总结 离散数学知识点

第二章  命题逻辑

1.→,前键为真,后键为假才为假;<—>,相同为真,不同为假;

2.主析取范式:极小项(m)之和;主合取范式:极大项(M)之积;

3.求极小项时,命题变元的肯定为1,否定为0,求极大项时相反;

4.求极大极小项时,每个变元或变元的否定只能出现一次,求极小项时变元不够合取真,求极大项时变元不够析取假;

5.求范式时,为保证编码不错,命题变元最好按P,Q,R的顺序依次写;

6.真值表中值为1的项为极小项,值为0的项为极大项;

7.n个变元共有个极小项或极大项,这为(0~-1)刚好为化简完后的主析取加主合取;

8.永真式没有主合取范式,永假式没有主析取范式;

9.推证蕴含式的方法(=>):真值表法;分析法(假定前键为真推出后键为真,假定前键为假推出后键也为假)

10.命题逻辑的推理演算方法:P规则,T规则

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 ①真值表法;②直接证法;③归谬法;④附加前提法;

第三章  谓词逻辑

1.一元谓词:谓词只有一个个体,一元谓词描述命题的性质;

  多元谓词:谓词有n个个体,多元谓词描述个体之间的关系;

2.全称量词用蕴含→,存在量词用合取^;

3.既有存在又有全称量词时,先消存在量词,再消全称量词;

第四章   集合

1.N,表示自然数集,1,2,3……,不包括0;

2.基:集合A中不同元素的个数,|A|;

3.幂集:给定集合A,以集合A的所有子集为元素组成的集合,P(A);

4.若集合A有n个元素,幂集P(A)有个元素,|P(A)|==;

5.集合的分划:(等价关系)

   ①每一个分划都是由集合A的几个子集构成的集合;

   ②这几个子集相交为空,相并为全(A);

6.集合的分划与覆盖的比较:

   分划:每个元素均应出现且仅出现一次在子集中;

   覆盖:只要求每个元素都出现,没有要求只出现一次;

第五章   关系

1.若集合A有m个元素,集合B有n个元素,则笛卡尔A×B的基数为mn,A到B上可以定义种不同的关系;

2.若集合A有n个元素,则|A×A|=,A上有个不同的关系;

3.全关系的性质:自反性,对称性,传递性;

  空关系的性质:反自反性,反对称性,传递性;

  全封闭环的性质:自反性,对称性,反对称性,传递性;

4.前域(domR):所有元素x组成的集合;

  后域(ranR):所有元素y组成的集合;

5.自反闭包:r(R)=RU;

  对称闭包:s(R)=RU;

  传递闭包:t(R)=RUUU……

6.等价关系:集合A上的二元关系R满足自反性,对称性和传递性,则R称为等价关系;

7.偏序关系:集合A上的关系R满足自反性,反对称性和传递性,则称R是A上的一个偏序关系;

8.covA={<x,y>|x,y属于A,y盖住x};

9.极小元:集合A中没有比它更小的元素(若存在可能不唯一);

  极大元:集合A中没有比它更大的元素(若存在可能不唯一);

  最小元:比集合A中任何其他元素都小(若存在就一定唯一);

  最大元:比集合A中任何其他元素都大(若存在就一定唯一);

10.前提:B是A的子集

   上界:A中的某个元素比B中任意元素都大,称这个元素是B的上界(若存在,可能不唯一);

   下界:A中的某个元素比B中任意元素都小,称这个元素是B的下界(若存在,可能不唯一);

   上确界:最小的上界(若存在就一定唯一);

   下确界:最大的下界(若存在就一定唯一);

第六章   函数

1.若|X|=m,|Y|=n,则从X到Y有种不同的关系,有种不同的函数;

2.在一个有n个元素的集合上,可以有种不同的关系,有种不同的函数,有n!种不同的双射;

3.若|X|=m,|Y|=n,且m<=n,则从X到Y有种不同的单射;

4.单射:f:X-Y,对任意,属于X,且≠,若f()≠f();

  满射:f:X-Y,对值域中任意一个元素y在前域中都有一个或多个元素对应;

  双射:f:X-Y,若f既是单射又是满射,则f是双射;

5.复合函数:fºg=g(f(x));

6.设函数f:A-B,g:B-C,那么

  ①如果f,g都是单射,则fºg也是单射;

  ②如果f,g都是满射,则fºg也是满射;

  ③如果f,g都是双射,则fºg也是双射;

  ④如果fºg是双射,则f是单射,g是满射;

第七章   代数系统

1.二元运算:集合A上的二元运算就是到A的映射;

2. 集合A上可定义的二元运算个数就是从A×A到A上的映射的个数,即从从A×A到A上函数的个数,若|A|=2,则集合A上的二元运算的个数为==16种;

3. 判断二元运算的性质方法:

①封闭性:运算表内只有所给元素;

②交换律:主对角线两边元素对称相等;

③幂等律:主对角线上每个元素与所在行列表头元素相同;

④有幺元:元素所对应的行和列的元素依次与运算表的行和列相同;

⑤有零元:元素所对应的行和列的元素都与该元素相同;

4.同态映射:<A,*>,<B,^>,满足f(a*b)=f(a)^f(b),则f为由<A,*>到<B,^>的同态映射;若f是双射,则称为同构;

第八章   群

1.广群的性质:封闭性;

  半群的性质:封闭性,结合律;

  含幺半群(独异点):封闭性,结合律,有幺元;

  群的性质:封闭性,结合律,有幺元,有逆元;

2.群没有零元;

3.阿贝尔群(交换群):封闭性,结合律,有幺元,有逆元,交换律;

4.循环群中幺元不能是生成元;

5.任何一个循环群必定是阿贝尔群;

第十章    格与布尔代数

1.格:偏序集合A中任意两个元素都有上、下确界;

2.格的基本性质:

 1)  自反性

        a≤a   对偶: a≥a

 2)  反对称性

        a≤b ^ b≥a  => a=b

        对偶:a≥b ^ b≤a  => a=b

 3)  传递性

        a≤b ^ b≤c  =>  a≤c

        对偶:a≥b ^ b≥c  =>  a≥c 

 4) 最大下界描述之一
        a^b≤a   对偶 avb≥a

        A^b≤b   对偶 avb≥b

 5)最大下界描述之二

        c≤a,c≤b  =>  c≤a^b

        对偶c≥a,c≥b  =>Þc≥avb   

 6)  结合律

      a^(b^c)=(a^b)^c 
      对偶 av(bvc)=(avb)vc   

 7)   等幂律

      a^a=a   对偶  ava=a

  8)  吸收律

      a^(avb)=a  对偶  av(a^b)=a

  9)    a≤b <=>  a^b=a    avb=b

 10)  a≤c,b≤d  =>  a^b≤c^d   avb≤cvd

 11)  保序性

      b≤c  =>  a^b≤a^c  avb≤avc

 12) 分配不等式

     av(b^c)≤(avb)^(avc)
  对偶  a^(bvc)≥(a^b)v(a^c)

 13)模不等式

       a≤c  <=>Û  av(b^c)≤(avb)^c

3.分配格:满足a^(bvc)=(a^b)v(a^c)和av(b^c)=(avb)^(avc);

4.分配格的充要条件:该格没有任何子格与钻石格或五环格同构;
5.链格一定是分配格,分配格必定是模格;

6.全上界:集合A中的某个元素a大于等于该集合中的任何元素,则称a为格<A,<=>的全上界,记为1;(若存在则唯一)

  全下界:集合A中的某个元素b小于等于该集合中的任何元素,则称b为格<A,<=>的全下界,记为0;(若存在则唯一)

7.有界格:有全上界和全下界的格称为有界格,即有0和1的格;

8.补元:在有界格内,如果a^b=0,avb=1,则a和b互为补元;

9.有补格:在有界格内,每个元素都至少有一个补元;

10.有补分配格(布尔格):既是有补格,又是分配格;

11.布尔代数:一个有补分配格称为布尔代数;

第十一章    图论

1.邻接:两点之间有边连接,则点与点邻接;

2.关联:两点之间有边连接,则这两点与边关联;

3.平凡图:只有一个孤立点构成的图;

4.简单图:不含平行边和环的图;

5.无向完全图:n个节点任意两个节点之间都有边相连的简单无向图;

  有向完全图:n个节点任意两个节点之间都有边相连的简单有向图;

6.无向完全图有n(n-1)/2条边,有向完全图有n(n-1)条边;

7.r-正则图:每个节点度数均为r的图;

8.握手定理:节点度数的总和等于边的两倍;

9.任何图中,度数为奇数的节点个数必定是偶数个;

10.任何有向图中,所有节点入度之和等于所有节点的出度之和;

11.每个节点的度数至少为2的图必定包含一条回路;

12.可达:对于图中的两个节点,,若存在连接到的路,则称与相互可达,也称与是连通的;在有向图中,若存在到的路,则称到可达;

13.强连通:有向图章任意两节点相互可达;

   单向连通:图中两节点至少有一个方向可达;

  弱连通:无向图的连通;(弱连通必定是单向连通)

14.点割集:删去图中的某些点后所得的子图不连通了,如果删去其他几个点后子图之间仍是连通的,则这些点组成的集合称为点割集;

   割点:如果一个点构成点割集,即删去图中的一个点后所得子图是不连通的,则该点称为割点;

15.关联矩阵:M(G),是与关联的次数,节点为行,边为列;

   无向图:点与边无关系关联数为0,有关系为1,有环为2;

   有向图:点与边无关系关联数为0,有关系起点为1终点为-1,

   关联矩阵的特点:

无向图:

    ①行:每个节点关联的边,即节点的度;

    ②列:每条边关联的节点;

有向图:  

③所有的入度(1)=所有的出度(0);

16.邻接矩阵:A(G),是邻接到的边的数目,点为行,点为列;

17.可达矩阵:P(G),至少存在一条回路的矩阵,点为行,点为列;

    P(G)=A(G)+(G)+(G)+(G)

   可达矩阵的特点:表明图中任意两节点之间是否至少存在一条路,以及在任何节点上是否存在回路;

    A(G)中所有数的和:表示图中路径长度为1的通路条数;

   (G)中所有数的和:表示图中路径长度为2的通路条数;

   (G)中所有数的和:表示图中路径长度为3的通路条数;
   (G)中所有数的和:表示图中路径长度为4的通路条数;

P(G)中主对角线所有数的和:表示图中的回路条数;

18.布尔矩阵:B(G),到有路为1,无路则为0,点为行,点为列;

19.代价矩阵:邻接矩阵元素为1的用权值表示,为0的用无穷大表示,节点自身到自身的权值为0;

20.生成树:只访问每个节点一次,经过的节点和边构成的子图;

21.构造生成树的两种方法:深度优先;广度优先;

   深度优先:

             ①选定起始点;

             ②选择一个与邻接且未被访问过的节点;

             ③从出发按邻接方向继续访问,当遇到一个节点所有邻接点均已被访问时,回到该节点的前一个点,再寻求未被访问过的邻接点,直到所有节点都被访问过一次;

广度优先:

          ①选定起始点;

          ②访问与邻接的所有节点,,……,,这些作为第一层节点;

          ③在第一层节点中选定一个节点为起点;

              ④重复②③,直到所有节点都被访问过一次;

22.最小生成树:具有最小权值(T)的生成树;

23.构造最小生成树的三种方法:

      克鲁斯卡尔方法;管梅谷算法;普利姆算法;

   (1)克鲁斯卡尔方法

     ①将所有权值按从小到大排列;

     ②先画权值最小的边,然后去掉其边值;重新按小到大排序;

     ③再画权值最小的边,若最小的边有几条相同的,选择时要满足不能出现回路,然后去掉其边值;重新按小到大排序;

     ④重复③,直到所有节点都被访问过一次;

   (2)管梅谷算法(破圈法)

     ①在图中取一回路,去掉回路中最大权值的边得一子图;

     ②在子图中再取一回路,去掉回路中最大权值的边再得一子图;

     ③重复②,直到所有节点都被访问过一次;

   (3)普利姆算法

 ①在图中任取一点为起点,连接边值最小的邻接点;

 ②以邻接点为起点,找到邻接的最小边值,如果最小边值比邻接的所有边值都小(除已连接的边值),直接连接,否则退回,连接现在的最小边值(除已连接的边值);

 ③重复操作,直到所有节点都被访问过一次;

24.关键路径

例2 求PERT图中各顶点的最早完成时间, 最晚完成时间, 缓冲时间及关键路径.

解:最早完成时间

     TE(v1)=0

     TE(v2)=max{0+1}=1

     TE(v3)=max{0+2,1+0}=2

     TE(v4)=max{0+3,2+2}=4

     TE(v5)=max{1+3,4+4}=8

     TE(v6)=max{2+4,8+1}=9

     TE(v7)=max{1+4,2+4}=6

     TE(v8)=max{9+1,6+6}=12

最晚完成时间

   TL(v8)=12

   TL(v7)=min{12-6}=6

   TL(v6)=min{12-1}=11

   TL(v5)=min{11-1}=10

   TL(v4)=min{10-4}=6

   TL(v3)=min{6-2,11-4,6-4}=2

   TL(v2)=min{2-0,10-3,6-4}=2

   TL(v1)=min{2-1,2-2,6-3}=0

缓冲时间

   TS(v1)=0-0=0

   TS(v2)=2-1=1

   TS(v3)=2-2=0

   TS(v4)=6-4=2

   TS(v5=10-8=2

   TS(v6)=11-9=2

   TS(v7)=6-6=0

   TS(v8)=12-12=0

关键路径:  v1-v3-v7-v8

 

25.欧拉路:经过图中每条边一次且仅一次的通路;

   欧拉回路:经过图中每条边一次且仅一次的回路;

   欧拉图:具有欧拉回路的图;

   单向欧拉路:经过有向图中每条边一次且仅一次的单向路;

   欧拉单向回路:经过有向图中每条边一次且仅一次的单向回路;

26.(1)无向图中存在欧拉路的充要条件:

    ①连通图;②有0个或2个奇数度节点;

   (2)无向图中存在欧拉回路的充要条件:

    ①连通图;②所有节点度数均为偶数;

   (3)连通有向图含有单向欧拉路的充要条件:

①除两个节点外,每个节点入度=出度;

②这两个节点中,一个节点的入度比出度多1,另一个节点的入;度比出度少1;

(4)连通有向图含有单向欧拉回路的充要条件:

         图中每个节点的出度=入度;

27.哈密顿路:经过图中每个节点一次且仅一次的通路;

   哈密顿回路:经过图中每个节点一次且仅一次的回路;

   哈密顿图:具有哈密顿回路的图;

28.判定哈密顿图(没有充要条件)

  必要条件:

  任意去掉图中n个节点及关联的边后,得到的分图数目小于等于n;

  充分条件:

  图中每一对节点的度数之和都大于等于图中的总节点数;

29.哈密顿图的应用:安排圆桌会议;

   方法:将每一个人看做一个节点,将每个人与和他能交流的人连接,找到一条经过每个节点一次且仅一次的回路(哈密顿图),即可;

30.平面图:将图形的交叉边进行改造后,不会出现边的交叉,则是平面图;

31.面次:面的边界回路长度称为该面的次;

32.一个有限平面图,面的次数之和等于其边数的两倍;

33.欧拉定理:假设一个连通平面图有v个节点,e条边,r个面,则

   v-e+r=2;

34.判断是平面图的必要条件:(若不满足,就一定不是平面图)

  设图G是v个节点,e条边的简单连通平面图,若v>=3,则e<=3v-6;

35.同胚:对于两个图G1,G2,如果它们是同构的,或者通过反复插入和除去2度节点可以变成同构的图,则称G1,G2是同胚的;

36.判断G是平面图的充要条件:

        图G不含同胚于K3.3或K5的子图;

37.二部图:①无向图的节点集合可以划分为两个子集V1,V2;

           ②图中每条边的一个端点在V1,另一个则在V2中;

   完全二部图:二部图中V1的每个节点都与V2的每个节点邻接;

   判定无向图G为二部图的充要条件:

          图中每条回路经过边的条数均为偶数;

38.树:具有n个顶点n-1条边的无回路连通无向图;

39.节点的层数:从树根到该节点经过的边的条数;

40.树高:层数最大的顶点的层数;

41.二叉树:

    ①二叉树额基本结构状态有5种;

    ②二叉树内节点的度数只考虑出度,不考虑入度;

    ③二叉树内树叶的节点度数为0,而树内树叶节点度数为1;

    ④二叉树内节点的度数=边的总数(只算出度);握手定理“节点数=边的两倍”是在同时计算入度和出度的时成立;

    ⑤二叉树内节点的总数=边的总数+1;

    ⑥位于二叉树第k层上的节点,最多有个(k>=1);

    ⑦深度为k的二叉树的节点总数最多为-1个,最少k个(k>=1);

    ⑧如果有个叶子,个2度节点,则=+1;

 42.二叉树的节点遍历方法: 

         先根顺序(DLR);

         中根顺序(LDR);

         后根顺序(LRD); 

43.哈夫曼树:用哈夫曼算法构造的最优二叉树;

44.最优二叉树的构造方法: 

       ①将给定的权值按从小到大排序;

       ②取两个最小值分支点的左右子树(左小右大),去掉已选的这两个权值,并将这两个最小值加起来作为下一轮排序的权值;

       ③重复②,直达所有权值构造完毕;

45.哈夫曼编码:在最优二叉树上,按照左0右1的规则,用0和1代替所有边的权值;

  每个节点的编码:从根到该节点经过的0和1组成的一排编码;

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