通高等院校數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)的本科生教材,也可供高職高專院校的師生參考使用。
離散數(shù)學(xué)是現(xiàn)代數(shù)學(xué)的一個(gè)重要分支,是數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)、信息與計(jì)算科學(xué)及計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)的一門核心基礎(chǔ)課程. 旨在培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力和邏輯推理能力,為后續(xù)課程打好扎實(shí)的基礎(chǔ),在數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)等專業(yè)領(lǐng)域中占有極其重要的地位.
本書的編寫是以最新的人才培養(yǎng)方案及課程大綱為依據(jù),以培養(yǎng)學(xué)生綜合能力為出發(fā)點(diǎn),力求突出課程的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐,更新課程的教學(xué)理念和方法,實(shí)現(xiàn)開拓學(xué)生創(chuàng)新能力的目的.本書包括7章及1個(gè)附錄,所涉及的內(nèi)容主要是數(shù)理邏輯、集合論、代數(shù)結(jié)構(gòu)和布爾代數(shù)、圖論等四方面的內(nèi)容. 對(duì)于有些超出教學(xué)要求的內(nèi)容,均以“*”標(biāo)志.限于篇幅和教學(xué)的要求,有些定理不予證明,但書后注明參考文獻(xiàn)以便查閱.同時(shí),本書通過配備難度適中的典型例題,對(duì)重要概念、性質(zhì)、理論給予了比較詳細(xì)的說明,力圖把離散數(shù)學(xué)的經(jīng)典理論和思想介紹給學(xué)生. 本書還配備了適量的練習(xí)題,以培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力.
本書區(qū)別于其他同類書籍的鮮明特點(diǎn)是:將組合論、可計(jì)數(shù)理論的部分基礎(chǔ)知識(shí)放進(jìn)本書中,從而在內(nèi)容上具有新穎性和實(shí)用性. 它既注重基礎(chǔ)與能力的結(jié)合、理論與實(shí)踐的結(jié)合,又關(guān)注當(dāng)前與未來的結(jié)合、專業(yè)與普及的結(jié)合. 全書具有結(jié)構(gòu)合理、內(nèi)容系統(tǒng)、闡釋新穎的特點(diǎn). 本書是在所有編者兩年多的共同努力下,在多年教學(xué)講義的基礎(chǔ)上精心編寫而成,力求做到取材詳略得當(dāng),敘述清楚流暢,論證科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn),釋例、練習(xí)精選獨(dú)到.因此,全書具有較好的科學(xué)性、應(yīng)用性和可讀性.
本書第1~3章由孫杰編寫,第4、5、7章及附錄由金玉蘋編寫,第6章由季丹丹編寫,王嵐和張型岱教授提供了全書基礎(chǔ)材料及最后的校對(duì)整理工作. 本書的出版得到了牡丹江師范學(xué)院教學(xué)建設(shè)經(jīng)費(fèi)的資助,同時(shí)還得到了牡丹江師范學(xué)院教學(xué)改革項(xiàng)目(11-XJ12018)經(jīng)費(fèi)的資助. 本書已經(jīng)被評(píng)為牡丹江師范學(xué)院“十二五”規(guī)劃教材的重點(diǎn)建設(shè)教材. 在此,編者向那些給予我們幫助的各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、老師、同事表示衷心的感謝!由于編者水平有限,疏漏之處在所難免,還請(qǐng)各位讀者不吝批評(píng)指正.
王 嵐2012年1月于牡丹江
第1章 集合論
1.1 集合的概念與運(yùn)算
1.1.1 集合的概念
1.1.2 集合之間的關(guān)系
1.1.3 集合的運(yùn)算
1.1.4 集合的運(yùn)算性質(zhì)
1.1.5 序偶與笛卡兒積
1.2 二元關(guān)系
1.2.1 二元關(guān)系及其表示
1.2.2 二元關(guān)系的運(yùn)算
1.3 關(guān)系的性質(zhì)
1.4 關(guān)系的閉包運(yùn)算
1.5 序關(guān)系
1.6 等價(jià)關(guān)系
1.7 映射
1.8 數(shù)學(xué)歸納法
1.9 計(jì)數(shù)
1.9.1 帕斯卡三角形和二項(xiàng)式定理
1.9.2 鴿巢原理
1.9.3 乘法法則和加法法則
1.9.4 排列和組合
1.10 排列組合生成算法
1.11 離散概率簡(jiǎn)介
習(xí)題1
第2章 命題邏輯
2.1 命題與聯(lián)結(jié)詞
2.1.1 命題與真值
2.1.2 命題聯(lián)結(jié)詞
2.2 命題公式、指派及真值表
2.2.1 命題公式
2.2.2 命題的符號(hào)化
2.2.3 公式的指派(賦值)及真值表
2.3 命題公式的等值式,蘊(yùn)含關(guān)系式
2.3.1 命題公式的等值式
2.3.2 代入規(guī)則與替換規(guī)則
2.3.3 對(duì)偶式
2.3.4 蘊(yùn)含關(guān)系式
2.4 主析取范式和主合取范式
2.4.1 合取范式與析取范式
2.4.2 主范式
2.5 聯(lián)結(jié)詞完備集
2.6 可滿足性問題與消解法
2.7 推理的形式結(jié)構(gòu)
2.8 自然推理系統(tǒng)n中的形式證明
習(xí)題
第3章 謂詞邏輯
3.1 基本概念
3.1.1 個(gè)體詞、謂詞
3.1.2 量詞
3.2 一階邏輯公式及解釋
3.3 一階邏輯等值式
3.4 前束范式與斯科林范式
3.4.1 前束范式
3.4.2 斯科林范式
3.5 謂詞演算的推理理論
3.6 數(shù)理邏輯在計(jì)算機(jī)科學(xué)中的應(yīng)用
3.6.1 “鑰匙在點(diǎn)火開關(guān)中”報(bào)警蜂鳴器
3.6.2 構(gòu)造自鎖控制安全帶的電路
3.6.3 構(gòu)造一個(gè)拿子游戲裝置
3.6.4 構(gòu)造電路: 專用裝置和程序化計(jì)算機(jī)
習(xí)題3
第4章 公理系統(tǒng)下的形式證明
4.1 命題邏輯的公理推理系統(tǒng)
4.1.1 公理推理系統(tǒng)p
4.1.2 公理推理系統(tǒng)p的可靠性、和諧性和完備性
4.2 謂詞邏輯的公理系統(tǒng)
4.3 定理的機(jī)器證明
第5章 圖論
5.1 圖的基本概念
5.1.1 圖及其圖形表示
5.1.2 頂點(diǎn)的度
5.1.3 完全圖和補(bǔ)圖
5.1.4 子圖
5.1.5 圖的同構(gòu)
5.2 通路、回路與連通性
5.2.1 通路和回路
5.2.2 無向圖的連通性
5.2.3 有向圖的連通性
5.2.4 門格定理
5.3 歐拉圖與中國(guó)郵遞員問題
5.3.1 哥尼斯堡七橋問題
5.3.2 歐拉圖
5.3.3 中國(guó)郵遞員問題
5.4 哈密爾頓圖與旅行售貨商問題
5.4.1 哈密爾頓圖
5.4.2 旅行售貨商問題
5.5 樹
5.5.1 樹的定義及其基本性質(zhì)
5.5.2 生成樹
5.5.3 最小生成樹問題
5.5.4 根樹及其應(yīng)用
5.6 圖的矩陣表示
5.6.1 關(guān)聯(lián)矩陣
5.6.2 鄰接矩陣
5.6.3 可達(dá)矩陣
5.6.4 圖的運(yùn)算
5.7 平面圖與圖的著色
5.7.1 平面圖
5.7.2 對(duì)偶圖與圖著色
習(xí)題5
第6章 代數(shù)系統(tǒng)
6.1 二元運(yùn)算與代數(shù)系統(tǒng)
6.1.1 二元運(yùn)算
6.1.2 代數(shù)系統(tǒng)
6.2 群和半群
6.2.1 群和半群的定義
6.2.2 關(guān)于逆元的性質(zhì)
6.2.3 群的幾個(gè)等價(jià)性質(zhì)
6.3 子群和元素的階
6.3.1 子群
6.3.2 元素的階
6.4 循環(huán)群和生成群、群的同構(gòu)
6.4.1 循環(huán)群和生成群
6.4.2 群的同構(gòu)
6.4.3 循環(huán)群的性質(zhì)
6.5 變換群和置換群、凱萊定理
6.5.1 置換群
6.5.2 凱萊定理
6.6 子群的陪集和拉格朗日定理
6.6.1 子群的陪集
6.6.2 子群的指數(shù)和拉格朗日定理
6.7 正規(guī)子群和商群
6.7.1 正規(guī)子群的概念
6.7.2 正規(guī)子群的性質(zhì)
6.7.3 商群
6.8 共軛元和共軛子群
6.8.1 中心和中心化子
6.8.2 共軛元和共軛類
6.8.3 共軛子群與正規(guī)化子
6.9 群的同態(tài)
6.9.1 群的同態(tài)定義
6.9.2 同態(tài)基本定理
6.10 環(huán)與域
6.11 代數(shù)系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)科學(xué)中的應(yīng)用
6.11.1 通信模型的基本概念
6.11.2 糾錯(cuò)編碼的基本概念
6.11.3 線性分組碼和漢明碼
習(xí)題6
第7章 格與布爾代數(shù)
7.1 格
7.2 格同態(tài)
7.3 分配格和有補(bǔ)格
7.4 布爾代數(shù)
7.5 布爾函數(shù)及其表達(dá)式
習(xí)題7
附錄a 離散數(shù)學(xué)在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的應(yīng)用
a.1 關(guān)系數(shù)據(jù)庫簡(jiǎn)介
a.2 關(guān)系代數(shù)與數(shù)據(jù)子語言
參考文獻(xiàn)