大学离散数学期末重点知识点总结(考试专用)

1.常用公式 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 (PQ) ∧(QR)=>PR 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 (∃x)((Ax)∨(Bx)) <=>( ∃x)(Ax)∨(∃x)(Bx) (∀x)((Ax)∧(Bx)) <=>(∀x)(Ax)∧(∀x)(Bx) —┐(∃x)(Ax) <=>(∀x)┐(Ax) —┐(∀x)(Ax) <=>(∃x)┐(Ax) (∀x)(A ∨(Bx)) <=>A ∨(∀x)(Bx) (∃x)(A ∧(Bx)) <=>A ∧(∃x)(Bx) (∃x)((Ax)→(Bx)) <=>(∀x)(Ax)→(∃x)(Bx) (∀x)(Ax) →B <=>(∃x) ((Ax)→B) (∃x)(Ax) →B <=>(∀x) ((Ax)→B) A →(∀x)(Bx) <=>(∀x) (A →(Bx)) A →(∃x)(Bx) <=>(∃x) (A →(Bx)) (∀x)(Ax)∨(∀x)(Bx) =>(∀x)((Ax)∨(Bx)) (∃x)((Ax)∧(Bx)) =>(∀x)(Ax)∧(∀x)(Bx) (∀x)(Ax)→(∀x)(Bx) =>(∀x)((Ax)→(Bx))2.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n 2个极小项或极大项，这n 2为(0~n 2-1)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； 3.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； 4.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n 2个元素，|P(A)|=||2A =n 2； 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； 5.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mn 2种不同的关系； 2.若集合A 有n 个元素，则|A ×A|=2n ，A 上有22n 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 Ix ; 对称闭包：s(R)=RU 1-R ; 传递闭包：t(R)=RU 2R U 3R U …… 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)； 6.函数 1.若|X|=m,|Y|=n,则从X 到Y 有mn 2种不同的关系，有m n 种不同的函数； 2.在一个有n 个元素的集合上，可以有2n2种不同的关系，有nn 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A m n 种不同的单射； 4.单射：f:X-Y ，对任意1x ,2x 属于X,且1x ≠2x ，若f(1x )≠f(2x )； 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：f ºg=g(f(x)); 5.设函数f:A-B ，g:B-C ，那么 ①如果f,g 都是单射，则f ºg 也是单射； ②如果f,g 都是满射，则f ºg 也是满射； ③如果f,g 都是双射，则f ºg 也是双射； ④如果f ºg 是双射，则f 是单射，g 是满射； 7.代数系统 1.二元运算：集合A 上的二元运算就是2A 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2*22=42=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； 8.群 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； 10.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 =>c ≥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 <=> 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； 布尔代数：一个有补分配格称为布尔代数； 11.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i v ,j v ，若存在连接i v 到j v 的路，则称i v 与j v 相互可达，也称i v 与j v 是连通的；在有向图中，若存在i v 到j v 的路，则称i v 到j v 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)，mij 是vi 与ej 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)，aij 是vi 邻接到vj 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)+2A (G)+3A (G)+4A (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； 2A (G)中所有数的和：表示图中路径长度为2的通路条数； 3A (G)中所有数的和：表示图中路径长度为3的通路条数； 4A (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)，i v 到j v 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0v ； ②选择一个与0v 邻接且未被访问过的节点1v ； ③从1v 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0v ； ②访问与0v 邻接的所有节点v1,v2,……,vk,这些作为第一层节点； ③在第一层节点中选定一个节点v1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1v ，连接边值最小的邻接点v2； ②以邻接点v2为起点，找到v2邻接的最小边值，如果最小边值比v1邻接的所有边值都小(除已连接的边值)，直接连接，否则退回1v ，连接1v 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12-k 个(k>=1)； ⑦深度为k 的二叉树的节点总数最多为k 2-1个，最少k 个(k>=1)； ⑧如果有0n 个叶子，n2个2度节点，则0n =n2+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；。