《离散数学》本科期末复习提要

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1 《离散数学》本科期末复习提要 四川电大 周勇 2007年5月

《离散数学》使用的教材为中央电大出版的《离散数学》(刘叙华等编)和《离散数学学习指导书》(虞恩蔚等编)。 离散数学主要研究离散量结构及相互关系,使学生得到良好的数学训练,提高学生抽象思维和逻辑推理能力,为从事计算机的应用提供必要的描述工具和理论基础。其先修课程为:高等数学、线性代数;后续课程为:数据结构、数据库、操作系统、计算机网络等。 课程的主要内容 1、 集合论部分(集合的基本概念和运算、关系及其性质); 2、 数理逻辑部分(命题逻辑、谓词逻辑); 3、 图论部分(图的基本概念、树及其性质)。 4、 布尔代数 学习建议 离散数学是理论性较强的学科,学习离散数学的关键是对离散数学(集合论、数理逻辑和图论)有关基本概念的准确掌握,对基本原理及基本运算的运用,并要多做练习。 教学要求的层次 各章教学要求的层次为了解、理解和掌握。了解即能正确判别有关概念和方法;理解是能正确表达有关概念和方法的含义;掌握是在理解的基础上加以灵活应用。

一、各章复习要求与重点 第一章 集 合 [复习知识点] 1、集合、元素、集合的表示方法、子集、空集、全集、集合的包含、相等、幂集 2、集合的交、并、差、补等运算及其运算律(交换律、结合律、分配律、吸收律、 De Morgan律等),文氏(Venn)图 3、序偶与迪卡尔积 本章重点内容:集合的概念、集合的运算性质、集合恒等式的证明 [复习要求] 1、理解集合、元素、子集、空集、全集、集合的包含、相等、幂集等基本概念。 2、掌握集合的表示法和集合的交、并、差、补等基本运算。 3、掌握集合运算基本规律,证明集合等式的方法。 4、了解序偶与迪卡尔积的概念,掌握迪卡尔积的运算。 [本章重点习题] P5~6,4、6; P14~15,3、6、7; P20,5、7。 [疑难解析] 1、集合的概念 因为集合的概念学生在中学阶段已经学过,这里只多了一个幂集概念,重点对幂集加以掌握,一是掌握幂集的构成,一是掌握幂集元数为2n。 2、集合恒等式的证明 通过对集合恒等式证明的练习,既可以加深对集合性质的理解与掌握;又可以为第三 2

章命题逻辑中公式的基本等价式的应用打下良好的基础。实际上,本章做题是一种基本功训练,尤其要求学生重视吸收律和重要等价式在BABA~证明中的特殊作用。 [例题分析] 例1 设A,B是两个集合,A={1,2,3},B={1,2},则)()(BA 。

解 }}3,2,1{},3,2{},3,1{},2,1{},3{},2{},1{,{)(A }}2,1{},2{},1{,{)(B 于是}}3,2,1{},3,2{},3,1{},3{{)()(BA 例2 设,,,,babaA,试求: (1)baA,; (2)A; (3)A; (4)Aba,; (5)A; (6)A。 解 (1),,,babaA (2)AA (3)babaA,,, (4)Aba, (5)A (6)A 例3 试证明BABABABA~~~~ 证明 

BABABABABBBAABAABBAABABABA~~~~~~~~~~~~~





第二章 二元关系 [复习知识点] 1、关系、关系矩阵与关系图 2、复合关系与逆关系 3、关系的性质(自反性、对称性、反对称性、传递性) 4、关系的闭包(自反闭包、对称闭包、传递闭包) 5、等价关系与等价类 6、偏序关系与哈斯图(Hasse)、极大/小元、最大/小元、上/下界、最小上界、最大下界 7、函数及其性质(单射、满射、双射) 8、复合函数与反函数 本章重点内容:二元关系的概念、关系的性质、关系的闭包、等价关系、半序关系、映射的概念 [复习要求] 3

1、理解关系的概念:二元关系、空关系、全关系、恒等关系;掌握关系的集合表示、关系矩阵和关系图、关系的运算。 2、掌握求复合关系与逆关系的方法。 3、理解关系的性质(自反性、对称性、反对称性、传递性),掌握其判别方法(定义、矩阵、图)。 4、掌握求关系的闭包 (自反闭包、对称闭包、传递闭包)的方法。 5、理解等价关系和偏序关系的概念,掌握等价类的求法和偏序关系做哈斯图的方法,极大/小元、最大/小元、上/下界、最小上界、最大下界的求法。 6、理解函数概念:函数、函数相等、复合函数和反函数。 7、理解单射、满射、双射等概念,掌握其判别方法。 [本章重点习题] P25,1;P32~33,4,8,10; P43,2,3,5; P51~52,5,6; P59,1,2; P64,3; P74~75,2,4,6,7; P81,5,7; P86,1,2。 [疑难解析] 1、关系的概念 关系的概念是第二章全章的基础,又是第一章集合概念的应用。因此,学生应该真正理解并熟练掌握二元关系的概念及关系矩阵、关系图表示。 2、关系的性质及其判定 关系的性质既是对关系概念的加深理解与掌握,又是关系的闭包、等价关系、半序关系的基础。对于四种性质的判定,可以依据教材中P49上总结的规律。这其中对传递性的判定,难度稍大一点,这里要提及两点:一是不破坏传递性定义,可认为具有传递性。如空关系具有传递性,同时空关系具有对称性与反对称性,但是不具有自反性。另一点是介

绍一种判定传递性的“跟踪法”,即若RaaRaaRaaii,,,,,,

13221

则Raai,1。如若RabRba,,,,则有Raa,,且Rbb,。 3、关系的闭包 在理解掌握关系闭包概念的基础上,主要掌握闭包的求法。关键是熟记三个定理的结

论:定理2, AIRRr;定理3, 1RRRs;定理4,推论 niiRRt1。 4、半序关系及半序集中特殊元素的确定 理解与掌握半序关系与半序集概念的关键是哈斯图。哈斯图画法掌握了,对于确定任一子集的最大(小)元,极大(小)元也就容易了。这里要注意,最大(小)元与极大(小)元只能在子集内确定,而上界与下界可在子集之外的全集中确定,最小上界为所有上界中最小者,最小上界再小也不小于子集中的任一元素,可以与某一元素相等,最大下界也同样。 5、映射的概念与映射种类的判定 映射的种类主要指单射、满射、双射与非单非满射。判定的方法除定义外,可借助于关系图,而实数集的子集上的映射也可以利用直角坐标系表示进行,尤其是对各种初等函数。 [例题分析]

例1 设集合dcbaA,,,,判定下列关系,哪些是自反的,对称的,反对称的和传递的: 4

dbcaRccbbaaRdcRadcbaaRabaaR,,,,,,,,,,,,,,,,,,54321



解:均不是自反的;R4是对称的;R1 ,R2 ,R3 , R4 ,R5是反对称的;R1 ,R2 ,R3 , R4 ,R5是传递的。 例2 设集合5,4,3,2,1A,A上的二元关系R为 5,5,4,5,3,5,4,4,4,3,3,3,2,2,1,1R

(1)写出R的关系矩阵,画出R的关系图; (2)证明R是A上的半序关系,画出其哈斯图;

(3)若AB,且5,4,3,2B,求B的最大元,最小元,极大元,极小元,最小上界和最大下界。 解 (1)R的关系矩阵为





1110001000011000001000001RM R的关系图略

(2)因为R是自反的,反对称的和传递的,所以R是A上的半序关系。(A,R)为半序集, (A,R)的哈斯图如下

(3) 当5,4,3,2B,B的极大元为2,4;极小元为2,5;B无最大元与最小元;B也无上界与下界,更无最小上界与最大下界。

第三章 命题逻辑 [复习知识点] 1、命题与联结词(否定、析取、合取、蕴涵、等价),复合命题 2、命题公式与解释,真值表,公式分类(恒真、恒假、可满足),公式的等价 3、析取范式、合取范式,极小(大)项,主析取范式、主合取范式 4、公式类别的判别方法(真值表法、等值演算法、主析取/合取范式法) 5、公式的蕴涵与逻辑结果 6、形式演绎 本章重点内容:命题与联结词、公式与解释、析取范式与合取范式、公式恒真性的判定、形式演绎 [复习要求] 1、理解命题的概念;了解命题联结词的概念;理解用联结词产生复合命题的方法。 2、理解公式与解释的概念;掌握求给定公式真值表的方法,用基本等价式化简其他公式,

。4 。1 。3 。2 。5