第一篇 预备知识 2
引言 2
第1章 集合论 3
1.0 内容提要 3
1.1 学习要求 3
1.2 集合 4
1.2.1 集合的表示 5
1.2.2 集合与元素的关系 6
1.2.3 集合与集合的关系 7
1.2.4 几个特殊的集合 9
1.2.5 集合的运算 10
1.2.6 集合的难点 13
1.3 无限集 13
1.3.1 可数集合和不可数集合 13
1.3.2 无限集的难点 16
1.4 集合的应用 17
1.5 本章总结 19
1.6 习题 20
第2章 计数问题 24
2.0 内容提要 24
2.1 学习要求 24
2.2 基本原理 25
2.2.1 乘法原理 25
2.2.2 加法原理 26
2.2.3 基本原理的难点 27
2.3 排列与组合 27
2.3.1 排列问题 27
2.3.2 组合问题 30
2.3.3 排列与组合的难点 31
2.4 容斥原理与鸽笼原理 31
2.4.1 容斥原理 31
2.4.2 鸽笼原理 34
2.4.3 容斥原理与鸽笼原理的难点 35
2.5 本章总结 35
2.6 习题 36
第二篇 数理逻辑 40
引言 40
第3章 命题逻辑 42
3.0 内容提要 42
3.1 学习要求 42
3.2 命题与命题联结词 43
3.2.1 命题 43
3.2.2 命题联结词 44
3.2.3 联结词的难点 50
3.2.4 命题联结词的应用 51
3.3 命题公式、解释与真值表 54
3.3.1 命题公式 55
3.3.2 命题公式的解释与真值表 56
3.3.3 命题公式的分类 58
3.3.4 命题公式的基本等价关系 60
3.3.5 命题公式的难点 64
3.3.6 命题公式的应用 64
3.4 联结词的完备集 67
3.4.1 命题联结词的种数 67
3.4.2 联结词的完备集 69
3.4.3 联结词的完备集的应用 70
3.5 公式的标准型——范式 72
3.5.1 析取范式和合取范式 72
3.5.2 主析取范式和主合取范式 74
3.5.3 范式的难点 81
3.5.4 范式的应用 81
3.6 命题逻辑的推理理论 83
3.6.1 推理的基本概念和推理形式 83
3.6.2 判断有效结论的常用方法 84
3.6.3 命题逻辑推理的难点 90
3.6.4 命题逻辑推理的应用 91
3.7 本章总结 93
3.8 习题 95
第4章 谓词逻辑 99
4.0 内容提要 100
4.1 学习要求 100
4.2 谓词逻辑中的基本概念与表示 100
4.2.1 谓词 101
4.2.2 量词 103
4.2.3 谓词的语言翻译 106
4.2.4 谓词翻译的难点 107
4.2.5 谓词翻译的应用 108
4.3 谓词合式公式与解释 109
4.3.1 谓词的合式公式 110
4.3.2 自由变元和约束变元 111
4.3.3 谓词合式公式的解释 112
4.3.4 谓词合式公式的分类 114
4.3.5 谓词合式公式的基本等价关系 115
4.3.6 谓词合式公式的难点 117
4.3.7 谓词合式公式的应用 117
4.4 公式的标准型——范式 118
4.4.1 前束范式 118
4.4.2 Skolem标准型 119
4.4.3 范式的难点 120
4.5 谓词逻辑的推理理论 121
4.5.1 谓词演算的演绎与推理 121
4.5.2 谓词演算的综合推理方法 124
4.5.3 谓词逻辑推理的难点 127
4.5.4 谓词逻辑推理的应用 128
4.6 本章总结 132
4.7 习题 134
第5章 证明技术 139
5.0 内容提要 139
5.1 学习要求 140
5.2 证明定理的方法 140
5.2.1 基本证明技术 140
5.2.2 几种典型的证明技术 142
5.2.3 带量词的证明技术 144
5.2.4 证明中的错误 146
5.3 数学归纳法 147
5.3.1 数学归纳法 148
5.3.2 强形式数学归纳法 151
5.3.3 数学归纳法的应用 152
5.4 按定义证明方法 155
5.4.1 按定义证明方法 155
5.4.2 按定义证明方法的应用实例 156
5.5 本章总结 157
5.6 习题 157
第三篇 二元关系 162
引言 162
第6章 二元关系 163
6.0 内容提要 163
6.1 学习要求 163
6.2 二元关系 164
6.2.1 序偶和笛卡儿积 164
6.2.2 关系的定义 167
6.2.3 关系的表示法 169
6.2.4 二元关系的难点 173
6.2.5 关系的应用 174
6.3 关系的运算 175
6.3.1 关系的复合运算 176
6.3.2 关系的逆运算 180
6.3.3 关系的幂运算 183
6.3.4 关系运算的难点 185
6.3.5 关系运算的应用 186
6.4 关系的性质 186
6.4.1 关系性质的定义 187
6.4.2 关系性质的判定定理 194
6.4.3 关系性质的保守性 196
6.4.4 关系性质的难点 197
6.4.5 关系性质的应用 197
6.5 关系的闭包运算 198
6.5.1 关系的闭包 198
6.5.2 关系闭包的难点 202
6.5.3 关系闭包的应用 203
6.6 本章总结 203
6.7 习题 204
第7章 特殊关系 209
7.0 内容提要 209
7.1 学习要求 209
7.2 等价关系 210
7.2.1 等价关系 210
7.2.2 集合的划分 212
7.2.3 等价类与商集 213
7.2.4 等价关系与划分 215
7.2.5 等价关系的难点 218
7.2.6 等价关系的应用 219
7.3 次序关系 220
7.3.1 拟序关系 220
7.3.2 偏序关系 221
7.3.3 全序关系 227
7.3.4 良序关系 228
7.3.5 次序关系的难点 229
7.3.6 次序关系的应用 229
7.4 本章总结 231
7.5 习题 232
第8章 函数 235
8.0 内容提要 235
8.1 学习要求 235
8.2 函数 236
8.2.1 函数的定义 236
8.2.2 函数的类型 238
8.2.3 常用函数 241
8.2.4 函数的难点 242
8.2.5 函数的应用 242
8.3 函数的运算 244
8.3.1 函数的复合运算 244
8.3.2 函数的逆运算 246
8.3.3 函数运算的难点 247
8.3.4 函数运算的应用 247
8.4 置换函数 249
8.4.1 基本概念 249
8.4.2 置换函数的难点 250
8.4.3 置换函数的应用 250
8.5 本章总结 251
8.6 习题 252
第四篇 图论 256
引言 256
第9章 图 258
9.0 内容提要 258
9.1 学习要求 258
9.2 图的基本概念 259
9.2.1 图的定义 259
9.2.2 图的表示 260
9.2.3 邻接点与邻接边 262
9.2.4 图的分类 263
9.2.5 图的操作 265
9.2.6 子图与补图 266
9.2.7 结点的度数与握手定理 269
9.2.8 图的同构 272
9.2.9 图的难点 273
9.2.10 图的应用 273
9.3 通路、回路与连通性 274
9.3.1 通路与回路 275
9.3.2 无向图的连通性 282
9.3.3 有向图的连通性 285
9.3.4 通路、回路与连通性的难点 288
9.3.5 通路、回路与连通性的应用 288
9.4 本章总结 292
9.5 习题 292
第10章 树 296
10.0 内容提要 296
10.1 学习要求 296
10.2 树 297
10.2.1 树的定义与性质 297
10.2.2 生成树 299
10.2.3 最小生成树 302
10.2.4 无向树的难点 304
10.2.5 无向树的应用 304
10.3 根树 305
10.3.1 根树的定义与分类 305
10.3.2 根树的遍历 309
10.3.3 最优树与赫夫曼算法 311
10.3.4 根树的难点 313
10.3.5 根树的应用 314
10.4 本章总结 319
10.5 习题 319
第11章 特殊图 322
11.0 内容提要 322
11.1 学习要求 322
11.2 欧拉图 323
11.2.1 欧拉图的引入与定义 323
11.2.2 欧拉图的判定 324
11.2.3 欧拉图的难点 326
11.2.4 欧拉图的应用 326
11.3 哈密顿图 328
11.3.1 哈密顿的引入与定义 328
11.3.2 哈密顿图的判定 330
11.3.3 哈密顿图的难点 334
11.3.4 哈密顿图的应用 334
11.4 偶图 339
11.4.1 偶图的定义 339
11.4.2 偶图的判定 339
11.4.3 匹配 340
11.4.4 偶图的难点 341
11.4.5 偶图的应用 342
11.5 平面图 343
11.5.1 平面图的定义 343
11.5.2 平面图的简单判定方法——观察法 344
11.5.3 欧拉公式 345
11.5.4 库拉托夫斯基定理 348
11.5.5 对偶图 349
11.5.6 图的着色 350
11.5.7 平面图的难点 353
11.5.8 平面图的应用 353
11.6 本章总结 355
11.7 习题 356
第五篇 代数系统 362
引言 362
第12章 代数系统 363
12.0 内容提要 363
12.1 学习要求 363
12.2 代数系统 364
12.2.1 代数运算 364
12.2.2 代数系统与子代数 367
12.2.3 代数系统的难点 368
12.2.4 代数系统的应用 369
12.3 代数系统的基本运算和性质 369
12.3.1 二元运算律 370
12.3.2 代数系统的性质 375
12.3.3 代数系统性质的难点 383
12.3.4 代数系统性质的应用 383
12.4 同态与同构 384
12.4.1 同态与同构 384
12.4.2 同态的性质 387
12.4.3 同态与同构的难点 388
12.4.4 同态与同构的应用 389
12.5 本章总结 390
12.6 习题 391
第13章 群 394
13.0 内容提要 394
13.1 学习要求 394
13.2 半群与含幺半群 395
13.2.1 半群与含幺半群 395
13.2.2 元素的幂 397
13.2.3 循环半群 398
13.2.4 半群与含幺半群的难点 400
13.2.5 半群的应用 400
13.3 群及其性质 401
13.3.1 群的定义及基本性质 403
13.3.2 元素的周期 405
13.3.3 子群 409
13.3.4 群的同态 415
13.3.5 群及子群的难点 416
13.3.6 群的应用 416
13.4 特殊群 418
13.4.1 交换群(阿贝尔群) 418
13.4.2 循环群 419
13.4.3 置换群 422
13.4.4 特殊群的难点 423
13.4.5 特殊群的应用 423
13.5 陪集与拉格朗日定理 425
13.5.1 陪集 425
13.5.2 拉格朗日定理 428
13.5.3 陪集与拉格朗日定理的难点 429
13.5.4 拉格朗日定理的应用 429
13.6 正规子群与商群 430
13.6.1 正规子群(不变子群) 430
13.6.2 商群 432
13.6.3 正规子群与商群的难点 435
13.6.4 商群的应用 435
13.7 本章总结 436
13.8 习题 437
第14章 环与域 440
14.0 内容提要 440
14.1 学习要求 440
14.2 环与域 441
14.2.1 环与域的定义 441
14.2.2 环与域的性质 443
14.2.3 环与域的应用 445
14.3 本章总结 445
14.4 习题 446
第15章 格与布尔代数 447
15.0 内容提要 447
15.1 学习要求 448
15.2 格 448
15.2.1 偏序格 448
15.2.2 代数格 450
15.2.3 偏序格与代数格的等价性 451
15.2.4 格的性质 453
15.2.5 子格与格同态 454
15.2.6 分配格与模格 457
15.2.7 有界格与有补格 460
15.2.8 格的难点 462
15.2.9 格的应用 463
15.3 布尔代数 463
15.3.1 布尔代数 463
15.3.2 布尔表达式 466
15.3.3 布尔代数的难点 469
15.3.4 布尔代数的应用 469
15.4 本章总结 474
15.5 习题 475
参考文献 477