离散数学是数学的几个分支的总称,以研究离散量的结构和相互间的关系为主要目标,其研究对象一般地是有限个或可数无穷个元素;因此它充分描述了计算机科学离散性的特点。
内容包含:数理逻辑、集合论、代数结构、图论、组合学、数论等。 《离散数学》课程简介离散数学是计算机专业的一门重要基础课。
它所研究的对象是离散数量关系和离散结构数学结构模型。由于数字电子计算机是一个离散结构,它只能处理离散的或离散化了的数量关系,因此,无论计算机科学本身,还是与计算机科学及其应用密切相关的现代科学研究领域,都面临着如何对离散结构建立相应的数学模型;又如何将已用连续数量关系建立起来的数学模型离散化,从而可由计算机加以处理。
离散数学课程主要介绍离散数学的各个分支的基本概念、基本理论和基本方法。这些概念、理论以及方法大量地应用在数字电路、编译原理、数据结构、操作系统、数据库系统、算法的分析与设计、人工智能、计算机网络等专业课程中;同时,该课程所提供的训练十分有益于学生概括抽象能力、逻辑思维能力、归纳构造能力的提高,十分有益于学生严谨、完整、规范的科学态度的培养。
离散数学简介 离散数学是现代数学的一个重要分支,也是计算机科学与技术的理论基础。
离散数学是计算机专业课程的基础,是数据结构、编译原理、程序设计语言、数据库原理、操作系统、人工智能、算法分析与设计等课程必不可少的前行课程。通过对离散数学的学习,不仅使学生掌握进一步学习其他课程所必需的离散量的结构及其相互关系的数学知识,同时还培养了学生的抽象思维能力和严密的逻辑推理能力,另外还增强了学生使用学过的离散数学知识进行分析和解决问题的能力。
离散数学包括数理逻辑、集合论、代数结构、图论、形式语言、自动机和计算几何等。本课程主要介绍其中的数理逻辑和集合论部分。
数理逻辑是研究推理逻辑规则的一个数学分支,它采用数学符号化的方法,给出推理规则来建立推理体系。进而讨论推理体系的一致性、可靠性和完备(全)性等。
数理逻辑的研究内容是两个演算加四论,具体为命题演算、谓词演算、集合论、模型论、递归论和证明论。数理逻辑是形式逻辑与数学相结合的产物。
但数理逻辑研究的是各学科(包括数学)共同遵从的一般性的逻辑规律,而各门学科只研究自身的具体规律。 集合论可看作数理逻辑的一个分支,也是现代数学的一个独立分支,它是各个数学分支的共同语言和基础。
集合论是关于无穷集和超穷集的数学理论。古代数学家就已接触到无穷概念,但对无穷的本质缺乏认识。
为微积分寻求严密的基础促使实数集结构的研究,早期的工作都与数集或函数集相关联。集合论已在计算机科学、人工智能学科、逻辑学、经济学、语言学和心理学等方面起着重要的应用。
离散数学(Discrete mathematics)是研究离散量的结构及其相互关系的数学学科,是现代数学的一个重要分支。它在各学科领域,特别在计算机科学与技术领域有着广泛的应用,同时离散数学也是计算机专业的许多专业课程,如程序设计语言、数据结构、操作系统、编译技术、人工智能、数据库、算法设计与分析、理论计算机科学基础等必不可少的先行课程。通过离散数学的学习,不但可以掌握处理离散结构的描述工具和方法,为后续课程的学习创造条件,而且可以提高抽象思维和严格的逻辑推理能力,为将来参与创新性的研究和开发工作打下坚实的基础。
随着信息时代的到来,工业革命时代以微积分为代表的连续数学占主流的地位已经发生了变化,离散数学的重要性逐渐被人们认识。离散数学课程所传授的思想和方法,广泛地体现在计算机科学技术及相关专业的诸领域,从科学计算到信息处理,从理论计算机科学到计算机应用技术,从计算机软件到计算机硬件,从人工智能到认知系统,无不与离散数学密切相关。
由于数字电子计算机是一个离散结构,它只能处理离散的或离散化了的数量关系, 因此,无论计算机科学本身,还是与计算机科学及其应用密切相关的现代科学研究领域,都面临着如何对离散结构建立相应的数学模型;又如何将已用连续数量关系建立起来的数学模型离散化,从而可由计算机加以处理。
离散数学是传统的逻辑学,集合论(包括函数),数论基础,算法设计,组合分析,离散概率,关系理论,图论与树,抽象代数(包括代数系统,群、环、域等),布尔代数,计算模型(语言与自动机)等汇集起来的一门综合学科。离散数学的应用遍及现代科学技术的诸多领域。离散数学
离散数学课程主要介绍离散数学的各个分支的基本概念、基本理论和基本方法。这些概念、理论以及方法大量地应用在数字电路、编译原理、数据结构、操作系统、数据库系统、算法的分析与设计、人工智能、计算机网络等专业课程中;同时,该课程所提供的训练十分有益于学生概括抽象能力、逻辑思维能力、归纳构造能力的提高,十分有益于学生严谨、完整、规范的科学态度的培养。
离散数学课程的教学目的,不但作为计算机科学与技术及相关专业的理论基础及核心主干课,对后续课程提供必需的理论支持。更重要的是旨在“通过加强数学推理,组合分析,离散结构,算法构思与设计,构建模型等方面专门与反复的研究、训练及应用,培养提高学生的数学思维能力和对实际问题的求解能力。”
离散数学通常研究的领域包括:数理逻辑、集合论、代数结构、关系论、函数论、图论、组合学、数论等。它是高校计算机及相关专业的重要基础课程之一。
原发布者:hoyist
离散数学笔记第一章命题逻辑合取析取定义1.1.3否定:当某个命题为真时,其否定为假,当某个命题为假时,其否定为真定义1.1.4条件联结词,表示“如果……那么……”形式的语句定义1.1.5双条件联结词,表示“当且仅当”形式的语句定义1.2.1合式公式(1)单个命题变元、命题常元为合式公式,称为原子公式。(2)若某个字符串A是合式公式,则A、(A)也是合式公式。(3)若A、B是合式公式,则AB、AB、AB、AB是合式公式。(4)有限次使用(2)~(3)形成的字符串均为合式公式。1.3等值式1.4析取范式与合取范式将一个普通公式转换为范式的基本步骤1.6推理定义1.6.1设A与C是两个命题公式,若A→C为永真式、重言式,则称C是A的有效结论,或称A可以逻辑推出C,记为A=>C。(用等值演算或真值表)第二章谓词逻辑2.1、基本概念∀:全称量词∃:存在量词一般情况下,如果个体变元的取值范围不做任何限制即为全总个体域时,带“全称量词”的谓词公式形如"∀x(H(x)→B(x)),即量词的后面为条件式,带“存在量词”的谓词公式形如∃x(H(x)∨WL(x)),即量词的后面为合取式例题R(x)表示对象x是兔子,T(x)表示对象x是乌龟,H(x,y)表示x比y跑得快,L(x,y)表示x与y一样快,则兔子比乌龟跑得快表示为:∀x∀y(R(x)∧T(y)→H(x,y))有的兔子比所有的乌龟跑得快表示为:∃x∀y(R(x)∧T(y)→H(x,y))2.2、谓词公式及其解释定义2.2.1、非逻辑符号:个体常元(如a
连续(Continuity)的概念最早出现于数学分析,后被推广到点集拓扑中。
假设f:X->Y是一个拓扑空间之间的映射,如果f满足下面条件,就称f是连续的:对任何Y上的开集U, U在f下的原像f^(-1)(U)必是X上的开集。
若只考虑实变函数,那么要是对于一定区间上的任意一点,函数本身有定义,且其左极限与右极限均存在且相等,则称函数在这一区间上是连续的。
分为左连续和右连续。在区间每一点都连续的函数,叫做函数在该区间的连续函数。
离散数学(Discrete mathematics)是研究离散量的结构及其相互关系的数学学科,是现代数学的一个重要分支。离散的含义是指不同的连接在一起的元素,主要是研究基于离散量的结构和相互间的关系,其对象一般是有限个或可数个元素。离散数学在各学科领域,特别在计算机科学与技术领域有着广泛的应用,同时离散数学也是计算机专业的许多专业课程,如程序设计语言、数据结构、操作系统、编译技术、人工智能、数据库、算法设计与分析、理论计算机科学基础等必不可少的先行课程。通过离散数学的学习,不但可以掌握处理离散结构的描述工具和方法,为后续课程的学习创造条件,而且可以提高抽象思维和严格的逻辑推理能力,为将来参与创新性的研究和开发工作打下坚实的基础。
二者的区别:
离散数学是相对连续数学而言的,主要以研究对象是否具有连续性为区分点。从这个角度来说,通常的微积分就算是连续数学。但离散数学这个词和高等数学一样,现在更多的是用来指代大学非数学专业的一门数学课程名称,它的内容主要涉及数论、图论、最优化、群论等问题,通常是计算机类专业的必修课程。
连续数学是相对非随机数学而言的,主要以研究对象是否具有随机性为区分点。随机性是不确定性的一种,所以还有个更广的分类叫确定性数学与不确定性数学,后者还包括一种称为模糊性的不确定性。涉及随机性的都可以归到随机数学一类,比如概率论、随机过程、随机微分方程等,其它如微积分、线性代数之类就都算是非随机数学了。
离散数学是现代数学的一个重要分支,是计算机科学中基础理论的核心课程。
离散数学以研究离散量的结构和相互间的关系为主要目标,其研究对象一般地是有限个或可数个元素,因此他充分描述了计算机科学离散性的特点。由于离散数学在计算机科学中的重要性,因此,许多大学都把它作为研究生入学考试的专业课程中的一门,或者是一门中的一部分。
作为计算机系的一门课程,离散数学有与其它课程相通相似的部分,当然也有它自身的特点,现在我们就它作为考试内容时具有的特点作一个简要的分析。1、定义和定理多。
离散数学是建立在大量定义上面的逻辑推理学科。因而对概念的理解是我们学习这门学科的核心。
在这些概念的基础上,特别要注意概念之间的联系,而描述这些联系的实体则是大量的定理和性质。在考试中的一部分内容就是考察大家对定义和定理的识记、理解和运用。
如2002年上海交通大学的试题,问什么是相容关系。如果知道的话,很容易得分;如果不清楚,那么无论如何也得不到分数的。
这类型题目往往因其难度低而在复习中被忽视。实际上这是一种相当错误的认识,在研究生入学考试的专业课试题中,经常出现直接考查对某知识点的识记的题目。
对于这种题目,考生应该能够准确、全面、完整地再现此知识点。任何的模糊和遗漏,都会造成极为可惜的失分。
我们建议读者,在复习的时候,对重要知识的记忆,务必以上面提到的“准确、全面、完整”为标准来要求自己,不能达到,就说明还不过关,还要下工夫。关于这一点,在后续章节中我们仍然会强调,使之贯穿于整个离散数学的复习过程中。
离散数学的定义主要分布在集合论的关系和函数部分,还有代数系统的群、环、域、格和布尔代数中。一定要很好地识记和理解。
2、方法性强。离散数学的证明题中,方法性是非常强的,如果知道一道题用怎样的方法证明,很轻易就可以证出来,反之则事倍功半。
所以在平常复习中,要善于总结,那么遇到比较陌生的题也可以游刃有余了。在本书中,我们为读者总结了不少解题方法。
读者首先应该熟悉并且会用这些方法。同时我们还鼓励读者勤于思考,对于一道题,尽可能地多探讨几种解法。
3、有穷性。由于离散数学较为“呆板”,出新题比较困难,不管什么考试,许多题目是陈题,或者稍作变化的来的。
“熟读唐诗三百首,不会做诗也会吟。”如果拿到一本习题集,从头到尾做过,甚至背会的话。
那么,在考场上就会发现绝大多数题见过或似曾相识。这时,要取得较好的成绩也就不是太难的事情了。
本书是专门针对研究生入学考试而编写的,适合于读者对研究生入学考试的复习。如果还有时间的话,我们可以推荐两本习题集。
一本是左孝凌老师等编写的《离散数学理论、分析、题解》,另一套有三本,是耿素云老师等编写的《离散数学习题集》。这两套书大多数题都是相同的,只是由于某些符号和定义的不同,使得题目的设定和解法有些不同而已。
现在我们就分析一下研究生入学考试有哪些题型,以及我们应如何应付。1、基础题 基础题就是考察对定义的识记,以及简单的证明和推理。
题目主要集中在数理逻辑部分和集合论部分。这些题目不需要思考,很容易上手。
这一部分的题目主要问题是要防止粗心大意和对定义记忆似是而非而丢的分数。不重视这一点的人将会在考试中吃大亏。
如在主合取范式中,极大项编码对应的指派与真值表对应的指派相反,这一点在许多的参考书里也会犯错误;还有是要防止没有按照一定的方法而引起的错误,如我们在数理逻辑或者集合论里作等价推演,可以省略若干不重要的步骤,只要老师和考生都清楚就可以了,而在推理理论里则不能省略任何步骤,否则被认为是逻辑错误。我们在学习中,还要注意融会贯通,例如,数理逻辑和集合论是相通的,因此记忆或者总结方法的时候可以综合起来,这样便于比较和理解。
2、定理应用题 本部分是最“死”的一部分,它主要体现了离散数学的方法性强的特点。并且这一部分占了考试内容的大部分,我们必须在这一部分下功夫,记住了各种方法,也就拿到了离散数学的大部分分数。
下面我们就列出常用的几种应用:●证明等价关系:即要证明关系有自反、对称、传递的性质。●证明偏序关系:即要证明关系有自反、反对称、传递的性质。
(特殊关系的证明就列出来两种,要证明剩下的几种只需要结合定义来进行)。●证明满射:函数f:X?Y,即要证明对于任意的y?Y,都有x?X,使得f(x)=y。
●证明入射:函数f:X?Y,即要证明对于任意的x1、x2?X,且x1≠x2,则f(x1) ≠f(x2);或者对于任意的f(x1)=f(x2),则有x1=x2。●证明集合等势:即证明两个集合中存在双射。
有三种情况:第一、证明两个具体的集合等势,用构造法,或者直接构造一个双射,或者构造两个集合相互间的入射;第二、已知某个集合的基数,如果为?,就设它和R之间存在双射f,然后通过f的性质推出另外的双射,因此等势;如果为?0,则设和N之间存在双射;第三、已知两个集合等势,然后再证明另外的两个集合等势,这时,先设已知的两个集合存在双射,然后根据剩下题设条件证明要证的两个集合存。
课程简介:
离散数学是现代数学的一个重要分支,课程充分描述了计算机科学离散性的特点,是计算机科学的数学基础,是计算机专业的专业基础课程。本课程的目的是使学生掌握计算机科学技术所必需的数学知识,结合离散数学在计算机科学中的应用,掌握处理离散量的基本数学方法,培养和提高学生的抽象思维能力和逻辑推理能力,为学习专业课奠定良好的数学基础。本课程主要讲授以下四方面内容:(1)数理逻辑:命题与命题公式、范式、命题推理理论、命题公理系统,个体谓词与量词、谓词公式、谓词推理理论、谓词公理系统;(2)集合论:集合、集合的运算性质,关系、关系性质、关系的运算、等价关系、序关系,映射(函数)及性质与运算;(3)代数结构:代数结构,同态、同构、同余,半群、独异点与群、子群及其性质,环、域与格及其性质,布尔代数;(4)图论:图的基本概念、Euler图、Hamilton图、有向图,树、有向树,平面图与着色 ,连通度网络。此外,可将组合数学、形式语言与自动机等部分知识作为补充。
授课对象:软件工程专业、地理信息系统专业本科生
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