總結 離散數學知識點


第二章  命題邏輯

1.→,前鍵為真,后鍵為假才為假;<—>,相同為真,不同為假;

2.主析取范式:極小項(m)之和;主合取范式:極大項(M)之積;

3.求極小項時,命題變元的肯定為1,否定為0,求極大項時相反;

4.求極大極小項時,每個變元或變元的否定只能出現一次,求極小項時變元不夠合取真,求極大項時變元不夠析取假;

5.求范式時,為保證編碼不錯,命題變元最好按P,Q,R的順序依次寫;

6.真值表中值為1的項為極小項,值為0的項為極大項;

7.n個變元共有個極小項或極大項,這為(0~-1)剛好為化簡完后的主析取加主合取;

8.永真式沒有主合取范式,永假式沒有主析取范式;

9.推證蘊含式的方法(=>):真值表法;分析法(假定前鍵為真推出后鍵為真,假定前鍵為假推出后鍵也為假)

10.命題邏輯的推理演算方法:P規則,T規則

 ①真值表法;②直接證法;③歸謬法;④附加前提法;

 

 

第三章  謂詞邏輯

1.一元謂詞:謂詞只有一個個體,一元謂詞描述命題的性質;

  多元謂詞:謂詞有n個個體,多元謂詞描述個體之間的關系;

2.全稱量詞用蘊含→,存在量詞用合取^;

3.既有存在又有全稱量詞時,先消存在量詞,再消全稱量詞;

 

 

第四章   集合

1.N,表示自然數集,1,2,3……,不包括0;

2.基:集合A中不同元素的個數,|A|;

3.冪集:給定集合A,以集合A的所有子集為元素組成的集合,P(A);

4.若集合A有n個元素,冪集P(A)有個元素,|P(A)|==;

5.集合的分划:(等價關系)

   ①每一個分划都是由集合A的幾個子集構成的集合;

   ②這幾個子集相交為空,相並為全(A);

6.集合的分划與覆蓋的比較:

   分划:每個元素均應出現且僅出現一次在子集中;

   覆蓋:只要求每個元素都出現,沒有要求只出現一次;

 

 

第五章   關系

1.若集合A有m個元素,集合B有n個元素,則笛卡爾A×B的基數為mn,A到B上可以定義種不同的關系;

2.若集合A有n個元素,則|A×A|=,A上有個不同的關系;

3.全關系的性質:自反性,對稱性,傳遞性;

  空關系的性質:反自反性,反對稱性,傳遞性;

  全封閉環的性質:自反性,對稱性,反對稱性,傳遞性;

4.前域(domR):所有元素x組成的集合;

  后域(ranR):所有元素y組成的集合;

5.自反閉包:r(R)=RU;

  對稱閉包:s(R)=RU;

  傳遞閉包:t(R)=RUUU……

6.等價關系:集合A上的二元關系R滿足自反性,對稱性和傳遞性,則R稱為等價關系;

7.偏序關系:集合A上的關系R滿足自反性,反對稱性和傳遞性,則稱R是A上的一個偏序關系;

8.covA={<x,y>|x,y屬於A,y蓋住x};

9.極小元:集合A中沒有比它更小的元素(若存在可能不唯一);

  極大元:集合A中沒有比它更大的元素(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中的某個元素比B中任意元素都大,稱這個元素是B的上界(若存在,可能不唯一);

   下界:A中的某個元素比B中任意元素都小,稱這個元素是B的下界(若存在,可能不唯一);

   上確界:最小的上界(若存在就一定唯一);

   下確界:最大的下界(若存在就一定唯一);

 

 

第六章   函數

1.若|X|=m,|Y|=n,則從X到Y有種不同的關系,有種不同的函數;

2.在一個有n個元素的集合上,可以有種不同的關系,有種不同的函數,有n!種不同的雙射;

3.若|X|=m,|Y|=n,且m<=n,則從X到Y有種不同的單射;

4.單射:f:X-Y,對任意,屬於X,且≠,若f()≠f();

  滿射:f:X-Y,對值域中任意一個元素y在前域中都有一個或多個元素對應;

  雙射:f:X-Y,若f既是單射又是滿射,則f是雙射;

5.復合函數:fºg=g(f(x));

6.設函數f:A-B,g:B-C,那么

  ①如果f,g都是單射,則fºg也是單射;

  ②如果f,g都是滿射,則fºg也是滿射;

  ③如果f,g都是雙射,則fºg也是雙射;

  ④如果fºg是雙射,則f是單射,g是滿射;

 

 

 

第七章   代數系統

1.二元運算:集合A上的二元運算就是到A的映射;

2. 集合A上可定義的二元運算個數就是從A×A到A上的映射的個數,即從從A×A到A上函數的個數,若|A|=2,則集合A上的二元運算的個數為==16種;

3. 判斷二元運算的性質方法:

①封閉性:運算表內只有所給元素;

②交換律:主對角線兩邊元素對稱相等;

③冪等律:主對角線上每個元素與所在行列表頭元素相同;

④有幺元:元素所對應的行和列的元素依次與運算表的行和列相同;

⑤有零元:元素所對應的行和列的元素都與該元素相同;

4.同態映射:<A,*>,<B,^>,滿足f(a*b)=f(a)^f(b),則f為由<A,*>到<B,^>的同態映射;若f是雙射,則稱為同構;

 

 

第八章   群

1.廣群的性質:封閉性;

  半群的性質:封閉性,結合律;

  含幺半群(獨異點):封閉性,結合律,有幺元;

  群的性質:封閉性,結合律,有幺元,有逆元;

2.群沒有零元;

3.阿貝爾群(交換群):封閉性,結合律,有幺元,有逆元,交換律;

4.循環群中幺元不能是生成元;

5.任何一個循環群必定是阿貝爾群;

 

 

第十章    格與布爾代數

1.格:偏序集合A中任意兩個元素都有上、下確界;

2.格的基本性質:

 1)  自反性

        a≤a   對偶: a≥a

 2)  反對稱性

        a≤b ^ b≥a  => a=b

        對偶:a≥b ^ b≤a  => a=b

 3)  傳遞性

        a≤b ^ b≤c  =>  a≤c

        對偶:a≥b ^ b≥c  =>  a≥c 

 4) 最大下界描述之一
        a^b≤a   對偶 avb≥a

        A^b≤b   對偶 avb≥b

 5)最大下界描述之二

        c≤a,c≤b  =>  c≤a^b

        對偶c≥a,c≥b  =>Þc≥avb   

 6)  結合律

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

 7)   等冪律

      a^a=a   對偶  ava=a

  8)  吸收律

      a^(avb)=a  對偶  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)
  對偶  a^(bvc)≥(a^b)v(a^c)

 13)模不等式

       a≤c  <=>Û  av(b^c)≤(avb)^c

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

4.分配格的充要條件:該格沒有任何子格與鑽石格或五環格同構;
5.鏈格一定是分配格,分配格必定是模格;

6.全上界:集合A中的某個元素a大於等於該集合中的任何元素,則稱a為格<A,<=>的全上界,記為1;(若存在則唯一)

  全下界:集合A中的某個元素b小於等於該集合中的任何元素,則稱b為格<A,<=>的全下界,記為0;(若存在則唯一)

7.有界格:有全上界和全下界的格稱為有界格,即有0和1的格;

8.補元:在有界格內,如果a^b=0,avb=1,則a和b互為補元;

9.有補格:在有界格內,每個元素都至少有一個補元;

10.有補分配格(布爾格):既是有補格,又是分配格;

11.布爾代數:一個有補分配格稱為布爾代數;

 

 

 

第十一章    圖論

1.鄰接:兩點之間有邊連接,則點與點鄰接;

2.關聯:兩點之間有邊連接,則這兩點與邊關聯;

3.平凡圖:只有一個孤立點構成的圖;

4.簡單圖:不含平行邊和環的圖;

5.無向完全圖:n個節點任意兩個節點之間都有邊相連的簡單無向圖;

  有向完全圖:n個節點任意兩個節點之間都有邊相連的簡單有向圖;

6.無向完全圖有n(n-1)/2條邊,有向完全圖有n(n-1)條邊;

7.r-正則圖:每個節點度數均為r的圖;

8.握手定理:節點度數的總和等於邊的兩倍;

9.任何圖中,度數為奇數的節點個數必定是偶數個;

10.任何有向圖中,所有節點入度之和等於所有節點的出度之和;

11.每個節點的度數至少為2的圖必定包含一條回路;

12.可達:對於圖中的兩個節點,,若存在連接到的路,則稱與相互可達,也稱與是連通的;在有向圖中,若存在到的路,則稱到可達;

13.強連通:有向圖章任意兩節點相互可達;

   單向連通:圖中兩節點至少有一個方向可達;

  弱連通:無向圖的連通;(弱連通必定是單向連通)

14.點割集:刪去圖中的某些點后所得的子圖不連通了,如果刪去其他幾個點后子圖之間仍是連通的,則這些點組成的集合稱為點割集;

   割點:如果一個點構成點割集,即刪去圖中的一個點后所得子圖是不連通的,則該點稱為割點;

15.關聯矩陣:M(G),是與關聯的次數,節點為行,邊為列;

   無向圖:點與邊無關系關聯數為0,有關系為1,有環為2;

   有向圖:點與邊無關系關聯數為0,有關系起點為1終點為-1,

   關聯矩陣的特點:

無向圖:

    ①行:每個節點關聯的邊,即節點的度;

    ②列:每條邊關聯的節點;

有向圖:  

③所有的入度(1)=所有的出度(0);

16.鄰接矩陣:A(G),是鄰接到的邊的數目,點為行,點為列;

17.可達矩陣:P(G),至少存在一條回路的矩陣,點為行,點為列;

    P(G)=A(G)+(G)+(G)+(G)

   可達矩陣的特點:表明圖中任意兩節點之間是否至少存在一條路,以及在任何節點上是否存在回路;

    A(G)中所有數的和:表示圖中路徑長度為1的通路條數;

   (G)中所有數的和:表示圖中路徑長度為2的通路條數;

   (G)中所有數的和:表示圖中路徑長度為3的通路條數;
   (G)中所有數的和:表示圖中路徑長度為4的通路條數;

P(G)中主對角線所有數的和:表示圖中的回路條數;

18.布爾矩陣:B(G),到有路為1,無路則為0,點為行,點為列;

19.代價矩陣:鄰接矩陣元素為1的用權值表示,為0的用無窮大表示,節點自身到自身的權值為0;

20.生成樹:只訪問每個節點一次,經過的節點和邊構成的子圖;

21.構造生成樹的兩種方法:深度優先;廣度優先;

   深度優先:

             ①選定起始點;

             ②選擇一個與鄰接且未被訪問過的節點;

             ③從出發按鄰接方向繼續訪問,當遇到一個節點所有鄰接點均已被訪問時,回到該節點的前一個點,再尋求未被訪問過的鄰接點,直到所有節點都被訪問過一次;

廣度優先:

          ①選定起始點;

          ②訪問與鄰接的所有節點,,……,,這些作為第一層節點;

          ③在第一層節點中選定一個節點為起點;

              ④重復②③,直到所有節點都被訪問過一次;

22.最小生成樹:具有最小權值(T)的生成樹;

23.構造最小生成樹的三種方法:

      克魯斯卡爾方法;管梅谷算法;普利姆算法;

   (1)克魯斯卡爾方法

     ①將所有權值按從小到大排列;

     ②先畫權值最小的邊,然后去掉其邊值;重新按小到大排序;

     ③再畫權值最小的邊,若最小的邊有幾條相同的,選擇時要滿足不能出現回路,然后去掉其邊值;重新按小到大排序;

     ④重復③,直到所有節點都被訪問過一次;

   (2)管梅谷算法(破圈法)

     ①在圖中取一回路,去掉回路中最大權值的邊得一子圖;

     ②在子圖中再取一回路,去掉回路中最大權值的邊再得一子圖;

     ③重復②,直到所有節點都被訪問過一次;

   (3)普利姆算法

 ①在圖中任取一點為起點,連接邊值最小的鄰接點;

 ②以鄰接點為起點,找到鄰接的最小邊值,如果最小邊值比鄰接的所有邊值都小(除已連接的邊值),直接連接,否則退回,連接現在的最小邊值(除已連接的邊值);

 ③重復操作,直到所有節點都被訪問過一次;

24.關鍵路徑

例2 求PERT圖中各頂點的最早完成時間, 最晚完成時間, 緩沖時間及關鍵路徑.

解:最早完成時間

     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

最晚完成時間

   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

緩沖時間

   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

關鍵路徑:  v1-v3-v7-v8

 

25.歐拉路:經過圖中每條邊一次且僅一次的通路;

   歐拉回路:經過圖中每條邊一次且僅一次的回路;

   歐拉圖:具有歐拉回路的圖;

   單向歐拉路:經過有向圖中每條邊一次且僅一次的單向路;

   歐拉單向回路:經過有向圖中每條邊一次且僅一次的單向回路;

26.(1)無向圖中存在歐拉路的充要條件:

    ①連通圖;②有0個或2個奇數度節點;

   (2)無向圖中存在歐拉回路的充要條件:

    ①連通圖;②所有節點度數均為偶數;

   (3)連通有向圖含有單向歐拉路的充要條件:

①除兩個節點外,每個節點入度=出度;

②這兩個節點中,一個節點的入度比出度多1,另一個節點的入;度比出度少1;

(4)連通有向圖含有單向歐拉回路的充要條件:

         圖中每個節點的出度=入度;

27.哈密頓路:經過圖中每個節點一次且僅一次的通路;

   哈密頓回路:經過圖中每個節點一次且僅一次的回路;

   哈密頓圖:具有哈密頓回路的圖;

28.判定哈密頓圖(沒有充要條件)

  必要條件:

  任意去掉圖中n個節點及關聯的邊后,得到的分圖數目小於等於n;

  充分條件:

  圖中每一對節點的度數之和都大於等於圖中的總節點數;

29.哈密頓圖的應用:安排圓桌會議;

   方法:將每一個人看做一個節點,將每個人與和他能交流的人連接,找到一條經過每個節點一次且僅一次的回路(哈密頓圖),即可;

30.平面圖:將圖形的交叉邊進行改造后,不會出現邊的交叉,則是平面圖;

31.面次:面的邊界回路長度稱為該面的次;

32.一個有限平面圖,面的次數之和等於其邊數的兩倍;

33.歐拉定理:假設一個連通平面圖有v個節點,e條邊,r個面,則

   v-e+r=2;

34.判斷是平面圖的必要條件:(若不滿足,就一定不是平面圖)

  設圖G是v個節點,e條邊的簡單連通平面圖,若v>=3,則e<=3v-6;

35.同胚:對於兩個圖G1,G2,如果它們是同構的,或者通過反復插入和除去2度節點可以變成同構的圖,則稱G1,G2是同胚的;

36.判斷G是平面圖的充要條件:

        圖G不含同胚於K3.3或K5的子圖;

37.二部圖:①無向圖的節點集合可以划分為兩個子集V1,V2;

           ②圖中每條邊的一個端點在V1,另一個則在V2中;

   完全二部圖:二部圖中V1的每個節點都與V2的每個節點鄰接;

   判定無向圖G為二部圖的充要條件:

          圖中每條回路經過邊的條數均為偶數;

38.樹:具有n個頂點n-1條邊的無回路連通無向圖;

39.節點的層數:從樹根到該節點經過的邊的條數;

40.樹高:層數最大的頂點的層數;

41.二叉樹:

    ①二叉樹額基本結構狀態有5種;

    ②二叉樹內節點的度數只考慮出度,不考慮入度;

    ③二叉樹內樹葉的節點度數為0,而樹內樹葉節點度數為1;

    ④二叉樹內節點的度數=邊的總數(只算出度);握手定理“節點數=邊的兩倍”是在同時計算入度和出度的時成立;

    ⑤二叉樹內節點的總數=邊的總數+1;

    ⑥位於二叉樹第k層上的節點,最多有個(k>=1);

    ⑦深度為k的二叉樹的節點總數最多為-1個,最少k個(k>=1);

    ⑧如果有個葉子,個2度節點,則=+1;

 42.二叉樹的節點遍歷方法: 

         先根順序(DLR);

         中根順序(LDR);

         后根順序(LRD); 

43.哈夫曼樹:用哈夫曼算法構造的最優二叉樹;

44.最優二叉樹的構造方法: 

       ①將給定的權值按從小到大排序;

       ②取兩個最小值分支點的左右子樹(左小右大),去掉已選的這兩個權值,並將這兩個最小值加起來作為下一輪排序的權值;

       ③重復②,直達所有權值構造完畢;

45.哈夫曼編碼:在最優二叉樹上,按照左0右1的規則,用0和1代替所有邊的權值;

  每個節點的編碼:從根到該節點經過的0和1組成的一排編碼;


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