Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Lektsii.pdf
Скачиваний:
39
Добавлен:
22.05.2015
Размер:
383.09 Кб
Скачать

Симоненко Евгений А.

ДИСКРЕТНАЯ МАТЕМАТИКА

ЛЕКЦИИ

(15 февраля – 9 августа 2012)

Краснодар

2012

© 2012, Симоненко Евгений А. <easimonenko@mail.ru>

Учебное пособие представляет из себя сборник лекций по дисциплине «Дискретная математика», читавшихся автором в Кубанском государственном технологическом университете студентам-бакалаврам направлений 230100 – «Информатика и вычислительная техника» и 231000 – «Программная инженерия» в 2011/2012 учебном году и переработанных и дополненных в августе 2012 года. В основной части пособия рассматриваются теория множеств, комбинаторная теория и теория графов. В приложении находятся материалы по дополнительным разделам дискретной математики.

Оглавление

 

Введение..............................................................................................................................................

5

Библиография.................................................................................................................................

5

Теория множеств...............................................................................................................................

7

Множества и подмножества..........................................................................................................

7

Мощность множества....................................................................................................................

8

Операции над множествами..........................................................................................................

9

Декартово произведение.............................................................................................................

10

Круги Эйлера................................................................................................................................

10

Мультимножества........................................................................................................................

11

Бинарные отношения...................................................................................................................

11

Упорядоченные множества.........................................................................................................

11

Множества в информатике и программировании.....................................................................

12

Библиография...............................................................................................................................

12

Комбинаторная теория..................................................................................................................

15

Правило сложения.......................................................................................................................

15

Правило умножения.....................................................................................................................

15

Метод включения и исключения................................................................................................

15

Перестановки...............................................................................................................................

16

Размещения...................................................................................................................................

16

Сочетания.....................................................................................................................................

17

Перестановки с повторениями...................................................................................................

17

Размещения с повторениями.......................................................................................................

18

Сочетания с повторениями.........................................................................................................

18

Бином Ньютона и полиномиальная формула............................................................................

18

Разбиения......................................................................................................................................

19

Генерация всех перестановок.....................................................................................................

20

Генерация всех подмножеств......................................................................................................

21

Генерация размещений без повторений.....................................................................................

23

Генерация размещений с повторениями....................................................................................

23

Генерация сочетаний с повторениями.......................................................................................

23

Генерация всех разбиений...........................................................................................................

23

Библиография...............................................................................................................................

24

Теория графов...................................................................................................................................

25

Основные понятия.......................................................................................................................

25

Представление графов в компьютере.........................................................................................

26

Обход графа в глубину.................................................................................................................

28

Обход графа в ширину.................................................................................................................

30

Маршруты, цепи и циклы...........................................................................................................

30

Связность......................................................................................................................................

30

Сочленения...................................................................................................................................

30

Мосты............................................................................................................................................

30

Деревья..........................................................................................................................................

31

Эйлеровы графы...........................................................................................................................

32

Гамильтоновы графы...................................................................................................................

33

Планарные графы.........................................................................................................................

34

Покрытие и независимость.........................................................................................................

35

Библиография...............................................................................................................................

36

Приложение А. Исчисление конечных сумм.................................................................................

37

Библиография...............................................................................................................................

37

Приложение Б. Рекуррентные соотношения...............................................................................

39

Задача о ханойских башнях........................................................................................................

39

Задача о разрезании пиццы.........................................................................................................

39

Задача Иосифа Флавия................................................................................................................

39

Библиография...............................................................................................................................

40

Приложение В. Элементы теории чисел.....................................................................................

41

Делимость и кратность................................................................................................................

41

Алгоритм Евклида.......................................................................................................................

41

Простые числа..............................................................................................................................

41

Сравнения.....................................................................................................................................

42

Библиография...............................................................................................................................

43

Библиография...................................................................................................................................

45

Введение

5

Введение

Дисциплина «Дискретная математика» в образовании специалистов в области информатики и программирования является основополагающей. По важности в этом отношении с ней может сравниться только дисциплина «Алгоритмы и структуры данных».

Предметом дискретной математики являются конечные и счётные множества. В зависимости от того, какие множества изучаются и какие задачи при этом решаются, выделяются следующие разделы:

комбинаторика (комбинаторная теория);

исчисление конечных сумм;

теория рекурсии;

теория чисел;

теория графов;

математическая логика;

теория алгоритмов;

теория конечных автоматов.

Старейшим разделом дискретной математики является теория чисел, которая в давние времена носила название арифметики. Самыми же молодыми разделами являются теория графов, теория конечных автоматов и теория алгоритмов.

В этом курсе дискретной математики из вышеперечисленных разделов рассматриваются только комбинаторная теория и теория графов.

Лекционный курс начинается с изложения основных положений теории множеств, знание которых необходимо для изучения комбинаторики и теории графов.

Библиография

При подготовке этих лекций было использовано большое количество классических и современных учебников по дискретной математике и смежной тематике. Назовём здесь лишь некоторые:

1.[Грэхем, Кнут, Паташник] Грэхем Р., Кнут Д., Паташник О. Конкретная математика. Основания информатики: Пер. с англ. – 3-е изд. – М.: Мир; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. – 703 с.

2.[Кузьмин: комбинаторные методы] Кузьмин О.В. Комбинаторные методы решения логических задач: учеб. пособ. – М.: Дрофа, 2006. – 187 с.

3.[Кузьмин: комбинаторика] Кузьмин О.В. Перечислительная комбинаторика: учеб. пособ. – М.: Дрофа, 2005. – 110 с.

4.[Новиков] Новиков Ф.А. Дискретная математика для программистов. – 2-е изд. – СПб.: Питер, 2004. – 364 с.

5.[Окулов: ДМ] Окулов С.М. Дискретная математика. Теория и практика решения задач по информатике: учебное пособие. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. – 422 с.

6.[Оре: теория графов] Оре О. Теория графов. – Пер. с англ. – М.: НАУКА, 1968. – 352 с.

6

Симоненко Е.А. Дискретная математика. Лекции

7.[Скиена] Скиена С. Алгоритмы. Руководство по разработке. – 2-е изд.: пер. с англ. – СПб.: БХВ-Петербург, 2011. – 720 с.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]