- •Дискретная математика
- •Воронеж 2012
- •Введение
- •1. Элементы теории множеств
- •1.1. Основные понятия и определения теории множеств
- •1.2. Операции над множествами и их свойства. Диаграммы Эйлера-Венна
- •1.3. Мощность множества
- •1.4. Взаимно однозначное соответствие между множествами
- •1.5. Счетные и несчетные множества
- •Задачи и упражнения
- •2. Элементы теории отношений
- •2.1. Бинарные отношения. Свойства отношений
- •2.2. Отношение эквивалентности и разбиения
- •2.3. Отношения порядка. Диаграмма Хассе
- •Задачи и упражнения
- •3. Функции, отображения и операции
- •4. Элементы теории графов
- •4.1. Основные понятия и определения теории графов
- •4.2. Типы графов
- •4.3. Матричные представления графов
- •4.5. Операции над графами
- •4.6. Метрические характеристики графа. Расстояние в графах
- •Затем, изымая степень, соответствующую вершине , получим
- •4.8. Достижимость и связность
- •4.8.1. Основные определения
- •4.8.2. Матрицы достижимостей
- •4.8.3. Нахождение сильных компонент
- •Алгоритм нахождения сильных компонент графа можно описать следующей последовательностью шагов
- •Таким образом, сильные компоненты графа можно находить по следующему алгоритму.
- •4.8.4. Базы и антибазы
- •4.9. Независимые и доминирующие множества
- •4.9.1. Нахождение всех максимальных независимых множеств
- •Опишем алгоритм нахождения всех максимальных независимых множеств вершин графа.
- •4.10. Покрытия и раскраски
- •4.11. Деревья, остовы и кодеревья
- •4.11.1. Основные определения
- •4.11.2. Алгоритм построения остова неорграфа
- •4.11.4. Обходы графа по глубине и ширине
- •Доказательство.
- •4.11.5. Упорядоченные и бинарные деревья
- •4.12. Эйлеровы циклы. Гамильтонов контур
- •4.12.1. Метод Флёри построения эйлерова цикла
- •Матрица м данного графа имеет вид
- •4.12.3. Алгебраический метод выделения гамильтоновых путей и контуров
- •4.13. Плоские и планарные графы
- •4.13.1. Формула Эйлера
- •4.13.2. Критерии анализа планарности
- •4.13.3. Алгоритм укладки графа на плоскости
- •Задачи и упражнения
- •5. Алгебра логики
- •5.1. Операции над высказываниями
- •5.2. Правила записи сложных формул
- •5.3. Таблицы истинности
- •5.4. Равносильность формул
- •5.5. Дизъюнктивные и конъюнктивные нормальные формы
- •5.5.1. Аналитический способ приведения к сднф
- •5.5.2. Табличный способ приведения к сднф
- •5.5.3. Табличный способ приведения к скнф
- •5.7. Геометрическое представление булевых функций
- •5.7.1. Геометрический метод минимизации булевой функции
- •Задачи и упражнения
- •6. Разрешимые и неразрешимые проблемы
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Заключение
Представленное учебное пособие не претендует на полноту рассмотрения всех направлений развивающейся в настоящее время дискретной математики. Автор лишь хотел ознакомить читателя в рамках выделенного на изучение курса времени с основными понятиями и подходами дисциплины. Предложенный материал может служить фундаментом для дальнейшего изучения как теоретических и прикладных вопросов дискретной математики, как в целом, так и отдельных ее направлений при изучении специальных дисциплин.
Библиографический список
Емеличев В.А. Лекции по теории графов / В.А. Емеличев, О.И. Мельников. М.: Наука, 1990. – 384 с.
Кристофидес Н. Теория графов: алгоритмический подход / Н. Кристофидес. М.: Мир, 1978. – 432 с.
Свами М. Графы, сети и алгоритмы / М. Свами, К. Тхуласираман. М.: Мир, 1974. – 520 с.
Судоплатов С.В. Элементы дискретной математики: учебник / С.В. Судоплатов, Е.В. Овчинникова. М.: ИНФРА-М, 2002. – 280 с.
Леденева Т.М.Специальные главы математики. Дискретная математика: учеб. пособие / Т.М. Леденева. Воронеж: ВГТУ, 1997. – 130 с.
Новиков Ф.А. Дискретная математика для программистов / Ф.А. Новиков. СПб.: Питер, 2004. – 364 с.
Тишин В.В. Дискретная математика в примерах и задачах / В.В. Тишин. СПб.: БХВ-Петербург. 2008. – 352 с.
Гаврилов Г.П. Задачи и упражнения по дискретной математике: учеб. пособие / Г.П. Гаврилов, А.А. Сапоженко. – 3-е изд., перераб. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. – 416 с.
Лавров И.А. Задачи по теории множеств, математической логике и теории алгоритмов / И.А. Лавров, Л.Л. Максимова. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. – 256 с.
Кузнецов О.П. Дискретная математика для инженера / О.П. Кузнецов. СП.: Лань, 2005. - 400 с.
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ |
3 |
|||
1. |
ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ МНОЖЕСТВ |
5 |
||
|
1.1. |
Основные понятия и определения теории множеств |
5 |
|
|
1.2. |
Операции над множествами и их свойства. Диаграммы Эйлера-Венна |
11 |
|
|
1.3. |
Мощность множества |
17 |
|
|
1.4. |
Взаимно однозначное соответствие между множествами |
18 |
|
|
1.5. |
Счетные и несчетные множества |
19 |
|
|
|
Задачи и упражнения |
23 |
|
2. |
ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ОТНОШЕНИЙ |
24 |
||
|
2.1. |
Бинарные отношения. Свойства отношений |
24 |
|
|
2.2. |
Отношение эквивалентности и разбиения |
29 |
|
|
2.3. |
Отношение порядка. Диаграмма Хассе |
32 |
|
|
|
Задачи и упражнения |
37 |
|
3. |
ФУНКЦИИ, ОТОБРАЖЕНИЯ И ОПЕРАЦИИ |
39 |
||
4. |
ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ГРАФОВ |
44 |
||
|
4.1. |
Основные понятия и определения теории графов |
45 |
|
|
4.2. |
Типы графов |
48 |
|
|
4.3. |
Матричные представления графов |
53 |
|
|
4.4. |
Представление графов в ЭВМ |
56 |
|
|
4.5. |
Операции над графами |
59 |
|
|
4.6. |
Метрические характеристики графа. Расстояние в графах |
63 |
|
|
4.7. |
Графы с заданной последовательностью степеней |
65 |
|
|
4.8. |
Достижимость и связность |
70 |
|
|
|
4.8.1. |
Основные определения |
70 |
|
|
4.8.2. |
Матрицы достижимостей и контрдостижимостей |
73 |
|
|
4.8.3. |
Нахождение сильных компонент |
77 |
|
|
4.8.4. |
Базы и антибазы |
82 |
|
4.9. |
Независимые и доминирующие множества |
84 |
|
|
|
4.9.1. |
Нахождение всех максимальных независимых множеств |
87 |
|
4.10. |
Покрытия и раскраски |
94 |
|
|
4.11. |
Деревья, остовы и кодеревья |
101 |
|
|
|
4.11.1. |
Основные определения |
101 |
|
|
4.11.2. |
Алгортм построения остова неорграфа |
105 |
|
|
4.11.3. |
Кратчайшие остовы |
108 |
|
|
4.11.4. |
Обходы графа по глубине и ширине |
112 |
|
|
4.11.5. |
Упорядоченные и бинарные деревья |
115 |
|
4.12. |
Эйлеровы циклы. Гамильтонов контур |
117 |
|
|
|
4.12.1. |
Метод Флери построения эйлерова цикла |
120 |
|
|
4.12.2. |
Метод перебора Робертса и Флореса для построения гамильтоновых путей и контуров |
121 |
|
|
4.12.3. |
Алгебраический метод выделения гамильтоновых путей и контуров |
123 |
|
4.13. |
Плоские и планарные графы |
128 |
|
|
|
4.13.1. |
Формула Эйлера |
129 |
|
|
4.13.2. |
Критерии анализа планарности |
131 |
|
|
4.13.3. |
Алгоритм укладки графа на плоскости |
132 |
|
|
|
Задачи и упражнения |
137 |
5. |
АЛГЕБРА ЛОГИКИ |
140 |
||
|
5.1. |
Операции над высказываниями |
141 |
|
|
5.2. |
Правила записи сложных формул |
145 |
|
|
5.3. |
Таблицы истинности |
146 |
|
|
5.4. |
Равносильность формул |
150 |
|
|
5.5. |
Дизъюнктивные и конъюнктивные нормальные формы |
157 |
|
|
|
5.5.1. |
Аналитический способ приведения к СДНФ |
161 |
|
|
5.5.2. |
Табличный способ приведения к СДНФ |
162 |
|
|
5.5.3. |
Табличный способ приведения к СКНФ |
163 |
|
5.6. |
Минимизация булевых функций в классе ДНФ |
166 |
|
|
5.7. |
Геометрическое представление булевых функций |
172 |
|
|
|
5.7.1. |
Геометрический метод минимизации булевых функций |
175 |
|
|
|
Задачи и упражнения |
179 |
6. |
РАЗРЕШИМЫЕ И НЕРАЗРЕШИМЫЕ ПРОБЛЕМЫ |
181 |
||
ЗАКЛЮЧЕНИЕ |
192 |
|||
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК |
193 |
Учебное издание
Собенина Ольга Валерьевна
ДИСКРЕТНАЯ МАТЕМАТИКА
В авторской редакции
Компьютерный набор О.В. Собениной
Подписано к изданию 20.11.2012.
Уч-изд. л. 11,0.
ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»