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離散數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)離散數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)/離散數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)說(shuō)明: 定義:紅色表示。 定理性質(zhì):橙色表示。 公式:藍(lán)色表示。 算法:綠色表示 頁(yè)碼:灰色表示數(shù)理邏輯:命題公式:命題,聯(lián)結(jié)詞(,,,,),合式公式,子公式公式的真值:賦值,求值函數(shù),真值表,等值式,重言式,矛盾式范式:析取范式,極小項(xiàng),主析取范式,合取范式,極大項(xiàng),主合取范式聯(lián)結(jié)詞的完備集:真值函數(shù),異或,條件否定,與非,或非,聯(lián)結(jié)詞完備集推理理論:重言蘊(yùn)含式,有效結(jié)論,P規(guī)則,T規(guī)則,規(guī)則,推理謂詞與量詞:謂詞,個(gè)體詞,論域,全稱(chēng)量詞,存在量詞項(xiàng)與公式:項(xiàng),原子公式,合式公式,自由變?cè)s束變?cè)?,轄域,換名,代入公式語(yǔ)義:解釋?zhuān)x值,有效的,可滿(mǎn)足的,不可滿(mǎn)足的前束范式:前束范式推理理論:邏輯蘊(yùn)含式,有效結(jié)論,-規(guī)則(),+規(guī)則(),-規(guī)則(),+規(guī)則(),推理集合論:集合:集合,外延性原理,,,,空集,全集,冪集,文氏圖,交,并,差,補(bǔ),對(duì)稱(chēng)差關(guān)系:序偶,笛卡爾積,關(guān)系,,,關(guān)系圖,空關(guān)系,全域關(guān)系,恒等關(guān)系關(guān)系性質(zhì)與閉包:自反的,反自反的,對(duì)稱(chēng)的,反對(duì)稱(chēng)的,傳遞的,自反閉包r(R),對(duì)稱(chēng)閉包s(R),傳遞閉包t(R)等價(jià)關(guān)系:等價(jià)關(guān)系,等價(jià)類(lèi),商集,劃分偏序關(guān)系:偏序,哈斯圖,全序(線(xiàn)序),極大元/極小元,最大元/最小元,上界/下界函數(shù):函數(shù),常函數(shù),恒等函數(shù),滿(mǎn)射,入射,雙射,反函數(shù),復(fù)合函數(shù)集合基數(shù):基數(shù),等勢(shì),有限集/無(wú)限集,可數(shù)集,不可數(shù)集代數(shù)結(jié)構(gòu):運(yùn)算與其性質(zhì):運(yùn)算,封閉的,可交換的,可結(jié)合的,可分配的,吸收律,冪等的,幺元,零元,逆元代數(shù)系統(tǒng):代數(shù)系統(tǒng),子代數(shù),積代數(shù),同態(tài),同構(gòu)。群與子群:半群,子半群,元素的冪,獨(dú)異點(diǎn),群,群的階數(shù),子群,平凡子群,陪集,拉格朗日()定理阿貝爾群和循環(huán)群:阿貝爾群(交換群),循環(huán)群,生成元環(huán)與域:環(huán),交換環(huán),含幺環(huán),整環(huán),域格與布爾代數(shù):格,對(duì)偶原理,子格,分配格,有界格,有補(bǔ)格,布爾代數(shù),有限布爾代數(shù)的表示定理圖論:圖的基本概念:無(wú)向圖、有向圖、關(guān)聯(lián)與相鄰、簡(jiǎn)單圖、完全圖、正則圖、子圖、補(bǔ)圖,握手定理,圖的同構(gòu)圖的連通性:通路,回路,簡(jiǎn)單通路,簡(jiǎn)單回路(跡)初級(jí)通路(路徑),初級(jí)回路(圈),點(diǎn)連通,連通圖,點(diǎn)割集,割點(diǎn),邊割集,割邊,點(diǎn)連通度,邊連通度,弱連通圖,單向連通圖,強(qiáng)連通圖,二部圖(二分圖)圖的矩陣表示:關(guān)聯(lián)矩陣,鄰接矩陣,可達(dá)矩陣歐拉圖與哈密頓圖:歐拉通路、歐拉回路、歐拉圖、半歐拉圖,哈密頓通路、哈密頓回路、哈密頓圖、半哈密頓圖無(wú)向樹(shù)與根樹(shù):無(wú)向樹(shù),生成樹(shù),最小生成樹(shù),,根樹(shù),m叉樹(shù),最優(yōu)二叉樹(shù),算法平面圖:平面圖,面,歐拉公式,定理數(shù)理邏輯:命題:具有確定真值的陳述句。否定詞符號(hào):設(shè)p是一個(gè)命題,p稱(chēng)為p的否定式。p是真的當(dāng)且僅當(dāng)p是假的。p是真的當(dāng)且僅當(dāng)p是假的。【定義1.1】合取詞符號(hào):設(shè)p,q是兩個(gè)命題,命題“p并且q”稱(chēng)為p,q的合取,記以pq,讀作p且q。pq是真的當(dāng)且僅當(dāng)p和q都是真的?!径x1.2】析取詞符號(hào):設(shè)p,q是兩個(gè)命題,命題“p或者q”稱(chēng)為p,q的析取,記以pq,讀作p或q。pq是真的當(dāng)且僅當(dāng)p,q中至少有一個(gè)是真的?!径x1.3】蘊(yùn)含詞符號(hào):設(shè)p,q是兩個(gè)命題,命題“如果p,則q”稱(chēng)為p蘊(yùn)含q,記以pq。pq是假的當(dāng)且僅當(dāng)p是真的而q是假的?!径x1.4】等價(jià)詞符號(hào):設(shè)p,q是兩個(gè)命題,命題“p當(dāng)且僅當(dāng)q”稱(chēng)為p等價(jià)q,記以pq。pq是真的當(dāng)且僅當(dāng)p,q或者都是真的,或者都是假的?!径x1.5】合式公式:命題常元和變?cè)?hào)是合式公式;若A是合式公式,則(A)是合式公式,稱(chēng)為A的否定式;若A,B是合式公式,則(AB),(AB),(AB),(AB)是合式公式;所有合式公式都是有限次使用(1),(2),(3)、(4)得到的符號(hào)串。子公式:如果X是合式公式A的一部分,且X本身也是一個(gè)合式公式,則稱(chēng)X為公式A的子公式?!径x1.6】賦值(指派,解釋?zhuān)涸O(shè)是命題變?cè)?,則稱(chēng)函數(shù)v:{1,0}是一個(gè)真值賦值。【定義1.8】真值表:公式A在其所有可能的賦值下所取真值的表,稱(chēng)為A的真值表?!径x1.9】重言式(永真式):任意賦值v,vA矛盾式(永假式):任意賦值v,有vA【定義1.10】等值式:若等價(jià)式AB是重言式,則稱(chēng)A與B等值,記作AB?!径x2.1】基本等值式 雙重否定律 AA冪等律AAA,AAA交換律ABBA,ABBA結(jié)合律(AB)CA(BC),(AB)CA(BC)分配律A(BC)(AB)(AC),A(BC)(AB)(AC)德摩根律 (AB)AB ,(AB)AB吸收律A(AB)A,A(AB)A 零律A,A同一律 AA,AA排中律AA矛盾律AA蘊(yùn)涵等值式ABAB等價(jià)等值式AB(AB)(BA)假言易位ABBA等價(jià)否定等值式ABAB歸謬論(AB)(AB)A置換規(guī)則:設(shè)X是公式A的子公式,XY。將A中的X(可以是全部或部分X)用Y來(lái)置換,所得到的公式B,則AB。文字:設(shè)A(命題變?cè)?則A和A都稱(chēng)為命題符號(hào)A的文字,其中前者稱(chēng)為正文字,后者稱(chēng)為負(fù)文字?!径x2.2】析取范式:形如A1A2…(n1)的公式稱(chēng)為析取范式,其中(1,…)是由文字組成的合取范式。合取范式:形為A1A2…(n1)的公式稱(chēng)為合取范式,其中A1,…都是由文字組成的析取式?!径x2.3】極小項(xiàng):文字的合取式稱(chēng)為極小項(xiàng),其中公式中每個(gè)命題符號(hào)的文字都在該合取式中出現(xiàn)一次。極大項(xiàng):文字的析取式稱(chēng)為極大項(xiàng),其中公式中每個(gè)命題符號(hào)的文字都在該合取式中出現(xiàn)一次?!径x2.4】主析取范式:給定的命題公式的主析取范式是一個(gè)與之等價(jià)的公式,后者由極小項(xiàng)的析取組成。主合取范式:給定的命題公式的主合取范式是一個(gè)與之等價(jià)的公式,后者由極大項(xiàng)的合取組成。【定義2.5】公式的真值表中真值為F的指派所對(duì)應(yīng)的極大項(xiàng)的合取,即為此公式的主合取范式。真值函數(shù):稱(chēng)F:{0,1}n{0,1}為n元真值函數(shù).【定義2.6】聯(lián)結(jié)詞的完備集:設(shè)C是聯(lián)結(jié)詞的集合,若對(duì)于任意一個(gè)合式公式均存在一個(gè)與之等價(jià)的公式,而后者只含有C中的聯(lián)結(jié)詞,則稱(chēng)C是聯(lián)結(jié)詞的完備集?!径x2.7】{,,,,},{,,},{,},{,},{,}是聯(lián)結(jié)詞的完備集。【定理2.6】c異或PQ: (PQ)c條件否定PQ:(PQ)與非PQ: (PQ)或非PQ: (PQ)【定義2.8】{},{↓}都是聯(lián)結(jié)詞的完備集【定理2.7】重言蘊(yùn)含式:當(dāng)且僅當(dāng)PQ是一個(gè)重言式時(shí),稱(chēng)P重言蘊(yùn)含Q,記為PQ。有效結(jié)論:設(shè)A、C是兩個(gè)命題公式,若AC,稱(chēng)C是A的有效結(jié)論?!径x3.1】推理定律——重言蘊(yùn)涵式 1.A(AB) 附加律2.(AB)A 化簡(jiǎn)律3.(AB)AB 假言推理4.(AB)BA 拒取式5.(AB)BA 析取三段論6.(AB)(BC)(AC) 假言三段論7.(AB)(BC)(AC) 等價(jià)三段論8.(AB)(CD)(AC)(BD) 構(gòu)造性二難 (AB)(AB)B 構(gòu)造性二難(特殊形式)9.(AB)(CD)(BD)(AC) 破壞性二難形式系統(tǒng):一個(gè)形式系統(tǒng)I由下面四個(gè)部分組成: (1)非空的字母表,記作A(I). (2)A(I)中符號(hào)構(gòu)造的合式公式集,記作E(I). (3)E(I)中一些特殊的公式組成的公理集,記作(I). (4)推理規(guī)則集,記作R(I).記<A(I)(I)(I)(I)>,其中<A(I)(I)>是I的形式語(yǔ)言系統(tǒng),<(I)(I)>是I的形式演算系統(tǒng).自然推理系統(tǒng):無(wú)公理,即(I)=公理推理系統(tǒng):推出的結(jié)論是系統(tǒng)中的重言式,稱(chēng)作定理【定義3.2】P規(guī)則:在推導(dǎo)過(guò)程中,可以隨時(shí)添加前提。T規(guī)則:在推導(dǎo)過(guò)程中,可以引入公式S,它是由其前題的一個(gè)或多個(gè)公式借助重言、蘊(yùn)含而得到的。推理(證明):從前提A1,A2,,到結(jié)論B的推理是一個(gè)公式序列C1,C2,,.其中(1il)是某個(gè),或者可由序列中前面的公式應(yīng)用推理規(guī)則得到,并且?!径x3.3】規(guī)則(演繹定理):若{R}S,則RS,其中為命題公式的集合。個(gè)體詞:用于表示命題中主語(yǔ)部分的符號(hào)或符號(hào)串。個(gè)體常元表示確指?jìng)€(gè)體。個(gè)體變?cè)硎静淮_指?jìng)€(gè)體。個(gè)體域:個(gè)體變?cè)娜≈捣秶?,常用D表示。量詞:限定個(gè)體數(shù)量特性的詞。全稱(chēng)量詞:對(duì)所有的存在量詞:有些謂詞語(yǔ)言:用符號(hào)串表示個(gè)體、謂詞、量詞和命題 個(gè)體變?cè)?hào):x,y,z,… 個(gè)體常元符號(hào):a,b,c,… 函數(shù)符號(hào):f,g,… 謂詞符號(hào):P,Q,R,… 命題常元符號(hào):, 量詞符號(hào):, 連接詞符號(hào):,,,, 輔助符號(hào):),( 【定義4.1】項(xiàng):(1)個(gè)體常元和變?cè)琼?xiàng);(2)若f是n元函數(shù)符號(hào),t1,…,是項(xiàng),則f(t1,…,)是項(xiàng);(3)僅僅有限次使用(1),(2)產(chǎn)生的符號(hào)串是項(xiàng)?!径x4.2】原子公式:若P是一個(gè)元謂詞符號(hào),t1,…是項(xiàng),則P(t1,…)是原子公式。【定義4.3】合式公式:(1)原子公式是公式;(2)若A是合式公式,則(A)是合式公式;(3)若A,B是公式,則(AB),(AB),AB),(AB)是公式;(4)若A是公式,x是變?cè)瑒t,是公式;(5)僅僅有限次使用1~4得到的符號(hào)串才是合式公式?!径x4.4】設(shè)公式的一個(gè)子公式為xA或xA。則稱(chēng):指導(dǎo)變?cè)簒是或的指導(dǎo)變?cè)?。轄域:A是相應(yīng)量詞的轄域。約束出現(xiàn):轄域中x的一切出現(xiàn),以與(x)中的x稱(chēng)為x在中的約束出現(xiàn)。自由出現(xiàn):變?cè)姆羌s束出現(xiàn)。約束變?cè)杭s束出現(xiàn)的變?cè)?。自由變?cè)鹤杂沙霈F(xiàn)的變?cè)?。【定義4.5】封閉的:一個(gè)公式A是封閉的,若其中不含自由變?cè)!径x4.6】變?cè)獡Q名:(1)換名的范圍是量詞的指導(dǎo)變?cè)?與其相應(yīng)轄域中的變?cè)?,其余部分不變。?)換名時(shí)最好選用轄域中未出現(xiàn)的變?cè)?。變?cè)耄捍雽?duì)自由變?cè)M(jìn)行。不能改變約束關(guān)系。解釋?zhuān)褐^詞語(yǔ)言的一個(gè)解釋(D,)包括:(1)非空集合D,稱(chēng)之為論域;(2)對(duì)應(yīng)于每一個(gè)個(gè)體常元a,(a)D;(3)對(duì)應(yīng)于每一個(gè)n元函數(shù)符號(hào)f都有一個(gè)函數(shù)(f)D;(4)對(duì)應(yīng)于每一個(gè)n元謂詞符號(hào)A都有一個(gè)n元關(guān)系(A)?!径x4.7】賦值:解釋I中的賦值v為每一個(gè)個(gè)體變?cè)獂指定一個(gè)值v(x)D,即設(shè)V為所個(gè)體變?cè)募?,則賦值v是函數(shù)D.可滿(mǎn)足的:給定公式A,若在某一解釋中至少有一種賦值使A取值為1,則稱(chēng)A為可滿(mǎn)足的。否則稱(chēng)A是不可滿(mǎn)足的。等值式AB:若AB是有效的【定義5.1】幾類(lèi)等值式(1)命題公式的推廣.P(x)Q(x)P(x)Q(x)(2)否定深入xP(x)x(P(x))(x)x(P(x))(3)量詞作用域的擴(kuò)張與收縮 設(shè)B中不含x的自由出現(xiàn),則x(A(x)B)xA(x)Bx(A(x)B)xA(x)Bx(A(x)B)xA(x)Bx(BA(x))BxA(x)x(A(x)B)xA(x)Bx(A(x)B)xA(x)Bx(A(x)B)xA(x)Bx(BA(x))BxA(x)(4)量詞分配等值式x(A(x)B(x))xA(x)xB(x) x(A(x)B(x))xA(x)xB(x)(5)多個(gè)量詞的使用 xyA()yxA() xyA()yxA()置換規(guī)則:設(shè)(A)是含A的公式,那么,若AB,則(A)(B).換名規(guī)則:設(shè)A為一公式,將A中某量詞轄域中個(gè)體變項(xiàng)的所有約束出現(xiàn)與相應(yīng)的指導(dǎo)變?cè)獡Q成該量詞轄域中未曾出現(xiàn)過(guò)的個(gè)體變項(xiàng)符號(hào),其余部分不變,設(shè)所得公式為A,則AA.前束范式:如果謂詞公式A有如下形狀:Q1x1…,其中或者是,或者是,1,…,n,M是不含量詞的公式,Q1x1…稱(chēng)為首標(biāo),M稱(chēng)為母式。【定義5.2】前束范式存在定理:對(duì)于任意謂詞公式,都存在與它邏輯等價(jià)的前束范式?!径ɡ?.1】前束范式的算法:步1.對(duì)約束出現(xiàn)的變?cè)M(jìn)行必要的換名,使得約束出現(xiàn)的變?cè)ゲ幌嗤也慌c任何自由變?cè)2?.將所有的否定號(hào)深入到量詞后面。 步3.將量詞符號(hào)移至公式最外層。邏輯蘊(yùn)含式AC:當(dāng)且僅當(dāng)AC是有效的。幾類(lèi)邏輯蘊(yùn)涵式 第一組命題邏輯推理定理的代換實(shí)例 如,(x)(y)(x)第二組基本等值式生成的推理定理 如,(x)(x),(x)(x)(x)xF(x),xF(x)(x)第三組其它常用推理定律 (1)(x)(x)x(A(x)B(x)) (2)x(A(x)B(x))(x)(x) (3)x(A(x)B(x))(x)(x) (4)x(A(x)B(x))(x)(x)推理規(guī)則 -規(guī)則():?xAx∴Ay或? +規(guī)則():Ax∴?xAx -規(guī)則():∴?xAx∴Ac x +規(guī)則():Ay∴?xAx或B Ac∴? 先用,再用自然推理系統(tǒng)NL:1.字母表.同一階語(yǔ)言L(fǎng)的字母表2.合式公式.同L的合式公式3.推理規(guī)則:(1)前提引入規(guī)則 (2)結(jié)論引入規(guī)則(3)置換規(guī)則(4)假言推理規(guī)則(5)附加規(guī)則(6)化簡(jiǎn)規(guī)則(7)拒取式(8)假言三段論規(guī)則(9)析取三段論規(guī)則(10)構(gòu)造性二難推理規(guī)則(11)合取引入規(guī)則(12)-規(guī)則(13)+規(guī)則(14)-規(guī)則(15)+規(guī)則 【定義5.3】集合論:ABx(xAxB)【定義6.1】A=BABBA 【定義6.2】ABABAB 【定義6.3】A?Bx(xAxB)空集:不含有任何元素的集合【定義6.4】空集是任何集合的子集?!径ɡ?.1】?jī)缂疨(A)={x|xA}【定義6.5】如果,則(A)2n全集E:包含了所有元素的集合【定義6.6】并AB={x|xAxB}交AB={x|xAxB}差(相對(duì)補(bǔ))AB={x|xAxB}【定義6.7】對(duì)稱(chēng)差A(yù)B=(AB)(BA)【定義6.8】補(bǔ)(絕對(duì)補(bǔ))A=EA={A}【定義6.9】廣義并A={x|z(zAxz)}【定義6.10】廣義交A={x|z(zAxz)}【定義6.11】集合恒等式1.只涉與一個(gè)運(yùn)算的算律:交換AAAAAA結(jié)合(AB)(BC)(AB)(BC)(AB)(BC)冪等AA2.涉與兩個(gè)不同運(yùn)算的算律:與與分配A(BC)=(AB)(AC)A(BC)=(AB)(AC)A(BC)=(AB)(AC)吸收A(AB)A(AB)3.涉與補(bǔ)運(yùn)算的算律:律A(BC)=(AB)(AC)A(BC)=(AB)(AC)(BC)=BC(BC)=BC雙重否定4.涉與全集和空集的算律:E補(bǔ)元律AA零律A=A同一律AA否定序偶(有序?qū)Γ河蓛蓚€(gè)元素x和y,按照一定的順序組成的二元組,記作<>.【定義7.1】笛卡兒積:設(shè)為集合,A與B的笛卡兒積記作AB定義為AB={<>|xAyB}.【定義7.2】笛卡爾積性質(zhì):或時(shí),A“”不滿(mǎn)足結(jié)合律A(BC)=(AB)(AC)關(guān)系:(兩個(gè)定義)(1)序偶的一個(gè)集合,確定了一個(gè)二元關(guān)系R。R中任一序偶<>,可記作<x,y>R或【定義7.3】(2)笛卡爾積的子集:RAB【定義7.4】空關(guān)系:全域關(guān)系:A×B恒等關(guān)系={<>|x∈A} 【定義7.5】關(guān)系矩陣:若{x1,x2,…,},{y1,y2,…,},R是從A到B的關(guān)系,R的關(guān)系矩陣是布爾矩陣=[]mn,其中=1<,>R.關(guān)系圖:若{x1,x2,…,},R是從A上的關(guān)系,R的關(guān)系圖是<A,R>,其中A為結(jié)點(diǎn)集,R為邊集.如果<>屬于關(guān)系R,在圖中就有一條從到的有向邊.前域(定義域)(R)={y.<>R} 值域(R)={x.<>R}域(R)= 【定義7.6】逆關(guān)系R1={<y,x>|<x,y>R} 【定義7.7】互逆(R1)1=R(RS)1=R1S1(RS)1=R1S1(AB)1=BA(R-S)1=R1-S1復(fù)合關(guān)系RS={<x,z>|y(<x,y>R<y,z>S)}【定義7.8】(RS)(SP)=RR…R設(shè)RXYZ,則(RS)1=S1R1【定理7.2】R在A上的限制R?A={<>|∧x∈A} A在R下的像R[A](R?A) 【定義7.9】自反的:若x∈A,都有<>R,則稱(chēng)R是自反的反自反的:若x∈A,都有<>R,則稱(chēng)R是反自反的.【定義7.11】對(duì)稱(chēng)的:對(duì)任意A,滿(mǎn)足,若<>R,則<>R反對(duì)稱(chēng)的:對(duì)任意A,滿(mǎn)足,若<>R且<>R,則【定義7.12】傳遞的:對(duì)任意的A,滿(mǎn)足:若<>R且<>R,則<>R,則稱(chēng)R是傳遞的【定義7.13】自反閉包(對(duì)稱(chēng)、傳遞):設(shè)R是A上的二元關(guān)系,如果有另一個(gè)關(guān)系R'滿(mǎn)足:R'是自反(對(duì)稱(chēng)、傳遞)的;R'R;對(duì)于任何自反的關(guān)系R”,若R"R,則有R"R'.則稱(chēng)關(guān)系R'為R的自反閉包.記為r(R)(
對(duì)稱(chēng)閉包s(R)和傳遞閉包t(R))?!径x7.14】設(shè)R為A上的關(guān)系,則有(1)r(R)∪(2)s(R)∪R1(3)t(R)∪R2∪R3∪…(若,則t(R)∪R2∪…∪)等價(jià)關(guān)系:設(shè)R為集合A上的一個(gè)二元關(guān)系。若R是自反的,對(duì)稱(chēng)的,傳遞的,則稱(chēng)R為A上的等價(jià)關(guān)系【定義7.15】等價(jià)類(lèi):設(shè)R為集合A上的等價(jià)關(guān)系,對(duì)aA,定義:[a]R={A且<>R}稱(chēng)之為元素a關(guān)于R的等價(jià)類(lèi)?!径x7.16】給定A上的等價(jià)關(guān)系R,對(duì)于A有<>當(dāng)且僅當(dāng)[a][b]R【定理17.4】商集:設(shè)R是A上的等價(jià)關(guān)系,定義{[a]A}稱(chēng)之為A關(guān)于R的商集.【定義7.17】劃分:設(shè)A為非空集合,若A的子集族π(πP(A))滿(mǎn)足: (1)π (2)xy(π∧x≠yx∩) (3)∪π=A則稱(chēng)π是A的一個(gè)劃分,稱(chēng)π中的元素為A的劃分塊.【定義7.18】給定集合A上的等價(jià)關(guān)系R,則商集是A的一個(gè)劃分.集合A的一個(gè)劃分π誘導(dǎo)出A上的一個(gè)等價(jià)關(guān)系R.R定義為{<>|A且在π的同一分塊中}設(shè)R1和R2為非空集合A上的一個(gè)等價(jià)關(guān)系,則R1=R2當(dāng)且僅當(dāng)1=2.偏序:設(shè)A是一個(gè)集合.如果A上的二元關(guān)系R是自反的,反對(duì)稱(chēng)的和傳遞的,則稱(chēng)R是A上的一個(gè)偏序關(guān)系.記R為“”,且稱(chēng)序偶<A,>為偏序集?!径x7.19】【定義7.22】全序(線(xiàn)序):設(shè)<A,>為偏序集,若對(duì)任意的A滿(mǎn)足:xy或yx則稱(chēng)為全序關(guān)系.<A,>為全序集.【定義7.21】覆蓋:設(shè)<A,>為偏序集,若A,xy且沒(méi)有其它元素z滿(mǎn)足xy,則稱(chēng)y覆蓋x.記{<>A且y覆蓋x}【定義7.23】哈斯圖:作圖規(guī)則用小元圈代表元素;若xy且xy,則將代表y的小元圈畫(huà)在代表x的小元圈之上;若<>,則在之間用直線(xiàn)連接。你極小元/極大元:設(shè)<A,>為偏序集,BA(1)對(duì)bB,若B中不存在x滿(mǎn)足:bx且xb則稱(chēng)b為B的極小元.(2)對(duì)bB,若B中不存在x滿(mǎn)足:bx且bx則稱(chēng)b為B的極大元.最小元/最大元:設(shè)<A,>為偏序集A,若有某個(gè)bB(1)對(duì)于B中每一個(gè)元素x都有bx,則稱(chēng)b為B的最小元.(2)對(duì)于B中每一個(gè)元素x都有xb,則稱(chēng)b為B的最大元.【定義7.24】下界/上界:設(shè)<A,>為偏序集,BA (1)若有aA,且對(duì)xB滿(mǎn)足ax,則稱(chēng)a為B的下界。進(jìn)一步:設(shè)a為B的下界,若B的所有下界y均有ya,則稱(chēng)a為B的下確界,記為B。 (2)若有aA,且對(duì)xB滿(mǎn)足xa,則稱(chēng)a為B的上界。進(jìn)一步:設(shè)a為B的上界,若B的所有上界y均有ay,則稱(chēng)a為B的上確界,記為B?!径x7.25】函數(shù):設(shè)為兩個(gè)集合XY,若對(duì)xX,!(唯一的)yY,滿(mǎn)足:<>f,則稱(chēng)f為函數(shù).記為Y定義域:值域:(有時(shí)記為f(X))={f(x)X}【定義8.1】函數(shù)相等:設(shè)f和g都是從A到B的函數(shù),若對(duì)任意xA,有f(x)(x),則稱(chēng)f和g相等.記為【定義8.2】函數(shù)的個(gè)數(shù):設(shè),.記{:AB},則|滿(mǎn)射(到上映射):設(shè)f:XY,若=Y,則稱(chēng)f為滿(mǎn)射的.入射(單射)(一對(duì)一映射):設(shè)f:XY,對(duì)x1,x2X,滿(mǎn)足:若x1x2,則f(x1)f(x2),稱(chēng)f為入射的.雙射(一一對(duì)應(yīng)映射):設(shè)Y,若f既是滿(mǎn)射的,又是入射的.則稱(chēng)f是雙射的.【定義8.6】常函數(shù):設(shè)→B,如果存在c∈B使得對(duì)所有的x∈A都有f(x),則稱(chēng)→B是常函數(shù).恒等函數(shù):稱(chēng)A上的恒等關(guān)系為A上的恒等函數(shù),對(duì)所有的x∈A都有(x).單調(diào)遞增:設(shè)<A,?>,<B,?>為偏序集,→B,如果對(duì)任意的x1,x2∈A,x1?x2,就有f(x1)?f(x2),則稱(chēng)f為單調(diào)遞增的;嚴(yán)格單調(diào)遞增:如果對(duì)任意的x1,x2∈A,x1?x2,就有f(x1)?f(x2),則稱(chēng)f為嚴(yán)格單調(diào)遞增的.類(lèi)似的也可以定義單調(diào)遞減和嚴(yán)格單調(diào)遞減的函數(shù) 特征函數(shù):設(shè)A為集合,對(duì)于任意的A'A,A'的特征函數(shù)A'→{0,1}定義為A'(a)=1,a∈A';A'(a)=0,a∈AA'自然映射:設(shè)R是A上的等價(jià)關(guān)系,令→;g(a)=[a],a∈A稱(chēng)g是從A到商集的自然映射 【定義8.7】復(fù)合函數(shù):設(shè)Z,定義:fg={<>X且zZ且可找到y(tǒng)Y使(x)(y)}稱(chēng)fg為f與g的復(fù)合函數(shù).設(shè)→B,→C
(1)如果→B,→C是滿(mǎn)射的,則f→C也是滿(mǎn)射的(2)如果→B,→C是單射的,則f→C也是單射的
(3)如果→B,→C是雙射的,則f→C也是雙射的
【定理8.2】反函數(shù)(逆函數(shù)):設(shè)Y是一個(gè)雙射函數(shù),那么f-1是YX的雙射函數(shù).稱(chēng)f-1為f的反函數(shù).互逆(f-1)-1設(shè)→B是雙射的,則f1f=,ff1=【定理8.5】基數(shù):用來(lái)衡量集合大小的一個(gè)概念.對(duì)于有限集合集來(lái)說(shuō),集合的基數(shù)就是其中所含元素的個(gè)數(shù).等勢(shì)的:設(shè)A,B是集合,如果存在著從A到B的雙射函數(shù),就稱(chēng)A和B是等勢(shì)的,記作A≈B.如果A不與B等勢(shì),則記作A?B. 注:通常將A的基數(shù)記為.【定義8.8】N≈Z≈Q≈N×N任何實(shí)數(shù)區(qū)間都與實(shí)數(shù)集合R等勢(shì){0,1}N≈R康托定理N?R;對(duì)任意集合A都有A?P(A).【定義8.7】有限集(有窮集)/無(wú)限集(無(wú)窮集):設(shè)A為一個(gè)集合.若存在某個(gè)自然數(shù)n,使得A與集合{0,1,…1}等勢(shì),則稱(chēng)A是有限的.若集合A不是有限的,則稱(chēng)A是無(wú)限的.【定義8.11】:實(shí)數(shù)集R的基數(shù)記作,即=【定義8.12】可數(shù)集(可列集):設(shè)A為集合,若≤0,則稱(chēng)A為可數(shù)集或可列集?!径x8.14】與自然數(shù)集N等勢(shì)的任意集合稱(chēng)為可數(shù)的.其基數(shù)為0結(jié)論: (1)A為可數(shù)的當(dāng)且僅當(dāng)可排列成{a12,…,…}的形式.(2)任一無(wú)限集必含有可數(shù)子集.(3)可數(shù)集的任何無(wú)限子集是可數(shù)的.(4)可數(shù)個(gè)兩兩不相交的可數(shù)集合的并集,仍是一個(gè)可數(shù)集.(5)NN是可數(shù)集.(6)有理數(shù)的全體組成的集合是可數(shù)集.(7)全體實(shí)數(shù)構(gòu)成的集合R是不可數(shù)的.基數(shù)的常識(shí):對(duì)于有窮集合A,基數(shù)是其元素個(gè)數(shù)n,=n;沒(méi)有最大的基數(shù)。將已知的基數(shù)按從小到大的順序排列就得到:0,1,2,…,n,…,0,,…代數(shù)結(jié)構(gòu)運(yùn)算:對(duì)于集合A,f是從到A的函數(shù),稱(chēng)f為集合A上的一個(gè)n元運(yùn)算。【定義9.1】交換律:已知<A,*>,若x,y∈A,有x**x,稱(chēng)*在A上是可交換的?!径x9.3】結(jié)合律:已知<A,*>,若x,y,z∈A,有x*(y*z)=(x*y)*z,稱(chēng)*在A上是可結(jié)合的。【定義9.4】?jī)绲嚷桑阂阎碅,*〉,若x∈A,x*則稱(chēng)滿(mǎn)足冪等律?!径x9.5】分配律:設(shè)<A,*,△>,若x,y,z∈A有:x*(y△z)=(x*y)△(x*z);(y△z)*(y*x)△(z*x)稱(chēng)運(yùn)算*對(duì)△是可分配的?!径x9.6】吸收律:設(shè),是定義在集合A上的兩個(gè)可交換二元運(yùn)算,若對(duì)A,都有(xy)=x;x(xy)=x則稱(chēng)運(yùn)算和滿(mǎn)足吸收律.【定義9.7】單位元(幺元):設(shè)*是A上二元運(yùn)算,,A 左幺元:若xA,有*,稱(chēng)為運(yùn)算*的左幺元; 右幺元:若xA,有x*,稱(chēng)為運(yùn)算*的右幺元;若e既是左幺元又是右幺元,稱(chēng)e為運(yùn)算*的幺元【定義9.8】設(shè)*是A上的二元運(yùn)算,具有左幺元,右幺元,則【定理9.1】零元:設(shè)*是A上二元運(yùn)算,l,r,A 左零元:若xA,有l(wèi)*l,稱(chēng)l為運(yùn)算*的左零元; 右零元: 若xA,有x*r,稱(chēng)r為運(yùn)算*的右零元;若既是左零元又是右零元,稱(chēng)為運(yùn)算*的零元?!径x9.9】設(shè)*是A上的二元運(yùn)算,具有左零元l,右零元r,則【定理9.2】逆元:設(shè)*是A上的二元運(yùn)算,e是運(yùn)算*的幺元,若x*那對(duì)于運(yùn)算*,x是y的左逆元,y是x的右逆元存在逆元(左逆無(wú),右逆元)的元素稱(chēng)為可逆的(左可逆的,右可逆的)【定義9.10】對(duì)于可結(jié)合運(yùn)算ο,如果元素x有左逆元l,右逆元r,則-1【定理9.4】消去律:已知<A,*>,若x,y,z∈A,有(1)若x*y=x*z且x,則;(左消去律)(2)若y*x=z*x且x,則;(右消去律)那么稱(chēng)*滿(mǎn)足消去律?!径x9.11】代數(shù)系統(tǒng):設(shè)A為非空集合,為A上運(yùn)算的集合,稱(chēng)<A,>為一個(gè)代數(shù)系統(tǒng).【定義9.12】同類(lèi)型的代數(shù)系統(tǒng):如果兩個(gè)代數(shù)系統(tǒng)中運(yùn)算的個(gè)數(shù)相同,對(duì)應(yīng)運(yùn)算的元數(shù)相同,且代數(shù)常數(shù)的個(gè)數(shù)也相同,則稱(chēng)它們是同類(lèi)型的代數(shù)系統(tǒng).【定義9.13】子代數(shù):設(shè)<S,f1,f2,…,>是代數(shù)系統(tǒng),B是S的非空子集,如果B對(duì)f1,f2,…,都是封閉的,且B和S含有相同的代數(shù)常數(shù),則稱(chēng)<B,f1,f2,…,>是V的子代數(shù)系統(tǒng),簡(jiǎn)稱(chēng)子代數(shù)【定義9.14】最大的子代數(shù):就是V本身最小的子代數(shù):如果令V中所有代數(shù)常數(shù)構(gòu)成的集合是B,且B對(duì)V中所有的運(yùn)算都是封閉的,則B就構(gòu)成了V的最小的子代數(shù)平凡的子代數(shù):最大和最小的子代數(shù)稱(chēng)為V的平凡的子代數(shù)真子代數(shù):若B是S的真子集,則B構(gòu)成的子代數(shù)稱(chēng)為V的真子代數(shù).因子代數(shù):設(shè)V1=<A,?>和V2=<B,>是同類(lèi)型的代數(shù)系統(tǒng),?和為二元運(yùn)算,在集合AB上如下定義二元運(yùn)算?,<a11>,<a22>AB,有<a11>?<a22>=<a1?a2,b1b2>稱(chēng)<AB,?>為V1與V2的積代數(shù),記作V1V2.這時(shí)也稱(chēng)V1和V2為V的因子代數(shù).【定義9.15】設(shè)V1=<A,?>和V2=<B,>是同類(lèi)型的代數(shù)系統(tǒng),V1V2=<AB,?>是它們的積代數(shù).(1)如果?和運(yùn)算是可交換(可結(jié)合、冪等)的,那幺?運(yùn)算也是可交換(可結(jié)合、冪等)的(2)如果e1和e2(1和2)分別為?和運(yùn)算的單位元(零元),那幺<e12>(<1,2>)也是?運(yùn)算的單位元(零元)(3)如果x和y分別為?和運(yùn)算的可逆元素,那幺<>也是?運(yùn)算的可逆元素,其逆元就是<x11>【定理9.5】同態(tài):設(shè)V1=<A,°>和V2=<B,>是同類(lèi)型的代數(shù)系統(tǒng),B,對(duì)x,yA有f(x°y)=f(x)f(y),則稱(chēng)f是V1到V2的同態(tài)映射,簡(jiǎn)稱(chēng)同態(tài)(1)f如果是單射,則稱(chēng)為單同態(tài)。(2)如果是滿(mǎn)射,則稱(chēng)為滿(mǎn)同態(tài),這時(shí)稱(chēng)V2是V1的同態(tài)像,記作V1V2。(3)如果是雙射,則稱(chēng)為同構(gòu),也稱(chēng)代數(shù)系統(tǒng)V1同構(gòu)于V2,記作V1V2。(4)如果V12,則稱(chēng)作自同態(tài)?!径x9.16】半群:設(shè)<S,°>是代數(shù)系統(tǒng),°為二元運(yùn)算,如果°運(yùn)算是可結(jié)合的,則稱(chēng)V為半群。獨(dú)異點(diǎn):設(shè)<S,°>是半群,若e∈S是關(guān)于°運(yùn)算的單位元,則稱(chēng)V是含幺半群,也叫做獨(dú)異點(diǎn)。有時(shí)也將獨(dú)異點(diǎn)V記作<S,°>.群:設(shè)<G,°>是獨(dú)異點(diǎn),eG關(guān)于°運(yùn)算的單位元,若aG,a1G,則稱(chēng)V是群().通常將群記作G.【定義10.1】群的階數(shù):設(shè)<G,>是一個(gè)群 有限群:如果G是有限集,那么稱(chēng)<G,>為有限群 階數(shù):為該有限群的階數(shù); 無(wú)限群:如果G是無(wú)限集,則稱(chēng)<G,>為無(wú)限群。平凡群:階數(shù)為1(即只含單位元)的群稱(chēng)為平凡群【定義10.2】群的性質(zhì):設(shè)<G,>是一個(gè)群。(1)非平凡群中不可能有零元.(2)對(duì)于G,必存在唯一的xG,使得ax.(3)對(duì)于{}G若:ab=ac或ba=ca則必有(消去律)。(4)運(yùn)算表中的每一行或每一列都是一個(gè)置換。(5)除幺元e外,不可能有任何別的冪等元。元素的冪:設(shè)G是群,a∈G,n∈Z,則a的n次冪【定義10.3】元素的階:設(shè)G是群,a∈G,使得等式成立的最小正整數(shù)k稱(chēng)為元素a的階,記作,稱(chēng)a為k階元。若不存在這樣的正整數(shù)k,則稱(chēng)a為無(wú)限階元?!径x10.4】?jī)邕\(yùn)算性質(zhì): (1)a∈G,(a1)1 (2)∈G,()11a1 (3)a∈G,=,n,m∈Z (4)a∈G,()m=,n,m∈Z (5)若G為交換群,則()n=.【定理10.1】元素的階的性質(zhì):G為群,a∈G且=r.設(shè)k是整數(shù),則(1)=e當(dāng)且僅當(dāng)r|k(r整除k)(2)1|=【定理10.3】子群:設(shè)G是群,H是G的非空子集,如果H關(guān)于G中的運(yùn)算構(gòu)成群,則稱(chēng)H是G的子群,記作H≤G。真子群:若H是G的子群,且HG,則稱(chēng)H是G的真子群,記作H<G.平凡子群:對(duì)任何群G都存在子群.G和{e}都是G的子群,稱(chēng)為G的平凡子群.【定義10.5】子群判定定理一:設(shè)G為群,H是G的非空子集,則H是G的子群當(dāng)且僅當(dāng)(1)∈H有∈H;(2)a∈H有a1∈H?!径ɡ?0.4】子群判定定理二:設(shè)G為群,H是G的非空子集.H是G的子群當(dāng)且僅當(dāng)∈H有1∈H.
【定理10.5】子群判定定理三:設(shè)G為群,H是G的非空有窮子集,則H是G的子群當(dāng)且僅當(dāng)∈H有∈H.【定理10.6】生成子群:設(shè)G為群,a∈G,令{k∈Z},則H是G的子群,稱(chēng)為由a生成的子群,記作<a>.陪集:設(shè)<H,>是群<G,>的一個(gè)子群G則: 左陪集:{a}H,由a所確定的H在G中的左陪集. 右陪集:{a}陪集是左陪集與右陪集的統(tǒng)稱(chēng).
【定義10.6】陪集性質(zhì):設(shè)H是群G的子群,則=Ha∈G有a∈∈G有:a∈1∈H在G上定義二元關(guān)系R:∈G,<>∈R1∈H則R是G上的等價(jià)關(guān)系,且[a]R=. 【定理10.7】【定理10.8】拉格朗日定理:設(shè)G是有限群,H是G的子群,則=·[]其中[]是H在G中的不同右陪集(或左陪集)數(shù),稱(chēng)為H在G中的指數(shù).【定理10.10】推論:(1)設(shè)G是n階群,則a∈G,是n的因子,且=e.(2)對(duì)階為素?cái)?shù)的群G,必存在a∈G使得G=<a>.阿貝爾群(交換群):若群G中的運(yùn)算是可交換的,則稱(chēng)G為交換群或阿貝爾群。循環(huán)群:設(shè)G是群,若存在a∈G使得{k∈Z}則稱(chēng)G是循環(huán)群,記作<a>,稱(chēng)a為G的生成元.
n階循環(huán)群:設(shè)<a>是循環(huán)群,若a是n階元,則G={a0,a1,a2,…,1}無(wú)限循環(huán)群:若a是無(wú)限階元,則G={a0,a±1,a±2,…}【定義10.7】循環(huán)群的生成元:設(shè)<a>是循環(huán)群(1)若G是無(wú)限循環(huán)群,則G只有兩個(gè)生成元,即a和a1.
(2)若G是n階循環(huán)群,則G含有(n)個(gè)生成元.對(duì)于任何小于n且與n互質(zhì)的數(shù)r∈{0,1,…1},是G的生成元.【定理10.11】循環(huán)群的子群:(1)設(shè)<a>是循環(huán)群,則G的子群仍是循環(huán)群;(2)若<a>是無(wú)限循環(huán)群,則G的子群除{e}以外都是無(wú)限循環(huán)群;(3)若<a>是n階循環(huán)群,則對(duì)n的每個(gè)正因子d,G恰好含有一個(gè)d階子群。【定理10.12】環(huán):設(shè)<,·>是代數(shù)系統(tǒng),+和·是二元運(yùn)算.如果滿(mǎn)足以下條件:(1)<>構(gòu)成交換群;(2)<R,·>構(gòu)成半群;(3)·運(yùn)算關(guān)于+運(yùn)算適合分配律,則稱(chēng)<,·>是一個(gè)環(huán).【定義10.11】環(huán)的運(yùn)算性質(zhì):設(shè)<,·>是環(huán),則(1)a∈R,a0=0a=0(2)∈R,(a)b=a(b)=(3)∈R,a(bc)=,(bc)a=(4)a1212∈R(≥2)i=1nai設(shè)<,·>是環(huán) 交換環(huán):若環(huán)中乘法·適合交換律,則稱(chēng)R是交換環(huán);含幺環(huán):若環(huán)中乘法·存在單位元,則稱(chēng)R是含幺環(huán);無(wú)零因子環(huán):若∈R,00∨0,則稱(chēng)R是無(wú)零因子環(huán)。整環(huán):設(shè)<,>是一個(gè)代數(shù)系統(tǒng),若滿(mǎn)足:(1)<>是阿貝爾群;(2)<R,>是可交換獨(dú)異點(diǎn),且無(wú)零因子,即對(duì)R,a00則ab0;(3)運(yùn)算對(duì)+是可分配的,則稱(chēng)<,>是整環(huán)域:設(shè)<,>是一個(gè)代數(shù)系統(tǒng),若滿(mǎn)足:(1)<>是阿貝爾群;(2)<{0},>是阿貝爾群;(3)運(yùn)算對(duì)+是可分配的,則稱(chēng)<,>是域?!径x10.12】格:設(shè)<S,?>是偏序集,如果S,{}都有最小上界和最大下界,則稱(chēng)S關(guān)于偏序?作成一個(gè)格【定義11.1】格的代數(shù)系統(tǒng)定義:設(shè)<S,?,?>是代數(shù)系統(tǒng),?和?是二元運(yùn)算,如果?和?滿(mǎn)足交換律、結(jié)合律和吸收律,則<S,?,?>構(gòu)成格【定義11.3】對(duì)偶命題:設(shè)f是含有格中元素以與符號(hào)=,?,?,∨和∧的命題.令f*是將f中的?替換成?,?替換成?,∨替換成∧,∧替換成∨所得到的命題.稱(chēng)f*為f的對(duì)偶命題【定義11.2】格的對(duì)偶原理:設(shè)f是含有格中元素以與符號(hào)=,?,?,∨和∧等的命題.若f對(duì)一切格為真,則f的對(duì)偶命題f*也對(duì)一切格為真.格的性質(zhì):設(shè)<L,?>是格,則運(yùn)算∨和∧適合交換律、結(jié)合律、冪等律和吸收律,即(1)∈L有a∨b=b∨a,a∧b=b∧a(2)∈L有(a∨b)∨c=a∨(b∨c),(a∧b)∧c=a∧(b∧c)(3)a∈L有a∨a=a,a∧a=a(4)∈L有a∨(a∧b)=a,a∧(a∨b)=a【定理11.1】格的序與運(yùn)算性質(zhì):設(shè)L是格,則∈L有a?ba∧b=aa∨b=b【定理11.3】格的保序性質(zhì):設(shè)L是格,∈L,若a?b且c?d,則a∧c?b∧d,a∨c?b∨d【定理11.4】子格:設(shè)<L,∧,∨>是格,S是L的非空子集,若S關(guān)于L中的運(yùn)算∧和∨仍構(gòu)成格,則稱(chēng)S是L的子格【定義11.4】分配格:設(shè)<L,∧,∨>是格,若∈L,有a∧(b∨c)=(a∧b)∨(a∧c)a∨(b∧c)=(a∨b)∧(a∨c)則稱(chēng)L為分配格.【定義11.5】分配格的判別:設(shè)L是格,則L是分配格當(dāng)且僅當(dāng)L不含有與鉆石格或五角格同構(gòu)的子格【定理11.5】全下界:設(shè)L是格,若存在a∈L使得x∈L有a?x,則稱(chēng)a為L(zhǎng)的全下界;全上界:設(shè)L是格,若存在b∈L使得x∈L有x?b,則稱(chēng)b為L(zhǎng)的全上界
?!径x11.6】有界格:設(shè)L是格,若L存在全下界和全上界,則稱(chēng)L為有界格,一般將有界格L記為<L,∧,∨,0,1>.【定義11.7】有界格的性質(zhì):設(shè)<L,∧,∨,0,1>是有界格,則a∈L有a∧0=0∨0=∧1=a,a∨1=1補(bǔ)元:設(shè)<L,∧,∨,0,1>是有界格,a∈L,若存在b∈L使得a∧b=0和a∨b=1成立,則稱(chēng)b是a的補(bǔ)元 【定義11.8】有界分配格的補(bǔ)元惟一性定理:設(shè)<L,∧,∨,0,1>是有界分配格.若L中元素a存在補(bǔ)元,則存在惟一的補(bǔ)元. 【定理11.6】有補(bǔ)格:設(shè)<L,∧,∨,0,1>是有界格,若L中所有元素都有補(bǔ)元存在,則稱(chēng)L為有補(bǔ)格.【定義11.9】布爾格(布爾代數(shù)):如果一個(gè)格是有補(bǔ)分配格,則稱(chēng)它為布爾格或布爾代數(shù).布爾代數(shù)標(biāo)記為<B,∧,∨,,0,1>,為求補(bǔ)運(yùn)算.【定義11.10】布爾代數(shù)的代數(shù)系統(tǒng)定義:設(shè)<B,?,?>是代數(shù)系統(tǒng),?和?是二元運(yùn)算.若?和?運(yùn)算滿(mǎn)足:(1)交換律,即∈B有a?b=b?a,a?b=b?a(2)分配律,即∈B有a?(b?c)=(a?b)?(a?c),
a?(b?c)=(a?b)?(a?c)(3)同一律,即存在0,1∈B,使得a∈B有a?1=a,a?0=a(4)補(bǔ)元律,即a∈B,存在a∈B使得a?a=0,a?a=1則稱(chēng)<B,?,?>是一個(gè)布爾代數(shù). 【定義11.11】布爾代數(shù)的性質(zhì):設(shè)<B,∧,∨,,0,1>是布爾代數(shù),則(1)a∈B,(a)=a.(2)∈B,(a∧b)=a∨b,(a∨b)=a∧b(德摩根律)【定理11.7】原子:設(shè)L是格,0∈L,a∈L若b∈L有0?b?ab=a,則稱(chēng)a是L中的原子【定義11.12】有限布爾代數(shù)的表示定理:設(shè)B是有限布爾代數(shù),A是B的全體原子構(gòu)成的集合,則B同構(gòu)于A的冪集代數(shù)P(A). 【定理11.8】推論1:任何有限布爾代數(shù)的基數(shù)為2n,n∈N.推論2:任何等勢(shì)的有限布爾代數(shù)都是同構(gòu)的圖論無(wú)序積:A{()|xAyB}無(wú)向圖G=<>,其中(1)V為頂點(diǎn)集,元素稱(chēng)為頂點(diǎn);(2)E為VV的多重集,其元素稱(chēng)為無(wú)向邊,簡(jiǎn)稱(chēng)邊?!径x14.1】有向圖<>,只需注意E是VV的多重子集 【定義14.2】n階圖:頂點(diǎn)個(gè)數(shù)為n.零圖:邊的個(gè)數(shù)為0.n階零圖記為平凡圖:1階零圖N1空?qǐng)D:標(biāo)定圖與非標(biāo)定圖:依據(jù)頂點(diǎn)和邊是否命名標(biāo)識(shí)。有向圖的基圖:有向邊改為無(wú)向邊后的圖。頂點(diǎn)與邊的關(guān)聯(lián)關(guān)系(,) 關(guān)聯(lián):與,關(guān)聯(lián) 關(guān)聯(lián)次數(shù):0(不關(guān)聯(lián)),1(),2() 環(huán):與同一頂點(diǎn)關(guān)聯(lián)次數(shù)為2的邊; 孤立點(diǎn):不與任何邊關(guān)聯(lián)的頂點(diǎn)。頂點(diǎn)相鄰:兩個(gè)頂點(diǎn)之間有邊。邊相鄰:兩條邊有公共端點(diǎn)。平行邊:關(guān)聯(lián)的端點(diǎn)相同的兩條邊(有向圖中方向相同)。vV(G)(G為無(wú)向圖) v的鄰域: v的閉鄰域: v的關(guān)聯(lián)集:vV(D)(D為有向圖) v的后繼元集: v的先驅(qū)元集: v的鄰域: v的閉鄰域:多重圖:含平行邊的圖;簡(jiǎn)單圖:即不含平行邊又不含環(huán)的圖。【定義14.3】度(度數(shù)):設(shè)<>為無(wú)向圖,vV,d(v)——v的度數(shù),簡(jiǎn)稱(chēng)度設(shè)<>為有向圖,vV, 出度(v):v作為邊的始點(diǎn)的次數(shù) 入度d(v):v作為邊的終點(diǎn)的次數(shù)度(度數(shù))d(v):(v)+d(v)最大度(G){d(v)∈V(G)}最小度(G)={d(v)∈V(G)}最大出度+(D){(v)∈V(D)}最小出度+(D){(v)∈V(D)}最大入度(D){(v)∈V(D)}最小入度(D){(v)∈V(D)}最大度(D){d(v)∈V(D)}最小度(D){d(v)∈V(G)}奇頂點(diǎn)度:度為奇數(shù)的頂點(diǎn)偶度頂點(diǎn):度為偶數(shù)的頂點(diǎn) 【定義14.4】握手定理:設(shè)<>為任意無(wú)向圖,{v12,…},,則 設(shè)<>為任意有向圖,{v12,…},,則 【定理14.1】【定理14.2】推論:任何圖(無(wú)向或有向)中,奇度頂點(diǎn)的個(gè)數(shù)是偶數(shù).度數(shù)列:{v1,v2,…,}為無(wú)向圖G的頂點(diǎn)集,稱(chēng)d(v1),d(v2),…,d()為G的度數(shù)列{v1,v2,…,}為有向圖D的頂點(diǎn)集度數(shù)列:d(v1),d(v2),…,d()出度列:(v1),(v2),…,()入度列:d(v1),d(v2),…,d()可圖化的:非負(fù)整數(shù)列(d1,d2,…,),若存在以{v12,…}為頂點(diǎn)集的n階無(wú)向圖G,使得d(),則稱(chēng)d是可圖化的。特別的,若得到的圖是簡(jiǎn)單圖,則稱(chēng)d是可簡(jiǎn)單圖化的。非負(fù)整數(shù)列(d1,d2,…,)是可圖化的當(dāng)且僅當(dāng)為偶數(shù).【定理14.3】設(shè)G為任意n階無(wú)向簡(jiǎn)單圖,則(G)n-1.【定理14.4】圖的同構(gòu):設(shè)G1=<V11>,G2=<V22>為兩個(gè)無(wú)向圖(兩個(gè)有向圖),若存在雙射函數(shù)f1V2,對(duì)于,V1,()E1當(dāng)且僅當(dāng)(f(),f())E2(<>E1當(dāng)且僅當(dāng)<f(),f()>E2)并且,()(<>)與(f(),f())(<f()()>)的重?cái)?shù)相同,則稱(chēng)G1與G2是同構(gòu)的,記作G1G2.【定義14.5】n(n1)階無(wú)向完全圖:每個(gè)頂點(diǎn)與其余頂點(diǎn)均相鄰的無(wú)向簡(jiǎn)單圖,記作.邊數(shù)n(n1)階有向完全圖:每對(duì)頂點(diǎn)之間均有兩條方向相反的有向邊的有向簡(jiǎn)單圖.邊數(shù)n(n1)階競(jìng)賽圖:基圖為的有向簡(jiǎn)單圖.【定義14.6】邊數(shù)n階k正則圖:=的無(wú)向簡(jiǎn)單圖。【定義14.7】邊數(shù)<>,G=<V> 子圖:V’V且E’E,則稱(chēng)G’為G的子圖,記為GG,稱(chēng)G為G的母圖; 生成子圖:若GG且V,則稱(chēng)G為G的生成子圖; 真子圖:若VV或EE,稱(chēng)G為G的真子圖; 導(dǎo)出子圖:V(VV且V)的導(dǎo)出子圖,記作G[V]; E(EE且E)的導(dǎo)出子圖,記作G[E]. 【定義14.8】補(bǔ)圖:設(shè)<>為n階無(wú)向簡(jiǎn)單圖,以V為頂點(diǎn)集,以所有使G成為完全圖的添加邊組成的集合為邊集的圖,稱(chēng)為G的補(bǔ)圖,記作.若G,則稱(chēng)G是自補(bǔ)圖 【定義14.9】Gv:從G中將v與關(guān)聯(lián)的邊去掉GV:從G中刪除V中所有的頂點(diǎn)Ge:將e從G中去掉GE:刪除E中所有邊【定義14.10】通路與回路:給定圖<>(無(wú)向或有向的),G中頂點(diǎn)與邊的交替序列=v0e1v1e2…稱(chēng)為從v0到的通路,其中1,是的端點(diǎn).;若v0,為回路。中的邊數(shù)稱(chēng)為通路的長(zhǎng)度.簡(jiǎn)單通路與簡(jiǎn)單回路:所有邊各異。初級(jí)通路(路徑)與初級(jí)回路(圈):中所有頂點(diǎn)各異(v0除外),所有邊也各異復(fù)雜通路與復(fù)雜回路:有邊重復(fù)出現(xiàn) 【定義14.11】在n階圖G中,若從頂點(diǎn)到()存在通路,則從到存在長(zhǎng)度小于或等于n1的通路.【定理14.5】推論:在n階圖G中,若從頂點(diǎn)到()存在通路,則從到存在長(zhǎng)度小于或等于n1的初級(jí)通路(路徑)在一個(gè)n階圖G中,若存在到自身的回路,則一定存在到自身長(zhǎng)度小于或等于n的回路.【定理14.6】推論:在一個(gè)n階圖G中,若存在到自身的簡(jiǎn)單回路,則一定存在長(zhǎng)度小于或等于n的初級(jí)回路.頂點(diǎn)的連通性:<>為無(wú)向圖,若與之間有通路,則稱(chēng)與是連通的,記為連通圖:若V,uv,則稱(chēng)G是連通的;【定義14.12】連通分支:{V12,…},稱(chēng)G[V1],G[V2],…[]為連通分支,其個(gè)數(shù)稱(chēng)為連通分支數(shù),記為p(G)【定義14.13】短程線(xiàn)uv:,u與v之間長(zhǎng)度最短的通路距離d():短程線(xiàn)的長(zhǎng)度 【定義14.14】d()0,u?v時(shí)d()=d()()d()()d()<>,VV 點(diǎn)割集:p(GV)>p(G),且對(duì)任意VV均有p(GV)(G),則V為點(diǎn)割集 割點(diǎn):{v}為點(diǎn)割集,則v為割點(diǎn) 【定義14.15】<>,EE邊割集:p(GE)>p(G)且有極小性則E是邊割集割邊(橋):{e}為邊割集e是割邊(橋)【定義14.16】G為連通非完全圖 點(diǎn)連通度(G)={|V為點(diǎn)割集}。規(guī)定()=n1;若G非連通,(G)=0 連通圖:若(G)k,則稱(chēng)G為連通圖【定義14.17】設(shè)G為連通圖 邊連通度(G)={|E為邊割集}規(guī)定:若G非連通,則(G)=0r邊-連通圖:若(G)r,則稱(chēng)G是r邊-連通圖 【定義14.18】,,之間的關(guān)系:(G)(G)(G)【定理14.7】<>為有向圖 可達(dá):存在從到有通路 相互可達(dá):且 【定義14.19】<>為有向圖 弱連通(連通):基圖為無(wú)向連通圖 單向連通:V,或 強(qiáng)連通:V, 【定義14.21】有向圖的連通性判別法:(1)D強(qiáng)連通當(dāng)且僅當(dāng)D中存在經(jīng)過(guò)每個(gè)頂點(diǎn)至少一次的回路;【定理14.8】(2)D單向連通當(dāng)且僅當(dāng)D中存在經(jīng)過(guò)每個(gè)頂點(diǎn)至少一次的通路?!径ɡ?4.9】二部圖(二分圖)(偶圖):設(shè)<>為一個(gè)無(wú)向圖,若能將V分成V1和V2(V1V2,V1V2=),使得G中的每條邊的兩個(gè)端點(diǎn)都是一個(gè)屬于V1,另一個(gè)屬于V2,則稱(chēng)G為二部圖(或稱(chēng)二分圖、偶圖等),稱(chēng)V1和V2為互補(bǔ)頂點(diǎn)子集,常將二部圖G記為<V12>.完全二部圖:若G是簡(jiǎn)單二部圖,V1中每個(gè)頂點(diǎn)均與V2中所有的頂點(diǎn)相鄰,則稱(chēng)G為完全二部圖,記為,其中1|,2|.【定義14.22】二部圖的判別法:無(wú)向圖<>是二部圖當(dāng)且僅當(dāng)G中無(wú)奇圈?!径ɡ?4.10】關(guān)聯(lián)矩陣M(G):無(wú)向圖<>,,,令為與的關(guān)聯(lián)次數(shù),稱(chēng)()nm為G的,記為M(G).【定義14.23】(4)平行邊的列相同關(guān)聯(lián)矩陣M(D):有向圖<>,令則稱(chēng)()nm為D的關(guān)聯(lián)矩陣,記為.【定義14.24】(4)平行邊對(duì)應(yīng)的列相同鄰接矩陣:設(shè)D=()是有向圖,V={v1,…},構(gòu)造矩陣[]如下:(1n)稱(chēng)A為圖D的鄰接矩陣?!径x14.25】鄰接矩陣的含義:設(shè)A為有向圖D的鄰接矩陣,{v1,v2,…,}為頂點(diǎn)集,則A的l次冪(l1)中元素為D中到長(zhǎng)度為l的通路數(shù),其中為到自身長(zhǎng)度為l的回路數(shù),而為D中長(zhǎng)度為l的通路總數(shù),為D中長(zhǎng)度為l的回路總數(shù).【定理14.11】可達(dá)矩陣P(D):設(shè)<>為有向圖.{v1,v2,…,},令稱(chēng)()nn為D的可達(dá)矩陣,記作P(D),簡(jiǎn)記為P.【定義14.26】歐拉通路:經(jīng)過(guò)圖(無(wú)向圖或有向圖)中每條邊一次且僅一次行遍所有頂點(diǎn)的通路.歐拉回路:經(jīng)過(guò)圖中每條邊一次且僅一次行遍所有頂點(diǎn)的回路.歐拉圖:具有歐拉回路的圖.半歐拉圖:具有歐拉通路而無(wú)歐拉回路的圖【定義15.1】平凡圖是歐拉圖.歐拉通路是簡(jiǎn)單通路,歐拉回路是簡(jiǎn)單回路無(wú)向歐拉圖的判別法:(1)無(wú)向圖G是歐拉圖當(dāng)且僅當(dāng)G連通且無(wú)奇度數(shù)頂點(diǎn).【定理15.1】(2)無(wú)向圖G是半歐拉圖當(dāng)且僅當(dāng)G連通且恰有兩個(gè)奇度頂點(diǎn).【定理15.2】有向歐拉圖的判別法:(1)有向圖D是歐拉圖當(dāng)且僅當(dāng)D是強(qiáng)連通的且每個(gè)頂點(diǎn)的入度都等于出度.【定理15.3】(2)有向圖D是半歐拉圖當(dāng)且僅當(dāng)D是單向連通的,且D中恰有兩個(gè)奇度頂點(diǎn),其中一個(gè)的入度比出度大1,另一個(gè)的出度比入度大1,而其余頂點(diǎn)的入度都等于出度.【定理15.4】算法(求歐拉回路):(1)任取v0V(G),令P00.(2)設(shè)=v0e1v1e2…已經(jīng)行遍,按下面方法從E(G){e12,…}中選取1:(a)1與相關(guān)聯(lián);(b)除非無(wú)別的邊可供行遍,否則1不應(yīng)該為=G{e12,…}中的橋.(3)當(dāng)(2)不能再進(jìn)行時(shí),算法停止.哈密頓通路:經(jīng)過(guò)圖(無(wú)向圖或有向圖)中所有頂點(diǎn)一次僅一次的通路.哈密頓回路:經(jīng)過(guò)圖中所有頂點(diǎn)一次僅一次的回路.哈密頓圖:具有哈密頓回路的圖.半哈密頓圖:具有哈密頓通路且無(wú)哈密頓回路的圖. 【定義15.2】平凡圖是哈密頓圖.哈密頓通路是初級(jí)通路,哈密頓回路是初級(jí)回路.哈密頓圖的必要條件:設(shè)無(wú)向圖<>是哈密頓圖,對(duì)于任意V1V且V1,均有p(GV1)1| 【定理15.6】推論:設(shè)無(wú)向圖<>是半哈密頓圖,對(duì)于任意的V1V且V1均有p(GV1)11哈密頓通路的充分條件:設(shè)G是n階無(wú)向簡(jiǎn)單圖,若對(duì)于任意不相鄰的頂點(diǎn),均有d()()n1則G中存在哈密頓通路.【定理15.7】推論(哈密頓圖的充分條件):設(shè)G為n(n3)階無(wú)向簡(jiǎn)單圖,若對(duì)于G中任意兩個(gè)不相鄰的頂點(diǎn),均有d()()n則G中存在哈密頓回路,從而G為哈密頓圖帶權(quán)圖:設(shè)G=()是圖,若G的
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