組合數(shù)學(xué)(原書(shū)第5版·典藏版) [美]理查德·A.布魯?shù)?/p>
定 價(jià):99 元
- 作者:[美]理查德·A.布魯?shù)?/span>
- 出版時(shí)間:2024/5/1
- ISBN:9787111748861
- 出 版 社:機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類(lèi):O157
- 頁(yè)碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開(kāi)本:16開(kāi)
本書(shū)側(cè)重于組合數(shù)學(xué)的概念和思想,包括鴿巢原理、計(jì)數(shù)技術(shù)、排列組合、Polya計(jì)數(shù)法、二項(xiàng)式系數(shù)、容斥原理、生成函數(shù)和遞推關(guān)系以及組合結(jié)構(gòu)(匹配、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、圖)等,深入淺出地表達(dá)了作者對(duì)該領(lǐng)域全面和深刻的理解。
本書(shū)是系統(tǒng)闡述組合數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、理論、方法和實(shí)例的優(yōu)秀教材,出版30多年來(lái)多次改版,被MIT、哥倫比亞大學(xué)、UIUC、威斯康星大學(xué)等眾多國(guó)外高校采用,對(duì)國(guó)內(nèi)外組合數(shù)學(xué)教學(xué)產(chǎn)生了較大影響,也是相關(guān)學(xué)科的主要參考文獻(xiàn)之一。
前 言
在這一新版本中,我做了一些細(xì)微的改變,具體概括如下:
在第1章,新增加了一節(jié)(1.6節(jié)),討論相互重疊圓的問(wèn)題,用來(lái)具體說(shuō)明后面章節(jié)中所討論的某些計(jì)數(shù)問(wèn)題。之前,這一節(jié)的相關(guān)內(nèi)容出現(xiàn)在第7章。
第1章中原來(lái)關(guān)于切割立方體的一節(jié)已經(jīng)刪除,但是相關(guān)內(nèi)容放在練習(xí)題中。
之前版本中的第2章(鴿巢原理)改成了第3章。之前版本中關(guān)于排列和組合的第3章改成了第2章。帕斯卡公式在之前的版本中第一次出現(xiàn)在第5章中,現(xiàn)在出現(xiàn)在第2章中。另外。為了清晰起見(jiàn)。在關(guān)于集合的論述中我們不再?gòu)?qiáng)調(diào)“組合”這一術(shù)語(yǔ),而啟用了一個(gè)本質(zhì)上等價(jià)的術(shù)語(yǔ)“子集”。然而,在多重集合的情況下,我們繼續(xù)使用“組合”,而不使用在我們看來(lái)易產(chǎn)生混淆的術(shù)語(yǔ)“多重子集”。
此版本的第2章包含一節(jié)(2.6 節(jié))有限概率簡(jiǎn)介。
此版本的第3章包含Ramsey 定理的證明。
第7章的變化比較大,其中生成函數(shù)和指數(shù)生成函數(shù)移到了本章靠前部分(7.2 節(jié)和7.3節(jié)),成為更核心的內(nèi)容。
分拆數(shù)這一節(jié)(8.3節(jié)) 做了擴(kuò)展。
之前版本中關(guān)于二分圖匹配的第9章做了根本的改變。現(xiàn)在的第9章是新插入的章節(jié),討論的是相異代表系(SDR)的問(wèn)題,包括婚姻和穩(wěn)定婚姻匹配問(wèn)題,而不再討論二分圖。
第9章這樣改動(dòng)的結(jié)果是,介紹圖論的章節(jié)(第11章)不再假設(shè)先前已介紹過(guò)二分圖的知識(shí)。
再論圖論一章(之前版本中的第13章)現(xiàn)在變成了第12章。在本章中,新增加了關(guān)于圖的匹配數(shù)一節(jié)(12.5節(jié)),在這一節(jié)中,第9章中SDR的基礎(chǔ)結(jié)果被用于二分圖。
有向圖和網(wǎng)絡(luò)這一章(之前是第12章)現(xiàn)在是第13章。它新增加了一節(jié),回顧了二分圖的匹配,其中有些相關(guān)內(nèi)容出現(xiàn)在之前版本的第9章中。
對(duì)于第5版,除了以上列出的這些變化之外,還更正了我注意到的所有印刷錯(cuò)誤;增加了少量的說(shuō)明;改動(dòng)了一些順序,使前后文更加通順;另外還增加了練習(xí)題,第5版中共有700道練習(xí)題。
根據(jù)多年來(lái)很多讀者的評(píng)論,這本書(shū)似乎已經(jīng)通過(guò)了時(shí)間的檢驗(yàn)。因此,我總是猶豫不決而遲遲沒(méi)有做出更多的改變,也沒(méi)有增加更多的新話題。我不希望一本書(shū) “太長(zhǎng)”(這一前言也不會(huì)太長(zhǎng)),也不愿意讓這本書(shū)迎合每個(gè)人的癖好。不過(guò),我的確做了上述細(xì)節(jié)上的改變,相信這些改變會(huì)使這本書(shū)更加完善。
與之前各版本一樣,這一版可以用于一到兩個(gè)學(xué)期的本科生課程。第一個(gè)學(xué)期可以側(cè)重計(jì)數(shù),而第二個(gè)學(xué)期可以側(cè)重圖論和設(shè)計(jì)。也可以把相關(guān)內(nèi)容合并在一起作為一個(gè)學(xué)期的課程,如講解一些計(jì)數(shù)和圖論知識(shí),或者一些計(jì)數(shù)與設(shè)計(jì)理論知識(shí),或者選擇其他的組合搭配。下面簡(jiǎn)要說(shuō)明各章以及它們之間的相互關(guān)系。
第1章是介紹,我通常只從中選出一兩個(gè)話題,最多花兩節(jié)課時(shí)間。第2章討論的是排列和組合,這一章應(yīng)該全講。第3章討論的是鴿巢原理,這一章至少應(yīng)該做簡(jiǎn)單介紹。但是,需要注意的是,后面沒(méi)有用到一些較難的鴿巢原理應(yīng)用以及關(guān)于Remsey定理那一節(jié)的內(nèi)容。第4章到第8章主要討論計(jì)數(shù)技巧及計(jì)數(shù)序列的相關(guān)性質(zhì)。這些內(nèi)容應(yīng)該按照順序依次講解。第4章討論的是排列和組合的生成方案,包括4.5節(jié)的偏序和等價(jià)關(guān)系的介紹。我認(rèn)為至少應(yīng)該講解等價(jià)關(guān)系,因?yàn)樗鼈冊(cè)跀?shù)學(xué)中無(wú)處不在。除了第5章關(guān)于偏序集這一節(jié)(5.7節(jié)) 之外,其余各章本質(zhì)上都獨(dú)立于第4章,所以這一章可以跳過(guò)或者略講。你也可以選擇根本不講解偏序集。我把關(guān)于偏序集的內(nèi)容分成兩節(jié)(4.5節(jié)和5.7節(jié)),目的是給學(xué)生少許時(shí)間去消化某些概念。第5章討論的是二項(xiàng)式系數(shù)的性質(zhì),而第6章所涉及的是容斥原理。莫比烏斯反演那節(jié)(6.6節(jié)) 可以歸結(jié)到容斥原理,這一節(jié)對(duì)后面沒(méi)有用。第7章比較長(zhǎng),討論的是生成函數(shù)和遞推關(guān)系求解。第8章主要討論的是Catalan數(shù)、第一和第二類(lèi)Stirling數(shù)、分拆數(shù)以及大Schrder數(shù)和小Schrder數(shù)。對(duì)于這一章的各節(jié)你可以選擇學(xué)習(xí),也可以選擇跳過(guò)。第8章之后的各章與它都沒(méi)有關(guān)系。第9章討論的是相異代表系(所謂的婚姻問(wèn)題)。第12章和第13章要用到第9章的一些內(nèi)容以及第10章中的拉丁方一節(jié)(10.4節(jié))。第10章討論的是組合設(shè)計(jì)的某些內(nèi)容,它與本書(shū)其后的內(nèi)容無(wú)關(guān)。第11章和第12章對(duì)圖論進(jìn)行了比較全面的討論,并稍側(cè)重于某些圖論算法。第13章討論的是有向圖和網(wǎng)絡(luò)流。第14章討論置換群作用下的計(jì)數(shù)問(wèn)題,這一章大量使用了前面的計(jì)數(shù)思想。除了最后一個(gè)例子之外,它與關(guān)于圖論和設(shè)計(jì)的各章無(wú)關(guān)。
當(dāng)我將本書(shū)用于一學(xué)期課程時(shí),喜歡以第14章的Burnside定理及其幾個(gè)應(yīng)用收尾。這種做法使學(xué)生們能夠解決很多計(jì)數(shù)問(wèn)題,而這些用前面幾章的計(jì)數(shù)技巧是不能解決的。通常,我不會(huì)講Pólya定理。
繼第14章之后,我給出了本書(shū)一些練習(xí)題的答案和提示。少數(shù)練習(xí)題旁邊標(biāo)上了“*” 號(hào),表明它們有相當(dāng)?shù)奶魬?zhàn)性。每一個(gè)證明結(jié)束及每一個(gè)例子結(jié)束處都標(biāo)有 “□”號(hào)予以明示。
很難評(píng)說(shuō)學(xué)習(xí)這本書(shū)所需要的前提條件。與其他教科書(shū)一樣,高度激發(fā)學(xué)生的熱情、提起學(xué)生的興趣是很有用的,另外還需要指導(dǎo)教師的熱情投入。也許這些前提條件應(yīng)該這樣描述為好:有完備的數(shù)學(xué)知識(shí)。即成功地學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué)分析相關(guān)內(nèi)容以及線性代數(shù)的初等課程。本書(shū)對(duì)數(shù)學(xué)分析使用
理查德·A. 布魯?shù)希≧ichard A. Brualdi) 國(guó)際線性代數(shù)學(xué)會(huì)前主席,美國(guó)工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)(SIAM)會(huì)士。美國(guó)威斯康星大學(xué)麥迪遜分校數(shù)學(xué)系榮休教授,曾任該系主任多年。他的研究方向包括組合數(shù)學(xué)、圖論、線性代數(shù)和矩陣?yán)碚、編碼理論等。Brualdi教授的學(xué)術(shù)活動(dòng)非常豐富,擔(dān)任過(guò)多種學(xué)術(shù)期刊的主編。2000年由于“在組合數(shù)學(xué)研究中所做出的杰出終身成就”而獲得國(guó)際組合數(shù)學(xué)及其應(yīng)用學(xué)會(huì)頒發(fā)的歐拉獎(jiǎng)。
目 錄
譯者序
前言
第1章 什么是組合數(shù)學(xué)1
1.1 例子:棋盤(pán)的完美覆蓋2
1.2 例子:幻方4
1.3 例子:四色問(wèn)題6
1.4 例子:36軍官問(wèn)題7
1.5 例子:最短路徑問(wèn)題9
1.6 例子:相互重疊的圓10
1.7 例子:Nim游戲10
1.8 練習(xí)題12
第2章 排列與組合16
2.1 四個(gè)基本的計(jì)數(shù)原理16
2.2 集合的排列21
2.3 集合的組合(子集)24
2.4 多重集合的排列28
2.5 多重集合的組合32
2.6 有限概率34
2.7 練習(xí)題37
第3章 鴿巢原理42
3.1 鴿巢原理:簡(jiǎn)單形式42
3.2 鴿巢原理:加強(qiáng)版44
3.3 Ramsey定理47
3.4 練習(xí)題50
第4章 生成排列和組合53
4.1 生成排列53
4.2 排列中的逆序57
4.3 生成組合60
4.4 生成r子集67
4.5 偏序和等價(jià)關(guān)系70
4.6 練習(xí)題73
第5章 二項(xiàng)式系數(shù)78
5.1 帕斯卡三角形78
5.2 二項(xiàng)式定理80
5.3 二項(xiàng)式系數(shù)的單峰性85
5.4 多項(xiàng)式定理88
5.5 牛頓二項(xiàng)式定理90
5.6 再論偏序集92
5.7 練習(xí)題95
第6章 容斥原理及應(yīng)用100
6.1 容斥原理100
6.2 帶重復(fù)的組合105
6.3 錯(cuò)位排列107
6.4 帶有禁止位置的排列110
6.5 另一個(gè)禁止位置問(wèn)題113
6.6 莫比烏斯反演114
6.7 練習(xí)題124
第7章 遞推關(guān)系和生成函數(shù)128
7.1 若干數(shù)列128
7.2 生成函數(shù)134
7.3 指數(shù)生成函數(shù)138
7.4 求解線性齊次遞推關(guān)系142
7.5 非齊次遞推關(guān)系152
7.6 一個(gè)幾何例子157
7.7 練習(xí)題160
第8章 特殊計(jì)數(shù)序列164
。.1。胊talan數(shù)164
8.2 差分序列和Stirling數(shù)169
8.3 分拆數(shù)180
8.4 一個(gè)幾何問(wèn)題185
8.5 格路徑和Schrder數(shù)187
8.6 練習(xí)題195
第9章 相異代表系198
9.1 問(wèn)題表述198
9.2 SDR的存在性200
9.3 穩(wěn)定婚姻204
9.4 練習(xí)題207
第10章 組合設(shè)計(jì)210
10.1 模運(yùn)算210
10.2 區(qū)組設(shè)計(jì)217
10.3 Steiner三元系224
10.4 拉丁方228
10.5 練習(xí)題241
第11章 圖論導(dǎo)引245
11.1 基本性質(zhì)245
11.2 歐拉跡251
11.3 哈密頓路徑和哈密頓圈256
11.4 二分多重圖259
11.5 樹(shù)263
11.6 Shannon開(kāi)關(guān)游戲268
11.7 再論樹(shù)271
11.8 練習(xí)題278
第12章 再論圖論284
12.1 色數(shù)284
12.2 平面和平面圖290
12.3 五色定理293
12.4 獨(dú)立數(shù)和團(tuán)數(shù)295
12.5 匹配數(shù)300
12.6 連通性303
12.7 練習(xí)題306
第13章 有向圖和網(wǎng)絡(luò)310
13.1 有向圖310
13.2 網(wǎng)絡(luò)316
13.3 回顧二分圖匹配321
13.4 練習(xí)題326
第14章 Pólya計(jì)數(shù)330
14.1 置換群與對(duì)稱(chēng)群330
14.2 Burnside定理337
14.3 Pólya計(jì)數(shù)公式341
14.4 練習(xí)題351
練習(xí)題答案與提示354
參考文獻(xiàn)363
索引364