• 离散数学重点概念与公式总结


    命题:称能判断真假的陈述句为命题。

    命题公式:若在复合命题中,p、q、r等不仅可以代表命题常项,还可以代表命题变项,这样的复合命题形式称为命题公式。

    命题的赋值:设A为一命题公式,p ,p ,…,p 为出现在A中的所有命题变项。给p ,p ,…,p 指定一组真值,称为对A的一个赋值或解释。若指定的一组值使A的值为真,则称成真赋值。

    真值表:含n(n≥1)个命题变项的命题公式,共有2^n组赋值。将命题公式A在所有赋值下的取值情况列成表,称为A的真值表。

    命题公式的类型:(1)若A在它的各种赋值下均取值为真,则称A为重言式或永真式。

    (2)若A在它的赋值下取值均为假,则称A为矛盾式或永假式。

    (3)若A至少存在一组赋值是成真赋值,则A是可满足式。

    主析取范式:设命题公式A中含n个命题变项,如果A得析取范式中的简单合取式全是极小项,则称该析取范式为A的主析取范式。

    主合取范式:设命题公式A中含n个命题变项,如果A得析取范式中的简单合析式全是极大项,则称该析取范式为A的主析取范式。

    命题的等值式:设A、B为两命题公式,若等价式A↔B是重言式,则称A与B是等值的,记作A<=>B。

    约束变元和自由变元:在合式公式"A和 $A中,称x为指导变项,称A为相应量词的辖域,x称为约束变元,x的出现称为约束出现,A中其他出现称为自由出现(自由变元)。

    一阶逻辑等值式:设A,B是一阶逻辑中任意的两公式,若A↔B为逻辑有效式,则称A与B是等值的,记作A<=>B,称A<=>B为等值式。

    前束范式:设A为一谓词公式,若A具有如下形式Q1x1Q2x2Qk…xkB,称A为前束范式。

    集合的基本运算:并、 交、差、相对补和对称差运算。

    笛卡尔积:设A和B为集合,用A中元素为第一元素,用B中元素为第二元素构成有序对组成的集合称为A和B的笛卡尔积,记为A×B。

    二元关系:如果一个集合R为空集或者它的元素都是有序对,则称集合R是一个二元关系。

    特殊关系:(1)、空关系:Φ (2)全域关系:EA={<x, y> | x∈A ∧ y∈A }= A×A

    (3)恒等关系:IA={<x, x> | x∈A}

    (4)小于等于关系:LA={<x, y>| x, y∈A∧x≤y∈A },A Í R

    (5)整除关系: RÍ ={<x, y>| x,y∈ψ ∧ x Í y} ,ψ是集合族

    二元关系的运算:设R是二元关系,

    (1)R中所有有序对的第一元素构成的集合称为R的定义域dom= { x |$y(<x , y>R)}

    (2)R中所有有序对的第二元素构成的集合称为R的值域ranR = {|$x(<y>R)}

    (3)R的定义域和值域的并集称为R的域fldR= domR ∪ranR

    二元关系的性质:自反性,反自反性,对称性,反对称性,传递性。

    等价关系:如果集合A上的二元关系R是自反的,对称的和传递的,那么称R是等价关系。设RA上的等价关系,x , yA的任意元素,记作xy

    等价类:设RA上的等价关系,对任意的"xA,令[x]R={ y | yA ∧ x R y },称[x]R为x关于R的等价类。

    偏序关系:设R是集合A上的二元关系,如果R是自反的,反对称的和传递的,那么称RA上的偏序,记作≤;称序偶< A ,R >为偏序集合。

    函数的性质:设fA®B

    (1)若ran= B,则称是满射(到上)的。

    (2)若 "yÎ ran都存在唯一的x Î使得f(x)=y,则称是单射(— —)的。

    (3)若f 既是满射又是单射的,则称f 是双射(— —到上)的。

    无向图:是一个有序的二元组<VE>,记作G,其中:

    (1) V¹Ф称为顶点集,其元素称为顶点或结点。

    (2) E为边集,它是无序积V&V的多重子集,其元素称为无向边,简称边。

    有向图:是一个有序的二元组<V,E>,记作D,其中

    (1) V同无向图。 (2) E为边集,它是笛卡尔积V´V的多重子集,其元素称为有向边。

    设G=<V,E>是一个无向图或有向图。

    有限图:若VE是有限集,则称G为有限图。

    n阶图:若| V |=n,称G为n阶图。

    零图:若| E |=0,称G为零图,当| V |=1时,称G为平凡图。

    基图:将有向图变为无向图得到的新图,称为有向图的基图。

    图的同构:在用图形表示图时,由于顶点的位置不同,边的形状不同,同一个事物之间的关系可以用不同的图表示,这样的图称为图同构。

    带权图:在处理有关图的实际问题时,往往有值的存在,一般这个值成为权值,带权值的图称为带权图或赋权图。

    连通图:若无向图是平凡图,或图中任意两个顶点都是连通的,则称G是连通图。否则称为非连通图。设D是一个有向图,如果D的基图是连通图,则称D是弱连通图,若D中任意两个顶点至少一个可达另一个,则称D是单向连通图。若D中任意两个顶点是相互可达的,则称D是强连通图。

    欧拉图:通过图中所有边一次且仅一次并且通过所有定点的通路(回路),称为欧拉通路(回路)。存在欧拉回路的图称为欧拉图。

    哈密顿图:经过图中每个顶点一次且仅一次的通路(回路),称为哈密顿通路(回路),存在哈密顿回路的图称为哈密顿图。

    平面图:一个图G如果能以这样的方式画在平面上:出定点处外没有变交叉出现,则称G为平面图。画出的没有边交叉出现的图称为G的一个平面嵌入。

    二部图:若无向图G=〈VE〉的顶点集合V可以划分成两个子集V1和2(V1∩V2 =),使G中的任何一条边的两个端点分别属于V1和V2,则称G为二部图(偶图)。二部图可记为= < V1, V 2 , >, V1和2称为互补顶点子集。

    树的定义:连通无回路的无向图称为无向树,简称树,常用T表示树。平凡图称为平凡树。若无向图G至少有两个连通分支,每个连通都是树,则称G为森林。在无向图中,悬挂顶点称为树叶,度数大于或等于2的顶点称为分支点。

    树的性质:性质1、设G=<V,E>是n阶m条边的无向图,则下面各命题是等价的:

    (1)G是树 (2)G中任意两个顶点之间存在唯一的路径 (3)G中无回路且m=n-1.

    (4)G是连通的且m=n-1. (5)G是连通的且G中任何边均为桥。 (6)G中没有回路,但在任何两个不同的顶点之间加一条新边,在所得图中得到唯一的一个含新边的圈。

    性质2、设T是n阶非平凡的无向树,则T中至少有两片树叶。

    证:设T有x片树叶,由握手定理及性质1可知,2(n-1)=∑d(vi)≥x+2(n-x)由上式解出x≥2.

    最小生成树:设T是无向图G的子图并且为树,则称TG的树。若TG的树且为生成子图,则称T是G的生成树。设TG的生成树。e∈E(G),若e∈E(T),则称e为T的树枝,否则称e为T的弦。并称导出子图G[E(G)-E(T)]为T的余树,记作T

    最优二元树:设2叉树T有t片树叶v1,v2,…,vt,权分别为w1,w2,…,wt,称W(t)=wil(vi)为T的权,其中l(vi)是vi的层数。在所有有t片树叶,带权w1,w2,…,wt的2叉树中,权最小的2叉树称为最优2叉树。

    最佳前缀码:利用Huffman算法求最优2叉树,由最优2叉树产生的前缀码称为最佳前缀码,用最佳前缀码传输对应的各符号能使传输的二进制数位最省。

    蕴含式推理

    E1

    ┐┐p<=>P

    E12

    R∨(P∧┐P)<=>R

    E2

    P∧Q<=>Q∧P

    E13

    R ∧(P∨┐P)<=>R

    E3

    P∨Q<=>Q∨P

    E14

    R∨(P∨┐P)<=>T

    E4

    (P∧Q)∧R<=>P∧(Q∧R)

    E15

    R∧(P∧┐P)<=>F

    E5

    (P∨Q)∨R<=>P∨(Q∨R)

    E16

    P→Q<=>┐P∨Q

    E6

    P∧(Q∨R)<=>(P∧Q)∨(P∧R)

    E17

    ┐(P→Q)<=> P∧┐Q

    E7

    P∨(Q∧R)<=>(P∨Q)∧(P∨R)

    E18

    P→Q<=>┐Q→┐P

    E8

    ┐(P∧Q)<=> ┐P∨┐Q

    E19

    P→(Q→R)<=>(P∧Q)→R

    E9

    ┐(P∨Q)<=> ┐P∧┐Q

    E20

    PDQ<=>(P→Q)∧(Q→P)

    E10

    P∨P<=>P

    E21

    PDQ<=>(P∧Q)∨(┐P∧┐Q)

    E11

    P∧P<=>P

    E22

    ┐(PDQ) <=> PD┐Q

    等值公式表

    P∧Q=>P

    化简式

    P∧Q=>Q

    化简式

    P=>P∨Q

    附加式

    ┐P=>P→Q

    变形附加式

    Q=>P→Q

    变形附加式

    ┐(P→Q)=>P

    变形简化式

    ┐(P→Q)=>┐Q

    变形简化式

    p∧(P→Q)=>Q

    假言推论

    ┐Q∧(P→Q)=>┐P

    拒取式

    ┐p∧(P∨Q)=>Q

    析取三段式

    (P→Q) ∧(Q→R)=>P→R

    条件三段式

    (PDQ) ∧(QDR)=>PDR

    双条件三段式

    (P→Q)∧(R→S)∧(P∧R)=>Q→S

    合取构造二难

    (P→Q)∧(R→S)∧(P∨R)=>Q∨S

    析取构造二难

    P→Q=>(P∨R) →(Q∨R)

    前后附加式

    P→Q=>(P∧R) →(Q∧R)

    前后附加式

    E23

    ( x)((Ax)∨(Bx))<=>( x)(Ax)∨( x)(Bx)

    E30

    ( x)(Ax) →B<=>( x) ((Ax)→B)

    E24

    ( x)((Ax)∧(Bx))<=>( x)(Ax)∧( x)(Bx)

    E31

    ( x)(Ax) →B<=>( x) ((Ax)→B)

    E25

    ┐( x)(Ax)<=>( x)┐(Ax)

    E32

    A→( x)(Bx) <=>( x) (A→(Bx))

    E26

    ┐( x)(Ax)<=>( x)┐(Ax)

    E33

    A→( x)(Bx) <=>( x) (A→(Bx))

    E27

    ( x)(A∨(Bx))<=>A∨( x)(Bx)

    I17

    ( x)(Ax)∨( x)(Bx) =>( x)((Ax)∨(Bx))

    E28

    ( x)(A∧(Bx))<=>A∧( x)(Bx)

    I18

    ( x)((Ax)∧(Bx)) =>( x)(Ax)∧( x)(Bx)

    E29

    ( x)((Ax)→(Bx))<=>( x)(Ax)→( x)(Bx)

    I19

    ( x)(Ax)→( x)(Bx) =>( x)((Ax)→(Bx))

     

    集合恒等式:

    幂等律:A∪A=A ;A∩A=A

    结合律:(A∪B)∪C=A∪(B∪C) ;(A∩B)∩C=A∩(B∩C)

    交换律:A∪B=B∪A ;A∩B=B∩A

    分配律:A∪(B∩C)=(A∪B)∩(A∪C) ;A∩(B∪C)=(A∩B)∪(A∩C)

    同一律:A∪f =A ;A∩E=A

    零  律:A∪E =A ;A∩f

    排中律:A∪~A=E

    矛盾律:A∩~A =f

    吸收律:A∩(A∪B)=A;A∪ (A∩B)=A

    德摩根定律:A-(B∪C)=(A-B)∩(A-C);A-(B∩C)=(A-B)∪(A-C)

                         ~(B∪C)= ~B∩~C;~(B∩C)= ~B∪~C;~f=E;~E=f

    双重否定律:~(~A)=A

    二元关系的运算

    设F,G,H是任意的关系,

    (1)(-¹) -¹= F                   (2)dom(-¹)=ran;ran (-¹)=domF

    (3)( F ◦ G ) ◦ H = F ◦(G ◦ H ) (4)( F ◦ G ) - ¹ =G -¹ ◦ F -¹

    RA上的关系(幂运算)

    (1)Rº = {<x,x>| x∈A}   (2)^n = ^(n-1) ◦ R,n≥1  (3) Rº = Rº ◦ R = R

    图的矩阵表示:

    (1)无向图的关联矩阵:设无向图G=<V,E>, V={v1,v2,…,vn}, E={e1,e2,…,em},令mij为顶点vi与边的关联次数,则称( mij )n´ m为G的关联矩阵。记为M(G)。

    (2)有向图的关联矩阵:设无向图D=<V,E>, V={v1,v2,…,vn}, E={e1,e2,…,em},

                                            1,   vi是ej的始点

                   mij =                 0,   vi与ej不关联

                                            -1,vi是ej的终点

              则称( mij )n´ m为D的关联矩阵。记为M(D) 。

    有时候觉得资料太多了,看不过来,还是踏踏实实好啊

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