全書系統(tǒng)地介紹了離散數(shù)學(xué)的四個(gè)部分共8章組成,其中第1~3章為集合論、第4~5章為數(shù)理邏輯、第6~7章為圖論、第8章為代數(shù)系統(tǒng)。各章分別介紹了離散數(shù)學(xué)的核心知識單元:集合、關(guān)系、函數(shù)、命題邏輯、謂詞邏輯、圖、特殊圖、代數(shù)系統(tǒng)中的群、環(huán)、域、格等,并且介紹了每章離散數(shù)學(xué)的知識單元在計(jì)算機(jī)與軟件系統(tǒng)中的應(yīng)用,以及給出相關(guān)歷史背景發(fā)展的介紹,在各章之后配有適當(dāng)難度的習(xí)題,便于學(xué)生在學(xué)完本章內(nèi)容之后進(jìn)行課后練習(xí)。本書可作為應(yīng)用型高等院校的計(jì)算機(jī)、軟件工程、物聯(lián)網(wǎng)、信息管理等信息類學(xué)科專業(yè)離散數(shù)學(xué)教材,供不同層次的本、?茖W(xué)生使用,也可以作為離散數(shù)學(xué)愛好者的自學(xué)參考書。
本書的特點(diǎn)突出將離散數(shù)學(xué)的基本知識與信息科學(xué)本身以及生活實(shí)際結(jié)合起來,增強(qiáng)該門課程講授內(nèi)容的應(yīng)用性和生動性。并結(jié)合信息科學(xué)專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn),積極引導(dǎo)學(xué)生通過離散數(shù)學(xué)的基本知識對現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際問題進(jìn)行建模,講解內(nèi)容深入淺出,結(jié)構(gòu)安排合理,增進(jìn)學(xué)生對離散數(shù)學(xué)知識的掌握與應(yīng)用能力。突出應(yīng)用型普通高等院校的專業(yè)教學(xué)和辦學(xué)宗旨,從而系統(tǒng)地建構(gòu)離散數(shù)學(xué)這門課程從引入到知識點(diǎn)講授再到應(yīng)用的一個(gè)完整的體系結(jié)構(gòu)。
離散數(shù)學(xué)是現(xiàn)代數(shù)學(xué)的一個(gè)重要分支,是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的理論基礎(chǔ),是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等相關(guān)專業(yè)的核心和骨干課程。它以研究離散量的結(jié)構(gòu)和相互間的關(guān)系為主要目標(biāo),充分體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)科學(xué)離散性的特點(diǎn)。
離散數(shù)學(xué)是隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展而逐步建立的,它形成于20世紀(jì)70年代初期,是一門新興的工具性學(xué)科。近年來,計(jì)算機(jī)及軟件技術(shù)正在以驚人的速度發(fā)展,對人類社會的各個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生著日益廣泛和深遠(yuǎn)的影響。計(jì)算機(jī)科學(xué)之所以能取得輝煌的成就,與其具有雄厚的理論基礎(chǔ)離散數(shù)學(xué)是分不開的。通過學(xué)習(xí)該課程,一方面能為后續(xù)課程,如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、編譯理論、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、人工智能、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等提供必要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ);另一方面,可以培養(yǎng)和提高學(xué)生的抽象思維與邏輯推理能力,對提高獨(dú)立分析和解決問題的能力、實(shí)際問題的數(shù)學(xué)建模能力非常重要。
隨著計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展,近年來各學(xué)科融合發(fā)展的趨勢不斷加強(qiáng),除了計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生,其它專業(yè)如軟件工程、物聯(lián)網(wǎng)、信息管理等專業(yè)也大量需要用到離散數(shù)學(xué)的知識解決本專業(yè)中的問題,離散數(shù)學(xué)也成為了這些專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。本教材針對離散數(shù)學(xué)在各專業(yè)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢,借鑒了國內(nèi)外眾多教材的特點(diǎn),并結(jié)合作者多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和科研成果編寫而成。本書簡明扼要、通俗易懂地講述了離散數(shù)學(xué)中集合論、數(shù)理邏輯、圖論以及代數(shù)系統(tǒng)的主要內(nèi)容,并特別強(qiáng)調(diào)了離散數(shù)學(xué)各主要部分的內(nèi)容在計(jì)算機(jī)及其它相關(guān)學(xué)科中的實(shí)際應(yīng)用。
本書的特點(diǎn)如下:
(1)結(jié)構(gòu)安排合理,知識脈絡(luò)清晰,內(nèi)容深入淺出。
(2) 理論聯(lián)系實(shí)際,有較豐富的案例和習(xí)題。
(3) 著重于概念的具體應(yīng)用,弱化定理本身的證明,并且每章給出具體應(yīng)用。
(4) 每部分內(nèi)容都介紹了相關(guān)歷史背景,使讀者了解相關(guān)知識的來龍去脈,從而提高離散數(shù)學(xué)文化素養(yǎng)與學(xué)習(xí)興趣。
全書共四大部分,分為8章。第yi部分是集合論,共三章,第1章介紹集合、第2章介紹關(guān)系、第3章介紹函數(shù);第二部分是數(shù)理邏輯,分為兩章,分別介紹命題邏輯、謂詞邏輯;第三部分是圖論,包含第6、7章,主要介紹圖論的初步知識、特殊圖;zui后第四部分是代數(shù)系統(tǒng),主要介紹代數(shù)系統(tǒng)基礎(chǔ),以及幾個(gè)典型的代數(shù)系統(tǒng)。在各章之后配有適當(dāng)難度的習(xí)題,便于學(xué)生在學(xué)完本章內(nèi)容之后進(jìn)行課后練習(xí)。
本書的第1、3章由李瓊編寫,第4、5章由吳奕編寫、第2、6章由吳奕、姚煒編寫、第7章由胡福林、孫紅編寫、第8章由胡福林編寫,全書由吳奕負(fù)責(zé)統(tǒng)稿。為了更好地為使用本教材的讀者服務(wù),我們還提供了與本教材配套的教學(xué)電子課件。在編寫本書的過程中,我們參閱了大量的離散數(shù)學(xué)書籍和資料,在此向有關(guān)作者表示衷心的感謝。同時(shí)感謝華中科技大學(xué)出版社的大力支持,使得本書得以順利出版。
本書可作為應(yīng)用型高等院校計(jì)算機(jī)、軟件工程、物聯(lián)網(wǎng)、通訊、光電、信息管理等信息類學(xué)科離散數(shù)學(xué)課程的教材和參考書,供不同層次的本、?茖W(xué)生使用。
本書主要內(nèi)容雖然在教學(xué)中多次講授,但由于水平有限,書中難免有不妥或不足之處,懇請讀者批評指正。
第1章 集 合
1.1集合的基本概念
1.1.1集合的定義
1.1.2集合與元素的關(guān)系
1.1.3集合與集合的關(guān)系
1.1.4幾種特殊集合
1.1.5集合的基數(shù)
1.2集合的運(yùn)算
1.2.1并運(yùn)算
1.2.2交運(yùn)算
1.2.3補(bǔ)運(yùn)算
1.2.4差運(yùn)算
1.2.5對稱差運(yùn)算
1.2.6集合間的等值式
1.3 有限集合中元素的計(jì)數(shù)
1.3.1 文氏圖法計(jì)數(shù)
1.3.2 容斥原理
1.4集合在信息學(xué)科中的應(yīng)用
本章總結(jié)
習(xí)題
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第2章 關(guān)系
2.1關(guān)系的概念
2.1.1序偶
2.1.2 笛卡爾積
2.1.3關(guān)系的定義
2.1.4 關(guān)系的定義域與值域
2.1.5關(guān)系的表示方法
2.2 關(guān)系的運(yùn)算
2.2.1關(guān)系的集合運(yùn)算
2.2.2關(guān)系的逆運(yùn)算
2.2.3關(guān)系的復(fù)合運(yùn)算
2.2.4關(guān)系的冪運(yùn)算
2.3 關(guān)系的性質(zhì)
2.3.1自反性與反自反性
2.3.2對稱性與反對稱性
2.3.3傳遞性
2.4關(guān)系的閉包
2.5等價(jià)關(guān)系
2.5.1等價(jià)關(guān)系的定義
2.5.2 等價(jià)關(guān)系的劃分
2.6 偏序關(guān)系
2.6.1 偏序的定義及表示
2.6.2偏序關(guān)系的哈斯圖
2.6.3偏序關(guān)系的特殊元素
2.6.4 全序和良序。
2.7 關(guān)系的應(yīng)用
本章總結(jié)
習(xí)題
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第3章 函 數(shù)
3.1函數(shù)的定義與類型
3.1.1函數(shù)的定義
3.1.2函數(shù)的類型
3.2函數(shù)的運(yùn)算
3.2.1函數(shù)的復(fù)合運(yùn)算
3.2.2函數(shù)的逆運(yùn)算
3.3 函數(shù)的應(yīng)用
本章總結(jié)
習(xí)題
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第4章 命題邏輯
4.1 命題與聯(lián)結(jié)詞
4.1.1 命題
4.1.2 聯(lián)結(jié)詞
4.1.3 語句的符號化
4.2 命題公式及其分類
4.2.1 命題公式與真值表
4.2.2 命題公式的分類
4.3 命題公式的等值
4.3.1 等值式
4.3.2 用真值表判斷公式的等值
4.3.3 等值演算
4.3.4 對偶式
4.3.5 等值演算的應(yīng)用
4.4 范式
4.4.1 析取范式和合取范式
4.4.2 主析取范式與主合取范式
4.4.3 主范式的應(yīng)用
4.5 推理理論
4.5.1 命題的蘊(yùn)含關(guān)系
4.5.2 形式證明
4.6命題邏輯的應(yīng)用
本章總結(jié)
習(xí)題
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第5章 謂詞邏輯
5.1謂詞邏輯的基本概念
5.1.1 個(gè)體詞
5.1.2 謂詞
5.1.3 量詞
5.1.4 命題符號化
5.2 謂詞公式與類型
5.2.1 謂詞公式
5.2.2 謂詞公式的解釋
5.2.3 謂詞公式的類型
5.3 謂詞邏輯等值式
5.3.1 基本等值式
5.3.2 基本規(guī)則
5.3.3 等值演算
5.4 謂詞邏輯的前束范式
5.5 謂詞演算的推理規(guī)則
5.5.1 推理定律
5.5.2 推理規(guī)則
5.6 謂詞邏輯的應(yīng)用
本章總結(jié)
習(xí)題
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第6章 圖論
6.1圖的基本概念
6.1.1圖的定義
6.1.2鄰接與關(guān)聯(lián)
6.1.3頂點(diǎn)的度
6.1.4圖的分類
6.1.5圖的同構(gòu)
6.2圖的連通性
6.2.1通路與回路
6.2.2無向圖的連通性
6.3 圖的矩陣表示
6.3.1圖的關(guān)聯(lián)矩陣
6.3.2圖的鄰接矩陣
6.3.3 圖的可達(dá)矩陣
6.4圖的應(yīng)用
本章總結(jié)
習(xí)題
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第7章 特殊圖
7.1歐拉圖
7.2哈密頓圖
7.3 二部圖
7.4 樹
7.5特殊圖的應(yīng)用
本章總結(jié)
習(xí)題
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第8章 代數(shù)系統(tǒng)
8.1 代數(shù)系統(tǒng)的概念
8.1.1 代數(shù)運(yùn)算
8.1.2 代數(shù)系統(tǒng)
8.2 代數(shù)運(yùn)算的性質(zhì)
8.2.1 基本性質(zhì)
8.2.2 特殊元素
8.3 半群和群
8.3.1 半群
8.3.2 群
8.3.3 特殊群
8.4 環(huán)和域
8.4.1 環(huán)
8.4.2 域
8.5 格與布爾代數(shù)
8.5.1 格
8.5.2 幾種特殊格
8.5.3 布爾代數(shù)
8.6代數(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用
本章總結(jié)
習(xí)題
興趣閱讀
參考文獻(xiàn)