离散数学
离散数学
少于1000 人选课
更新日期:2025/05/10
开课平台智慧树
开课高校武汉科技大学
开课教师黄莉陈东方邓莉张铭晖
学科专业工学计算机类
开课时间2025/01/21 - 2025/07/20
课程周期26 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介
计算机理论的模型是图灵机,图灵机是一个离散模型。计算机能解决的各种问题,是将这些问题转换成了一个离散模型。而离散数学正是讨论如何建立离散模型的语言。 离散数学(Discrete mathematics)是研究离散量的结构及其相互关系的数学学科,是现代数学的一个重要分支。离散的含义是指不同的连接在一起的元素,主要是研究基于离散量的结构和相互间的关系,其对象一般是有限个或可数个元素。离散数学在各学科领域,特别在计算机科学与技术领域有着广泛的应用。它是计算机类专业的专业基础课,是数据结构与算法、算法设计与分析、编译原理、计算机网络、数据库原理、计算机组成原理等课程的先导课程,为这些后继的专业课提供必要的数学工具,为描述离散模型提供数学语言。 通过离散数学课程的学习,我们将学到如何将自然语言符号化,通过符号化进一步完成运算和推理(数理逻辑);如何描述事物间的关系,这些关系有何性质(集合论);如何用图来描述刻画常见问题,图的结构又有何特点(图论);运算到底是什么,我们定义的各种运算有何特点性质(代数系统)。 本课程教学设计以计算思维能力培养为导向,按照培养专业的工程应用型人才的需要制定。主要培养学生的抽象思维和逻辑推理能力,使学生正确地理解概念,正确地使用概念进行推理,养成良好的思维习惯,理解理论与实践的关系,提高分析问题和解决问题的能力,提高数学修养及计算机科学素质。通过离散数学的学习,不但可以掌握处理离散结构的描述工具和方法,为后续课程的学习创造条件,而且可以提高抽象思维和严格的逻辑推理能力,为将来参与创新性的研究和开发工作打下坚实的基础。 学习离散数学,实际是在进一步学习数学这门语言,学好它,我们可以更好的描述刻画周边的世界。
课程大纲

在线教程

章节简介教学计划
命题逻辑
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什么是命题
黄莉
命题连接词
黄莉
基本等价公式
黄莉
范式
黄莉
范式举例
黄莉
命题逻辑推理
黄莉
命题逻辑推理举例
黄莉
谓词逻辑
谓词符号化
黄莉
谓词翻译
黄莉
谓词基本等价公式
黄莉
谓词推理
黄莉
二元关系
幂集和无限集
邓莉
关系及其表示方法
邓莉
二元关系的运算
邓莉
二元关系的性质(一)
邓莉
二元关系的性质(二)
邓莉
关系的闭包运算
邓莉
特殊关系
等价关系及划分
邓莉
等价类与商集
邓莉
哈斯图与特殊元
邓莉
函数
函数及其运算
邓莉
图的基本概念
张铭晖
图的连通性
张铭晖
结点度数与图的矩阵表示
张铭晖
张铭晖
根树
张铭晖
特殊图
欧拉图与哈密顿图
张铭晖
偶图与平面图
张铭晖
代数系统
代数系统与二元运算律
张铭晖
代数系统的特殊元
张铭晖
同态与同构
张铭晖
半群
陈东方
陈东方
特殊群
陈东方
  • 第一章命题逻辑

    命题逻辑也称为命题演算,或语句逻辑。它研究以命题为基本单位构成的前提和结论之间的可推导关系,研究什么是命题、如何表示命题、如何由一组前提推导一些结论。

  • 1.1什么是命题

    介绍命题概念,命题描述。

  • 1.2命题连接词

    介绍命题逻辑常用的五种连接词及其应用。

  • 1.3基本等价公式

    介绍命题公式,真值表,命题公式的分类,及常用的基本等价公式,对命题公式进行转换。

  • 1.4范式

    介绍主合取和主析取范式,及极小项极大项,及其与下标之间的转换。

  • 1.5范式举例

    举例说明主合取主析取范式的求法。

  • 1.6命题逻辑推理

    命题逻辑推理方法,重点讲述演绎法推理推理定理,推理规则。

  • 1.7命题逻辑推理举例

    举例说明演绎法推理证明的过程。

  • 第二章谓词逻辑

    谓词逻辑主要以词做为研究单位。研究词的形式结构和逻辑关系、正确推理形式和规则。揭示命题内部结构及命题内部结构之间的关系。

  • 2.1谓词符号化

    谓词定义,量词的定义,及谓词符号化举例

  • 2.2谓词翻译

    谓词公式的定义,谓词公式的解释,谓词公式的分类

  • 2.3谓词基本等价公式

    介绍谓词公式中常用基本等价公式,前束范式。

  • 2.4谓词推理

    谓词推理推理规则应用及注意事项。

  • 第三章二元关系

    二元关系是集合论的一个分支,是一类特殊的集合。本章将介绍幂集和无限集的概念,二元关系的概念及其表示方法,二元关系的运算,二元关系具备的常见性质及其判断,二元关系的闭包运算。

  • 3.1幂集和无限集

    简单回顾集合的概念、性质、运算、特殊集合空集,以及幂集和无限集的相关概念。

  • 3.2关系及其表示方法

    介绍二元关系的相关概念及其常见的几种数学表示方法。

  • 3.3二元关系的运算

    介绍二元关系的三种运算:复合运算、逆运算和幂运算。

  • 3.4二元关系的性质(一)

    介绍二元关系的四个性质:自反性、反自反性、对称性和反对称性。

  • 3.5二元关系的性质(二)

    介绍二元关系的传递性,关系性质的判别和证明,以及关系性质的保守性。

  • 3.6关系的闭包运算

    介绍关系的三种闭包关系(自反闭包关系、对称闭包关系、传递闭包关系)的定义及其计算方法。

  • 第四章特殊关系

    介绍两类特殊的二元关系(等价关系和偏序关系)的概念及其性质。

  • 4.1等价关系及划分

    介绍等价关系的定义及其证明,划分的概念。

  • 4.2等价类与商集

    介绍等价关系的等价类和商集的概念及其计算方法,基于划分构造等价关系的方法。

  • 4.3哈斯图与特殊元

    介绍偏序关系的哈斯图画法,以及偏序关系的几种特殊元——最大元、最小元、极大元、极小元、上界、上确界、下界、下确界。

  • 第五章函数

    二元关系视角下的函数定义、运算和性质。

  • 5.1函数及其运算

    作为特殊二元关系的函数定义、性质、分类及其运算。

  • 第六章

    图的定义,通路与回路,图的连通性,结点度数与握手定理,邻接矩阵与可达矩阵。

  • 6.1图的基本概念

    图的定义,边的分类,生成子图与导出子图,完全图与补图。

  • 6.2图的连通性

    通路与回路,无向图的连通性,有向图的连通性。

  • 6.3结点度数与图的矩阵表示

    结点度数,握手定理,图的矩阵表示,邻接矩阵与可达矩阵。

  • 第七章

    树的定义和性质,生成树与最小生成树。根树定义,二叉树的应用。

  • 7.1

    树的定义和性质,生成树与最小生成树。

  • 7.2根树

    根树的定义和性质,二叉树的遍历,根树与森林转化为二叉树。

  • 第八章特殊图

    欧拉图的定义与判定,哈密顿图的定义与判定,偶图的定义与判定,平面图的定义与判定。

  • 8.1欧拉图与哈密顿图

    欧拉图的定义,欧拉图的充要条件,Fleury算法,哈密顿图的定义,哈密顿图的充分条件,哈密顿图的必要条件。

  • 8.2偶图与平面图

    偶图的定义,偶图的充要条件,平面图的定义,欧拉定理,平面图的判定。

  • 第九章代数系统

    代数系统的定义,二元运算律,代数系统中的特殊元,代数系统间的同态与同构关系。

  • 9.1代数系统与二元运算律

    代数系统的定义,结合律、交换律、幂等律、消去律、吸收律、分配律的定义及性质。

  • 9.2代数系统的特殊元

    幺元、零元、逆元的定义及性质。

  • 9.3同态与同构

    代数系统间同态与同构的定义及性质。

  • 第十章

    对具有相同性质的代数系统,我们可以集中进行研究。即将这些固有性质看作是公理,由这些公理推出的任何有效结论对任何满足该公理的代数系统都成立。利用这种方法来研究代数系统,从而形成了很多特定的代数系统,它们构成了代数系统的各个分支,如半群、群、环、域、模、格与布尔代数等。本章介绍半群和群的定义及性质。

  • 10.1半群

    半群是二元代数系统中最简单的代数系统,它在时序线路、形式语言理论、自动机理论中均有很广泛的应用。本节介绍半群的定义及性质。

  • 10.2

    群论是抽象代数中的一个重要分支,并已得到了充分的发展,在数学、物理、通讯和计算机等许多领域都有广泛的应用,例如在自动机理论、编码理论、快速加法器的设计等方面,群的应用已日趋完善。本节介绍群的定义、性质及应用。

  • 10.3特殊群

    特殊群主要有三类:交换群、循环群和变换群(置换群),这些群有的是已经研究得较透彻的群,如循环群,有的在实际和工程中有较广泛的应用,如置换群。本节主要介绍交换群和循环群。

  • 开始学习
  • 第一章  作业测试
    第一章 命题逻辑

    1.1 什么是命题

    1.2 命题连接词

    1.3 基本等价公式

    1.4 范式

    1.5 范式举例

    1.6 命题逻辑推理

    1.7 命题逻辑推理举例

    视频数7
  • 第二章  作业测试
    第二章 谓词逻辑

    2.1 谓词符号化

    2.2 谓词翻译

    2.3 谓词基本等价公式

    2.4 谓词推理

    视频数4
  • 第三章  作业测试
    第三章 二元关系

    3.1 幂集和无限集

    3.2 关系及其表示方法

    3.3 二元关系的运算

    3.4 二元关系的性质(一)

    3.5 二元关系的性质(二)

    3.6 关系的闭包运算

    视频数6
  • 第四章  作业测试
    第四章 特殊关系

    4.1 等价关系及划分

    4.2 等价类与商集

    4.3 哈斯图与特殊元

    视频数3
  • 第五章  作业测试
    第五章 函数

    5.1 函数及其运算

    视频数1
  • 第六章  作业测试
    第六章

    6.1 图的基本概念

    6.2 图的连通性

    6.3 结点度数与图的矩阵表示

    视频数3
  • 第七章  作业测试
    第七章

    7.1

    7.2 根树

    视频数2
  • 第八章  作业测试
    第八章 特殊图

    8.1 欧拉图与哈密顿图

    8.2 偶图与平面图

    视频数2
  • 第九章  作业测试
    第九章 代数系统

    9.1 代数系统与二元运算律

    9.2 代数系统的特殊元

    9.3 同态与同构

    视频数3
  • 第十章  作业测试
    第十章

    10.1 半群

    10.2

    10.3 特殊群

    视频数3
  • 期末考试