• 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

     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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