離散數學是計算機相關專業(yè)的主干課程之一。本書將理論緊密聯系實際,摒棄了一些煩瑣的定理證明,從工程實際出發(fā),引入工程案例和解決方案,注重提升學生的應用模擬解題技巧,力求做到脈絡清晰,重點突出,精講多練,實用有效,從而培養(yǎng)學生的抽象思維和縝密概括能力。
本書內容包括離散數學4大分支的基礎理論——數理邏輯、集合論、代數系統和圖論。全書共9章,依次為命題邏輯、謂詞邏輯、集合、關系、函數、代數結構、格與布爾代數、圖論及其應用、樹。全書包含較多的與計算機科學和工程有關的例題和習題。
本書適合作為高等院校計算機科學與技術、軟件工程等相關專業(yè)的教材。
本書特色表現在以下四個方面。
第一,加深理論,注重實踐。大多數離散數學的教材,只注重經典的數學理論和解題,沒有聯系生產實踐,學習者感覺理論抽象、枯燥。本書結合計算機專業(yè)的學習特點,在相應章節(jié)的例題或課后習題中編排了將離散結構理論與實際工程問題相結合的題目,并給出解決方案。
第二,突破經典,勇于發(fā)現。根據多年的教學實踐和體會,編者在書中中總結了一些共性問題和有爭議性的問題,對這些問題做了個人觀點的闡述,拋磚引玉鼓勵學習者繼續(xù)深入研究和探討。
第三,明確關系,理清脈絡。本書包括數理邏輯、集合論、圖論、代數結構四大部分,這四部分內容既自成理論體系,又有密切的聯系,在每部分內容的講授之前,簡明闡述理論的起源、發(fā)展以及和其他理論之間的相互關系,使學習者感覺脈絡清晰。
第四,突出重點,圈定難點。具體到每一章都總結出本章學習的難點和重點,并指明應掌握的基本概念和解題的技巧。
郝曉燕,博士,副教授,碩士生導師。自1994年至今任職于太原理工大學信息與計算機學院,從事計算機科學與技術學科的教學工作及科研工作。主講課程:《工程經濟學》《離散數學》《數據結構》《面各對象程序設計C++》《數據庫系統原理》《自然語言處理》。研究方向:計算語言學,自然語言處理,人工智能。社會兼職:中國計算機學會會員。
第1章 命題邏輯 1
§1-1 命題 1
§1-1-1 命題與真值 1
§1-1-2 原子命題與復合命題 2
§1-2 邏輯聯結詞 3
§1-2-1 否定聯結詞 3
§1-2-2 合取聯結詞 3
§1-2-3 析取聯結詞 4
§1-2-4 蘊含聯結詞 4
§1-2-5 等價聯結詞 5
§1-3 命題公式 5
§1-3-1 命題公式的概念 5
§1-3-2 命題符號化 6
§1-3-3 命題公式真值表 7
§1-3-4 命題公式的類型 9
§1-3-5 重言式的性質 9
§1-4 命題邏輯的等價關系 9
§1-4-1 等價 10
§1-4-2 基本等價式 10
§1-4-3 置換規(guī)則 11
§1-5 命題公式的標準化 13
§1-5-1 析取范式與合取范式 13
§1-5-2 主析取范式與主合取范式 14
§1-5-3 主范式的應用 16
§1-6 命題邏輯的蘊含關系 17
§1-6-1 蘊含 17
§1-6-2 證明蘊含關系的方法 17
§1-6-3 基本蘊含式 18
§1-7 命題邏輯的推理理論 18
§1-7-1 推理的有效性 18
§1-7-2 有效推理的判斷方法 18
§1-7-3 自然推理系統 19
§1-7-4 自然推理系統中構造有效推理的方法 21
本章總結 23
習題 23
第2章 謂詞邏輯 25
§2-1 謂詞邏輯命題符號化 25
§2-1-1 命題邏輯的局限性 25
§2-1-2 謂詞邏輯三要素 25
§2-1-3 謂詞邏輯命題符號化 27
§2-2 謂詞公式 28
§2-2-1 謂詞邏輯的合式公式 28
§2-2-2 閉式 28
§2-2-3 謂詞公式的解釋 29
§2-2-4 謂詞邏輯的公式類型 30
§2-3 謂詞邏輯的等價關系 31
§2-3-1 等價關系 31
§2-3-2 基本等價式 31
§2-4 謂詞公式的標準化 32
§2-5 謂詞邏輯的蘊含關系 33
§2-5-1 蘊含關系 33
§2-5-2 基本蘊含式 33
§2-6 謂詞邏輯的推理理論 33
本章總結 35
習題 36
第3章 集合 38
§3-1 集合的定義與表示方法 38
§3-1-1 集合的定義 38
§3-1-2 集合的表示方法 39
§3-2 集合之間的重要關系 40
§3-2-1 集合之間的重要關系 40
§3-2-2 特殊集合 40
§3-3 集合的運算 41
§3-3-1 集合的基本運算 41
§3-3-2 集合關系的證明方法 42
§3-3-3 笛卡兒積 43
本章總結 43
習題 44
第4章 關系 46
§4-1 關系的概念及表示 46
§4-1-1 關系的概念 46
§4-1-2 關系的表示方法 47
§4-2 關系的性質 48
§4-2-1 自反性與反自反性 48
§4-2-2 對稱性與反對稱性 49
§4-2-3 傳遞性 50
§4-3 關系的運算 51
§4-3-1 關系的復合運算 51
§4-3-2 關系的逆運算 54
§4-3-3 關系的閉包運算 55
§4-4 等價關系與劃分 56
§4-4-1 等價關系的概念 56
§4-4-2 等價類 57
§4-4-3 劃分 58
§4-5 次序關系 58
§4-5-1 偏序關系 59
§4-5-2 其他次序關系 61
本章總結 61
習題 62
第5章 函數 64
§5-1 函數的概念與性質 64
§5-1-1 函數的概念 64
§5-1-2 函數的性質 65
§5-2 函數的運算 66
§5-2-1 函數的復合運算 66
§5-2-2 函數的逆運算 66
§5-3 基數 67
§5-3-1 基數的概念 67
§5-3-2 基數的比較 67
本章總結 69
習題 69
第6章 代數結構 71
§6-1 代數系統的概念 71
§6-2 代數系統的運算及其性質 72
§6-2-1 二元運算的性質 73
§6-2-2 小結 76
§6-3 半群與含幺半群 76
§6-3-1 半群和子半群 76
§6-3-2 含幺半群和子含幺半群 78
§6-4 群與子群 79
§6-4-1 群 80
§6-4-2 子群 82
§6-5 交換群、循環(huán)群與置換群 84
§6-5-1 交換群 84
§6-5-2 循環(huán)群 85
§6-5-3 置換群 86
§6-6 陪集與拉格朗日定理 88
§6-6-1 陪集 88
§6-6-2 拉格朗日定理 89
§6-6-3 正規(guī)子群 90
§6-7 同態(tài)與同構 90
§6-7-1 同態(tài) 91
§6-7-2 同構 91
§6-7-3 同余關系 94
§6-8 環(huán)與域 95
§6-8-1 環(huán) 96
§6-8-2 域 97
本章總結 99
習題 100
第7章 格與布爾代數 103
§7-1 格 103
§7-1-1 格的概念 103
§7-1-2 格的性質 105
§7-2 分配格 109
§7-3 有補格 110
§7-4 布爾代數 112
本章總結 114
習題 114
第8章 圖論及其應用 117
§8-1 圖的基本概念 117
§8-1-1 圖 117
§8-1-2 結點的度 119
§8-1-3 圖的同構 119
§8-1-4 子圖和補圖 121
§8-2 圖的連通性 122
§8-2-1 路徑與回路 122
§8-2-2 連通圖 122
§8-3 圖的矩陣表示 124
§8-3-1 圖的鄰接矩陣 124
§8-3-2 圖的可達矩陣 126
§8-4 特殊圖 128
§8-4-1 歐拉圖 128
§8-4-2 哈密頓圖 130
§8-4-3 二部圖 132
§8-4-4 平面圖 134
§8-5 圖的應用 136
§8-5-1 圖的應用示例 136
§8-5-2 特殊圖的應用 138
本章總結 140
習題 140
第9章 樹 144
§9-1 無向樹 144
§9-1-1 基本概念 144
§9-1-2 最小生成樹及其應用 146
§9-2 有向樹 148
§9-2-1 基本概念 148
§9-2-2 有序樹 149
§9-2-3 m叉樹 151
§9-3 二叉樹 153
§9-3-1 基本概念 153
§9-3-2 最優(yōu)樹 154
本章總結 156
習題 157
附錄 習題參考答案 158
參考文獻 192