离散数学1_1
离散数学第一章数理逻辑
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例3.他既聪明又用功。 例4.他虽聪明但不用功。 例5.除非你努力，否则你将失败。 例6.张三或李四都可以做这件事。
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作业：
（1）判断下列公式哪些是合式公式，哪些不是合 式公式。
a.(Q→R∧S） b.(P ↔(R →S)) c.((┐P→Q)→(Q→P)) d.(RS→T) e.((P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R)) （2）用符号形式写出下列命题。 a.假如上午不下雨，我去看电影，否则就在家里读
书或看报。
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b.我今天进城，除非下雨。 c.仅当你走我将留下。
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练习：将下列命题符号化。 1）说逻辑学枯燥无味（P）或毫无意义（Q）是不对的。 2）如果明天有雾（P），则我乘车（Q），不坐飞机（R）。 3）有雨（P）就刮风（Q）。 4）如果小王没来上课（P），一定是他生病了（Q）。 5）如果我上街（P），我就去图书馆看看（Q），除非我很累
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结论： 命题一定是陈述句，但并非一切陈述句都是命题。 命题的真值有时可明确给出，有时还需要依靠环境、 条件、实际情况时间才能确定其真值。
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二、命题的分类
1.原子命题(简单命题)：不能再分解为更为简单命 题的命题。
游； （5）两个三角形全等当且仅当三角形的三条边全部
相等。 (6) 张辉与王丽是同学。
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例 （解）
离散数学第一章命题逻辑PPT课件
P
Q
0
0
0
1
1
0
1
1
P→Q 1 1 0 1
如： P:雪是黑的。
Q:太阳从东方升起 。
P → Q:如果雪是黑的，则太阳从东方升起 。
命题P→Q是假, 当且仅当P是真而Q是假。
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1.2 联结词
条件与汉语中“如果…，就…”相类似，但有所区别: (1)自然语言中，“如果P则Q”，往往P和Q有一定的因果 关系，而条件复合命题P→Q中 P和Q 可以完全不相关。 (2)自然语言中，“如果P则Q”，当P为0、Q为1时，整个 句子真值难以确定；而条件复合命题P→Q中，当P为0时， 复合命题的真值为1。 P则Q的逻辑含义:P是Q的充分条件,的表示 命题变元——常用P、Q、R、S等大写字母或加下标的大 写字母P1, Q2, R10, ……表示来表示一个命题，称为命题 变元。 如： P:巴黎在法国。
Q:煤是白色的。
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1.1 命题及其表示法
3、命题相关概念 简单命题（原子命题）——不能再分解的命题。 复合命题——由若干个简单命题复合而成的命题。 真值表——把组成复合命题的各命题变元的真值的所有 组合及其相对应的复合命题的真值列成表，称为真值表。
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1.1 命题及其表示法
【例3 】求公式 (P→R)∨(Q→R)的真值表。 解：∵公式含有３个命题变元P、Q、R,
∴真值表有２3=8行。其真值表如下表 所示：
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1.2 联结词
命题和原子命题常可通过一些联结词构成新命题, 这
大学数学离散数学
大学数学离散数学离散数学是一门研究离散对象及其结构、性质和关系的数学学科。
离散数学在计算机科学、信息科学、工程学以及许多其他领域中具有重要的应用价值。
本文将介绍离散数学的基本概念、主要内容和应用领域。
一、概述离散数学是数学中的一个分支，研究的对象是离散的、离散化的数学结构。
它关注的是非连续、离散的数学概念和算法，与连续数学不同，离散数学是离散化的、离散性质的研究。
离散数学的主要内容包括集合论、逻辑、关系、图论、代数结构和组合数学等。
二、集合论集合论是离散数学中的基石，它研究的是集合这一基本概念及其性质。
集合是指具有确定特征的对象的整体，集合论主要研究集合的运算、集合的关系、集合的划分等基本问题。
集合论的基本公理包括空集公理、对偶公理、包含公理等。
三、逻辑逻辑是研究正确推理和证明的数学学科，也是离散数学的重要组成部分。
逻辑分为命题逻辑、谓词逻辑和模态逻辑等不同的分支。
离散数学中的逻辑包括命题逻辑和谓词逻辑，它们用于描述命题的真值和命题之间的关系。
四、关系关系是数学中的一种基本概念，描述了事物之间的联系和相互作用。
离散数学中的关系论主要研究二元关系和等价关系。
二元关系是指一个集合上的二元对组成的集合，它描述了两个元素之间的某种联系。
等价关系是一种满足自反性、对称性和传递性的二元关系，它将集合划分为不同的等价类。
五、图论图论是离散数学中的一门重要学科，研究图及其性质和应用。
图是由顶点和边组成的数学对象，它是描述许多实际问题的有效工具。
图论主要研究图的连通性、图的着色、最短路径、最小生成树等基本问题，并在网络、电路设计、运筹学等领域有广泛的应用。
六、代数结构代数结构是离散数学中的一个重要分支，研究的是集合上的运算和结构。
常见的代数结构包括群、环、域等，它们用于描述抽象代数系统的性质。
代数结构在计算机科学中有广泛的应用，例如密码学中的置换群、编码理论中的线性空间等。
七、组合数学组合数学是离散数学中的一门重要学科，研究离散对象的组合与排列问题。
离散数学.第1章
例4
设P：我们去看电影。Q：房间里有十张桌子。则
P ∧ Q表示“我们去看电影并且房间里有十张桌子。”
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3. 析取“∨”（相容或）[讲解教材P3-5关于或]
4. 定义1.3
由命题P和Q利用“∨”组成的复合命题，称 为析取式复合命题，记作“P∨Q”（读作“P或Q”）。 当且仅当P和Q至少有一个取值为真时，P∨Q取值为真。
练习1-1
1. 判断下列语句哪些是命题，若是命题，则指出其真值。
（1） （2） 只有小孩才爱哭。 X+6=Y ( 是 假 ) ( 不是 ) (是 真) ( 不是 )
（3）
银是白的。
（4） 起来吧，我的朋友。 2． 将下列命题符号化
（1） 我看见的既不是小张也不是老李。 解 令P：我看见的是小张；Q：我看见的是老李。 则该命题可表示为¬ P∧¬ Q （2） 如果晚上做完了作业并且没有其它的事，他就会 看电视或听音乐。 解 令 P：他晚上做完了作业；Q：他晚上有其它的事； R：他看电视； S：他听音乐。 则该命题可表示为（P∧¬ Q）→（R∨S）
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1.3 等值演算
• 定义1.10 设A和B是两个命题公式, 若等价式A↔B 是重言式，则称公式A 和B等值，记为A B,称 AB为等 值式。
• 注意： （1）符号“”与“↔”的区别与联系 “”不是联结词，AB不表示一个公式， 它表示两个公式间的一种关系，即等值关系。 “↔”是联结词，A↔B是一个公式。 AB 当且仅当 A↔B 是永真公式。
1 0 1 0 1 0 1 0
0 0 1 1 1 1 1 1
0 0 0 1 0 0 0 1
1 1 0 1 0 0 0 1
离散数学第一章
离散数学第一章1.1命题及其表示法1.1.1 命题的概念数理逻辑将能够判断真假的陈述句称作命题。
1.1.2 命题的表示命题通常使用大写字母A，B，…，Z或带下标的大写字母或数字表示，如A i，[10]，R等，例如A1：我是一名大学生。
A1:我是一名大学生.[10]：我是一名大学生。
R：我是一名大学生。
1.2命题联结词1.2.1 否定联结词﹁PP P0 11 01.2.2 合取联结词∧P∧P Q Q0 0 00 1 01 0 01 1 11.2.3 析取联结词∨P∨P Q Q0 0 00 1 11 0 11 1 11.2.4 条件联结词→P Q Q0 0 10 1 11 0 01 1 11.2.5 双条件联结词?P?P Q Q0 0 10 1 01 0 01 1 11.2.6 与非联结词↑P↑P Q Q0 0 10 1 11 0 11 1 0性质：（1）P↑P?﹁（P∧P）?﹁P；（2）（P↑Q）↑（P↑Q）?﹁（P↑Q）? P∧Q；（3）（P↑P）↑（Q↑Q）?﹁P↑﹁Q? P∨Q。
1.2.7 或非联结词↓P↓P Q Q0 0 10 1 01 0 0性质：（1）P↓P?﹁（P∨Q）?﹁P；（2）（P↓Q）↓（P↓Q）?﹁（P↓Q）?P∨Q；（3）（P↓P）↓（Q↓Q）?﹁P↓﹁Q?﹁（﹁P∨﹁Q）?P∧Q。
1.3 命题公式、翻译与解释1.3.1 命题公式定义命题公式，简称公式，定义为：（1）单个命题变元是公式；（2）如果P是公式，则﹁P是公式；（3）如果P、Q是公式，则P∧Q、P∨Q、P→Q、P?Q 都是公式；（4）当且仅当能够有限次的应用(1) 、(2)、(3) 所得到的包括命题变元、联结词和括号的符号串是公式。
例如，下面的符号串都是公式：（（（（﹁P）∧Q）→R）∨S）（（P→﹁Q）?（﹁R∧S））（﹁P∨Q）∧R以下符号串都不是公式：（（P∨Q）?（∧Q））（∧Q）1.3.2 命题的翻译可以把自然语言中的有些语句，转变成数理逻辑中的符号形式，称为命题的翻译。
离散数学讲解第一章
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集合族: 由集合构成的集合.
{{6}, {1,5} , {2,4}, {1,2,3}} 幂集都是集族.
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指标集(index set): 设A是集合族, 若 A = { Ai | iK }, 则K称为A的指标集.
全集是相对的, 视情况而定, 因此不唯一.
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1.4集合之间的运算
1. 并集: 设有集合A、B，属于A或属于B的所有元素 组成的集合，称为A与B的并集，记作AB AB = { u | uA 或 uB}
AB
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2. 交集：设有集合A、B，属于A同时又属于B的所有 元素组成的集合，称为A与B的交集，记作A B AB = { u | u A 且 u B }
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对任意集合A, A 证明: 反证法（设结论不成立，推出矛盾）
假设空集不是集合A的子集，即 A 根据定义1-2，存在x ， x A， 这与空集的定义矛盾 假设不成立，应有A，原结论成立。
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定理: 空集是唯一的.
证明: 设1与2都是空集, 则 12 且 21 1=2 .
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2. 集合的表示
列举法:
列出集合中的全体元素，元素之间用逗号分 开，然后用花括号括起来，例如: A={a,b,c,d,…,x,y,z} B={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9} C={2,4,6,…}
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描述法
给定一个条件P(x) ，当且仅当a使条件P(a)成立 时，a∈A。
离散数学文档1
（2）关系的性质和运算
（3）等价关系和集合的划分
（4）偏序关系
第1章关系
1.1序偶与笛卡儿积
1.2二元关系及其表示
1.3关系的运算
1.4关系的性质
1.5关系的闭包
1.6等价关系与集合的划分
1.7相容关系
1.8偏序关系
1.1序偶与笛卡儿积
1.1.1有序n元组
定义1.1由两个固定次序的个体x，y组成的序列称为序偶，
R◦S={<2，2>，<4，3>}。
如图所示：
1.3关系的运算
1.3.2关系的复合运算
（2）设R，S都是A上的关系，A={1，2，3，4}。
R={<1，2>，<1，3>，<3，4>}，S={<1，1>，<2，2>，<3，3>，
<4，4>}，即S为A上的恒等关系，则R◦S=S◦R=R。
如图所示：
定理1.3设A，B，C，D为四个非空集合，则A×BC×D的充
1.2.1二元关系的概念
定义1.6设IA为集合A上的二元关系，且满足IA={<x，x>xA}
，则称IA为集合A上的恒等关系。
1.2二元关系及其表示
1.2.2二元关系的表示
1．关系矩阵表示法
设给定集合A={a1，a2，…，an}，集合B={b1，b2，…，bm}，R为
从A到B的一个二元关系，构造一个n×m矩阵。用集合A的元素标
A∪~B。
1.3集合的运算
1.3.4集合的对称差文氏图
定义1.10设A、B是两个集合，集合A和B的对称差记作A♁B，
它是一个集合，其元素或属于A，或属于B，但不能既属于A又
离散数学第一章
例2： “派小王或小李中的一人去开会” 不能符号化为形式P∨Q ，因为这里的“或”表示 的是排斥或。它表示非此即彼，不可兼得。 运算符 ∨表示可兼或，排斥或以后用另一符号表达。也可
以借助于联结词
或。
┒、∧ 、∨共同来表达这种排斥
课堂练习： 将下列命题符号化: (1) 王东梅学过日语或俄语。 (2) 张小燕生于1977年或1978年。 (3) 小元元只能拿一个苹果或一个梨。
常称为“非”运算，所有可能的运算结果可用下表
（真值表）表示。
P
┒P
T F
F T
例: (a) P: 3是偶数。
则┑P： 3不是偶数。
(b)
的”。 (c) (d)
Q: 4 是质数。
则┑Q： 4 不是质数。或 “说4 是质数是不对 R: 我们都是汉族人。 则┒R: 我们不都是汉族人。 S: 今天下雨并且今天下雪。 则 ┒S:今天不下雨或者今天不下雪。
Q：明天下雨
是两个命题，利用联结词“不”、“并且”、 “或” 等可分别构成新命题： “明天不下雪”； “明天下雪并且明天下雨”； “明天下雪或者明天下雨”等。
即 ： “非P”；
“P并且Q”；
“P或Q”等。 在代数式x+3 中， x 、 3 叫运算对象， +叫运 算符，x+3 表示运算结果。在命题演算中， 也用同样术语。 联结词就是命题演算中的运算符，叫逻辑运算符或叫命题联 结词。常用的命题联结主要有 5 个。
2.常用命题联结词 1）. 否定词┑ 定义：设P为任一命题。复合命题“非P”(或“P的 否定”)称为P的否定，记作 ┑P，读作“非P”。┒ 为否定联结词。┑P为真当且仅当P为假。 由定义可知， ┑P 的逻辑关系为P不成立，因而P
离散数学课件 第一章
主讲教师 李红军 北京林业大学 理学院
BEIJING FOREST UNIVERSITY
教材及参考资料
教材：
1耿素云，屈婉玲，张立昂编著，离散数学，清华大学出版 社, 2008年3月（第4版） 2耿素云,屈婉玲编著.离散数学(修订版).高等教育出版社, 2004年
参考资料：
1 左孝凌编著，离散数学，上海科学技术出版社
1.1 命题与联结词 命题：能判断真假而不是可真可假的陈述句。 命题的真值：命题为真或者假的判断。 真命题：真值为真的命题。 假命题：真值为假的命题。 注：任何命题的真值都是惟一的；
用“1”表示真，用“0”表示假。
例 1.1 ：判断下列句子哪些是命题.
(1)
3 是有理数。
(2) 2是素数。 (3) X＋Y>10。
1 3
m z 1 r m 1
z m 1
1 2
1
3
比赛结束，三位观众各猜对了一半，并且没有并列名次.问：中 国、美国、日本的各排名第几？ 设z1:中国第一;z2 :中国第三；r1:日本第一； m1:美国第一；m2:美国第二； m3:美国第三.
例1的参考答案 m1 z3 1 r1 m3 1 z1 m2 1
对偶原理
A和A*是互为对偶式，P1， P2 ，……Pn是出现在A和A*的原子变元，则 A（P1，…，Pn） A*（ P1，…， Pn） A（ P1，…， Pn） A*（P1，…，Pn）
即公式的否定等值于其变元否定的对偶式。 例：A为PQ，则A*为PQ， 则（PQ） PQ
真值表
将命题公式A在所有赋值下取值情况列成表
试考虑求公式A的真值表的步骤？ 例1 求下列公式的真值表，并求出成真赋值和成假赋值. 1) p(¬ r∧q) 2) (p∨q)(¬ p q)
离散数学题型梳理-第1章
离散数学常考题型梳理第1章 集合及其运算一、题型分析本章主要介绍集合论的基本概念和结论，集合的运算及其性质，以及利用运算性质进行集合表达式的化简和集合恒等式的证明等内容．经常涉及到的题型有：1-1集合与集合之间的包含、元素与集合之间的属于关系1-2幂集的计算1-3集合之间的运算1-4利用集合运算性质证明集合恒等式因此，在本章学习过程中希望大家要清楚地知道：1．集合与集合之间存在一种包含关系，当两个集合A 和B 存在关系A 包含B ，用A ⊇B 表示，或存在关系B 被A 包含，用B ⊆A 表示，这时称B 为A 的子集．注意空集∅是任意一个集合的子集，集合A 也是自己的子集．当B ⊆A 且B ≠A ，也就是说，只有B ⊂A 或A ⊃B 成立，则称B 为A 的真子集．若B 不是A 的子集，即B ⊆A 不成立时，则称A 不包含B ，记作B ⊆A ．然而，元素与集合之间存在一种从属关系，当a 是集合A 中的元素，则称a 属于A ，记作a∈A ；若a 不是集合A 中的元素，则称a 不属于A ，记作a ∉A ．因此，这两种关系一定不要混淆．2．由集合A 的所有子集组成的集合，称为A 的幂集，记作P (A )或2A ．若集合A 是由n 个元素所组成的集合，则A 的幂集由2n 元素组成．当n =3时，A 的幂集由23=8个元素组成．例如，设集合A = {0, 1, 2 }，则A 的全部子集由以下子集组成：0元子集（即空集）：∅；1元子集：{0}，{1}，{2}；2元子集：{0, 1}，{0, 2}，{1, 2}；3元子集（即集合A ）：{0, 1, 2}．因此，计算集合A 的幂集时，首先要按照上述方法写出集合A 的全部子集，然后检验写出的子集个数是否等于2n 个，其中n 是集合A 的元素个数．3．集合之间的运算有并（⋃）、交（⋂）、差（-）、补（~）和对称差（⊕）等五种运算，在做集合运算的题目时，一定要按照它们的定义进行计算．(1) 集合A 和B 的并集A B x x A ⋃=∈{或 x B ∈} 特点：由集合A 和B 的所有元素组成的集合．见图1 图1 图2(2) 集合A 和B 的交集A B x x A ⋂=∈{ 且 x B ∈}特点：由集合A 和B 的公共元素组成的集合．见图2(3) 集合A 与B 的差集A B -=∈∉{}x x A x B 且 特点：由属于A ，而不属于B 的所有元素组成的集合．见图3(4) 集合A 的补集~A ={}x x E x A ∈∉且特点：由属于全集E 但不属于集合A 的元素组成的集合．见图4补集总相对于一个全集而言，可以看作是全集E 与集合A 的差集．(5) 集合A 与B 的对称差A ⊕B ＝(A －B )⋃(B －A )或 A ⊕B ＝(A ⋃B )－(A ⋂B )特点：由分别属于集合A 与B 的元素但不属于它们公共元素组成的集合．见图5(6) 把集合A ，B 合成集合A ×B 叫做笛卡儿积，规定A ×B ＝{<x , y >∣x ∈A 且y ∈B }注意：由于有序对<x , y >中x ，y 的位置是确定的，因此A ×B 的记法也是确定的，不能写成B ×A.．笛卡儿积的运算一般不能交换.．虽然，笛卡儿积的内容是第2章2.1.1目的内容，是二元关系的预备知识，但我们认为把它作为集合的一种运算考虑更好些。
离散数学课后习题答案(第一章)
1-1，1-2（1）指出下列哪些语句是命题，那些不是命题，如果是命题，指出它的真值。
a)离散数学是计算机科学系的一门必修课。
是命题，真值为T。
b)计算机有空吗？不是命题。
c)明天我去看电影。
是命题，真值要根据具体情况确定。
d)请勿随地吐痰。
不是命题。
e)不存在最大的质数。
是命题，真值为T。
f)如果我掌握了英语，法语，那么学习其他欧洲语言就容易多了。
是命题，真值为T。
g)9+5≤12.是命题，真值为F。
h)X=3.不是命题。
i)我们要努力学习。
不是命题。
（2）举例说明原子命题和复合命题。
原子命题：我爱北京天安门。
复合命题：如果不是练健美操，我就出外旅游拉。
（3）设P 表示命题“天下雪。
”Q 表示“我将去镇上。
”R 表示命题“我有时间。
”以符号形式写出下列命题a)如果天不下雪和我有时间，那么我将去镇上。
(┓P ∧R)→Q b)我将去镇上，仅当我有时间时。
Q→R c)天不下雪。
┓P d)天下雪，那么我不去镇上。
P→┓Q（4）用汉语写出一些句子，对应下列每一个命题。
a)()Q R P ∧¬�Q:我将去参加舞会。
R:我有时间。
P:天下雨。
Q ↔(R∧┓P):我将去参加舞会当且仅当我有时间和天不下雨。
b)R Q∧R:我在看电视。
Q:我在吃苹果。
R∧Q:我在看电视边吃苹果。
c)()()Q R R Q →∧→Q:一个数是奇数。
R:一个数不能被2除。
（Q→R）∧(R→Q):一个数是奇数，则它不能被2整除并且一个数不能被2整除，则它是奇数。
(5)将下列命题符号化。
a)王强身体很好，成绩也很好。
设P：王强身体很好。
Q：王强成绩很好。
P∧Qb)小李一边看书，一边听音乐。
设P：小李看书。
Q：小李听音乐。
P∧Qc)气候很好或很热。
设P：气候很好。
Q：气候很热。
P∨Qd)如果a 和b 是偶数，则a b +是偶数。
设P：a 和b 是偶数。
Q：a+b 是偶数。
P→Qe)四边形ABCD 是平行四边形，当且仅当它的对边平行。
第一章 离散数学
定义1-9 设有集合A、B，所有属于B而不属于
A的元素组成的集合，称为A相对于B的补集， 记作B-A。即
B A u | u B但u A
用文氏图表示为：(图中斜线部分即是)
B
B-A
例：A＝{2,5,6} B={3,4,2} B－A＝{3,4} 则 A－B={5,6}
A
定义1-10 集合A相对于全集合U的补集称为A的
{ }
定理1－2：设A是具有基数＃A的有限集，则＃(2A ) 2# A
分析：前面介绍了，A的子集是A的一部分，那么由 i A中i个元素组成的子集有C n个，若A有n个元素，于 是有：
C n 0 C n1 ... C n n 1 C n n 2n
(证明略）
例3、确定集合A={a,{a}}的幂集
A不够成一个集合，因为没有确定老的标准，50岁 以上的老，还是60岁以上的老呢？这需要一个确定的标 准，根据这个标准来判断一个55岁的中国人是否属于这 个集。
总之，任一个个体，对某一个集合而言， 或属于该集合，或不属于该集合。两者 必 居其一，不可兼得。
又如：
A＝{b,c} 是一个集合，但它是集合B 的元素，其中B={a,{b,c}}; A={b,c}是以一个整体作为B的元素。 另外，要将b，与{b} 区分开来,b∈{b}； b是一个个体，{b}是一个单元素的集合。
故 A C（由定义1－2）
综合（1）、（2）即知原结论成立。
1.3
一、幂集的定义
幂集
定义1－5：任给集合A，由A的所有子集组成的集合， 称为A的幂集。记作2A，即2A＝{s|s A}。 例1 A={1,2,3}
则 2A {,{1},{2},{3},{1, 2},{1,3},{2,3},{1, 2,3}} 例2 （1） A={a}
离散数学作业1_集合与关系答案
离散数学作业1_集合与关系1. 设A、B、C为任意三个集合，判断下列命题的真与假。
如命题为真，则证明之；否则，举反例说明。
（1）若A⋂C=B⋂C，则A=B(假命题)（2）若A⋃C=B⋃C ，则A=B(假命题)（3）若A⋂C=B⋂C 且A⋃C=B⋃C ，则A=B(真命题,参考ppt 1.2节例8)2.证明A-B=A∩~B.证明思路：任取x∈A-B⇔……⇔ x∈A∩~B证明：任取x∈A-B⇔x∈A且x/∈B（根据相对补的定义）⇔ x∈A且x∈~B(根据绝对补的定义)⇔ x∈A∩~B3. 设A={1，2，3，4，5，6},下面各式定义的R都是A上的二元关系。
试分别以序偶、关系矩阵、关系图三种形式分别写出R。
(1) R={<x,y>|x整除y}；(2) R={<x,y>|x是y的倍数}；(3) R={<x,y>|(x-y)2∈A}；(4) R={<x,y>|x/ y是素数}。
解：(1)R={<1,1>,<1,2>,<1,3>,<1,4>,<1,5>,<1,6>,<2,2>,<2,4.>,<2,6>,<3,3 >,<3,6>,<4,4>,<5,5>,<6,6>}(2)R={<1,1>,<2,1>,<2,2>,<3,1>,<3,3>,<4,1>,<4,2>,<4,4>,<5,1>,<5,5>,<6,1>,<6,2>,<6,3>,<6,6>}(3)R={<1,2>,<1,3>,<2,1>,<2,3>,<2,4>,<3,2>,<3,4>,<3,1>,<3,5>,<4,3 >,<4,5>,<4,2>,<4,6>,<5,4>,<5,6>,<5,3>,<6,5>,<6,4>}(4) 质数又称素数。
(完整版)离散数学电子教材1(可编辑修改word版)
第1 章命题逻辑逻辑是研究人的思维的科学，包括辩证逻辑和形式逻辑。
辩证逻辑是研究反映客观世界辩证发展过程的人类思维的形态的。
形式逻辑是研究思维的形式结构和规律的科学，它撇开具体的、个别的思维内容，从形式结构方面研究概念、判断和推理及其正确联系的规律。
数理逻辑是用数学方法研究推理的形式结构和推理的规律的数学学科。
所谓的数学方法也就是用一套有严格定义的符号，即建立一套形式语言来研究。
因此数理逻辑也称为符号逻辑。
数理逻辑的基础部分是命题逻辑和谓词逻辑。
本章主要讲述命题逻辑，谓词逻辑将在第2 章进行讨论。
1.1命题及其表示1.1.1命题的基本概念数理逻辑研究的中心问题是推理（Inference)，而推理就必然包含前提和结论，前提和结论都是表达判断的陈述句，因而表达判断的陈述句就成为推理的基本要素。
在数理逻辑中，将能够判断真假的陈述句称为命题。
因此命题就成为推理的基本单位。
在命题逻辑中，对命题的组成部分不再进一步细分。
定义1.1.1 能够判断真假的陈述句称为命题（Proposition）。
命题的判断结果称为命题的真值，常用T(True)（或1）表示真，F(False)（或0）表示假。
真值为真的命题称为真命题，真值为假的命题称为假命题。
从上述的定义可知，判定一个句子是否为命题要分为两步：一是判定是否为陈述句，二是能否判定真假，二者缺一不可。
例1.1.1 判断下列句子是否为命题（1）北京是中国的首都。
（2）请勿吸烟！（3）雪是黑的。
（4）明天开会吗？（5）x+y=5。
（6）我正在说谎。
（7）9+5≤12 。
（8）1+101=110 。
（9）今天天气多好啊！（10）别的星球上有生物。
解在上述的十个句子中，（2）、（9）为祈使句，（4）为疑问句，（5）、（6）虽然是陈述句，但（5）没有确定的真值，其真假随x、y 取值的不同而有改变，（6）是悖论(Paradox)（即由真能推出假，由假也能推出真），因而（2）、（4）、（5）、（6）、（9）均不是命题。
离散数学(第二版) (1)
所示。
表1.1.4
第1章 命题逻辑
第1章 命题逻辑 5. 双条件联结词
定义1.1.6 如果 P和Q是命题， 那么“P当且仅当 Q” 是一个复合命题， 记做 P Q， 称为P和Q的双条件命题
表1.1.1
第1章 命题逻辑
第1章 命题逻辑
2. 合取联结词
定义1.1.3 如果 P和Q是命题， 那么“P并且Q”是一个 复合命题， 记做P∧Q， 称为P和Q 的合取(conjunction)。 符号∧用于表示合取联结词。 P∧Q 为T， 当且仅当P、 Q
均为T。 “∧”是一个二元运算符。 合取联结词∧的定义如表
第1章 命题逻辑
定义1.1.1 一个具有真或假但不能两者都是的断言称为 命题。
如果一个命题所表达的判断为真， 则称其真值(truth value)为“真”， 用大写字母T或数字1表示； 如果一个命题 所表达的判断为假， 则称其真值为“假”， 用大写字母F或 数字0表示。 为简便起见， 本书在构建真值表时一般用0表示 “假”， 用1表示“真”。
(biconditional proposition)。
词。 P Q为T， 当且仅当 P和Q 的真值相同。
1.1.5所示。
表1.1.5
第1章 命题逻辑
第1章 命题逻辑
1.2 命 题 公 式
1.2.1 命题公式及其符号化
定义1.2.1 用于代表取值为真(T、 1)或假(F、 0)之一 的变量， 称为命题变元， 通常用大写字母或带下标或上标的
大写字母表示， 如 P、 Q、 R、 P1、 P2等。 将T和F称为命
离散数学习题一 二参考答案
离散数学习题一二参考答案----a3039d74-7162-11ec-90d9-7cb59b590d7d离散数学习题一二参考答案离散数学练习1的参考答案第一节集合的基数1.证明两个可数集的并是可数的。
证明：设a，b是两可数集，a={a1,a2,a3,,an,}，b={b1,b2,b3,,bn,}⎧ab→n⎧f:⎧ai2i-1，f是一一对应关系，所以|a∪b|=|n|=ℵ0。
⎧b2jj⎧2．证明有限可数集的并是可数集证明：设A1，A2和a3ak是有限可数集，AI=（Ai1，AI2，ai3，ain，），I=1，2，3，Kk⎧k⎧a=ai→n，f是一一对应关系，所以|a|=|ai|=|n|=ℵ0。
f:⎧i=1i=1⎧aijj（k-1）+i⎧3.证明可数个可数集的并是可数集。
证明：设A1，A2和a3ak为无限可数集，AI=（Ai1，AI2，ai3，ain，），I=1,2,3，∞⎧a=ai→n⎧⎧i=1f:⎧，1⎧aij(i+j-1)(i+j-2)+i⎧2⎧所以f是一对一的对应，所以|a |=|a |=|n |=ℵ. 我∞04.证明整系数多项式所构成的集合是可数集。
证明了具有整系数的n次多项式之和可以写成an={a0xn+a1xn-1++an-1x+an|ai∈z}那么整系数为a=an的多项式集；由于xk的系数ak是整数，那么所有xk的系数的全体所构成的集合是可数集，由习题2“有限个可数集的并是可数集”可得an是可数集，再又习题4“可数个可数集的并是可数集”得出整系数多项式所构成的集合a=an也是可数集。
5.证明不存在等于其真子集的有限集证明：设集合a是有限集，则|a|=n，若b是a的真子集，则|b|≤|a|=n，a-b≠φ，即|a-b|=|a|-|ab|＞0；又a=（a-b）∪b，（a-b）b=φ，所以，，就是|a|＞|b|，即得结论。
6.证明正有理数集是可数的，从而证明有理数集是可数的。
m证明：因为q+={|m,n∈n}，是正分数集，n∞ n+让AI={|n∈ n} ，I=1,2,3,4,m}，AI是可数集，q=AIII=1由可数集性质4“可数个可数集的并仍然是可数集”，所以正有理数集合是可数集。
离散数学第一章
第一部分数理逻辑先看著名物理学家爱因斯坦出过的一道题：一个土耳其商人想找一个十分聪明的助手协助他经商，有两人前来应聘，这个商人为了试试哪个更聪明些，就把两个人带进一间漆黑的屋子里，他打开灯后说：“这张桌子上有五顶帽子，两顶是红色的，三顶是黑色的，现在，我把灯关掉，而且把帽子摆的位置弄乱，然后我们三个人每人摸一顶帽子戴在自己头上，在我开灯后，请你们尽快说出自己头上戴的帽子是什么颜色的。
”说完后，商人将电灯关掉，然后三人都摸了一顶帽子戴在头上，同时商人将余下的两顶帽子藏了起来，接着把灯打开。
这时，那两个应试者看到商人头上戴的是一顶红帽子，其中一个人便喊道：“我戴的是黑帽子。
”请问这个人说得对吗？他是怎么推导出来的呢？要回答这样的问题，实际上就是看由一些诸如“商人戴的是红帽子”这样的前提能否推出“猜出答案的应试者戴的是黑帽子”这样的结论来。
这又需要经历如下过程：(1) 什么是前提？有哪些前提？(2) 结论是什么？(3) 根据什么进行推理？(4) 怎么进行推理？下面的第一章，第二章回答第一个问题。
第三章回答第二、三个问题。
下图给出了逻辑部分的知识体系。
1.1 命题与联结词一、命题的概念引言中的例子就是要对“我戴的是黑帽子”进行判断。
这样的陈述句称为命题。
作为命题的陈述句所表达的判断结果称为命题的真值，真值只取两个值：真或假。
真值为真的命题称为真命题，真值为假的命题称为假命题。
真命题表达的判断正确，假命题表达的判断错误。
任何命题的真值都是唯一的。
判断给定句子是否为命题，应该分两步：首先判定它是否为陈述句，其次判断它是否有唯一的真值。
例1.1 判断下列句子是否为命题。
(1) 4是素数。
(2) 是无理数。
(3) x大于y。
(4) 月球上有冰。
(5) 2100年元旦是晴天。
(6) π大于吗？ (7) 请不要吸烟！ (8)这朵花真美丽啊！ (9) 我正在说假话。
解:本题的(9)个句子中，(6)是疑问句，(7)是祈使句，(8)是感叹句，因而这3个句子都不是命题。
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蕴涵联结词的实例
例4 设 P：天冷，Q：小王穿羽绒服，将下列命题符号化 • PQ (1) 只要天冷，小王就穿羽绒服. • PQ (2) 因为天冷，所以小王穿羽绒服. • PQ (3) 若小王不穿羽绒服，则天不冷. • QP (4) 只有天冷，小王才穿羽绒服. • QP (5) 除非天冷，小王才穿羽绒服. • PQ (6) 除非小王穿羽绒服，否则天不冷. • QP (7) 如果天不冷，则小王不穿羽绒服. • QP (8) 小王穿羽绒服仅当天冷的时候.
• 注意： PQ 与 QP 等值（真值相同）
等值联结词
定义1.5: 设 P, Q为两个命题，复合命题“P当且仅当Q”称 作P与Q的等值式，记作PQ，称作等值联结词.
规定PQ为真当且仅当 P与Q同时为真或同时为假. • PQ 的逻辑关系：P与Q互为充分必要条件 例5 求下列复合命题的真值 (1) 2 + 2 ＝ 4 当且仅当 3 + 3 ＝ 6. (2) 2 + 2 ＝ 4 当且仅当 3 是偶数. (3) 2 + 2 ＝ 4 当且仅当 太阳从东方升起. (4) 2 + 2 ＝ 4 当且仅当 美国位于非洲. (5) 函数 f (x) 在 x0 可导的充要条件是 它在 x0 连续.
析取联结词的实例
例： 将下列命题符号化 (1) 2 或 4 是素数. (2) 小元元只能拿一个苹果或一个梨. (3) 王小红生于 1975 年或 1976 年. 解： (1) 令P:2是素数, Q:4是素数, PQ (2) 令P:小元元拿一个苹果, Q:小元元拿一个梨 (PQ)(PQ) (3) P:王小红生于 1975 年, Q:王小红生于1976 年, (PQ)(PQ) 或 PQ
离散数学
代数结构
数理逻辑
集合论
图论
教材及主要参考书
主要教材： 《离散数学》
西安电子科技大学出版社，方世昌主编，第三版。 主要参考书： 1．《离散数学》，高等教育出版社，李盘林、李丽双、李洋、王春立 等编著； 2．《离散数学》，清华大学出版社，耿素云、屈婉玲、张立昂等编著； 3．《离散数学》，西安交通大学出版社，祝颂和、陆诗娣、陈建明、 曾 明等编著； 4．《数理逻辑》，北京大学出版社，王捍贫编著； 5．《集合论与图论》，北京大学出版社，耿素云编著； 6．《代数结构与组合数学》，北京大学出版社，屈婉玲编著。
否定、合取、析取联结词
定义1.1: 设 P为命题，复合命题“非P”(或“P的否定”) 称为P的否定式，记作P，符号称作否定联结词. 规定 P 为真当且仅当P为假. 定义1.2: 设P,Q为两个命题，复合命题“P并且Q”(或“P 与 Q”)称为P与Q的合取式，记作P∧Q，∧称作合取联结 词. 规定P∧Q为真当且仅当P与Q同时为真. 定义1.3: 设P, Q为两个命题，复合命题“P或Q”称作P与 Q的析取式，记作P∨Q，∨称作析取联结词. 规定P∨Q 为假当且仅当P与Q同时为假.
1 0 1 0 0
联结词的运算顺序
• 在没有括号的情况下： – 联结词的运算顺序：, , , , • 同级按先出现者先运算.
凡符合联结词运算顺序的, 括号均可省去。 相同的运算符, 按从左至右次序计算时, 括号可省去。 最外层的圆括号可以省去。
例: (((P∧Q)∨R)→((R∨P)∨Q))
可写成 ：
(P∧Q∨R)→R∨P∨Q 但有时为了醒目, 也可以保留某些原可省去的括号。
小
结
• 本小节中P, Q, R, … 均表示命题.
• 联结词集为{, , , , }，P, PQ, PQ, PQ, PQ为 基本复合命题. 其中要特别注意理解PQ的涵义.
• 反复使用{, , , , }中的联结词组成更为复杂的复合命 题.
离散数学
主讲：路永刚
Email: ylu@
兰州大学信息科学与工程学院
发展历史
• 18世纪以前, 数学基本上是研究离散对象的数量和空间关系的科学。 • 后来因天文学,物理学的发展,如行星轨道,牛顿三大力学定律等研究,极 大地推动了连续数学(以微积分,数学物理方程, 复变函数论为代表)的 发展。离散对象的研究则处于停滞状态。 • • • • 20世纪30年代, 图灵(Alan Turing) 提出计算机的 理论模型——图灵机（Turing machine）。 这种模型早于实际制造计算机十多年，而现实的 计算机的计算能力, 本质上和图灵机的计算能力一样。
例 1 中(a) , (b) , (d) , (e)都是原子命题,
但“(c) 2 是偶数而 3 是奇数”不是, 因为它可写成“2 是偶 数”和“3 是奇数”两个命题。 命题和原子命题常用大写字母 P , Q , R :表示。 如用P表示“4 是质数”, 则记为 ：“ P: 4 是质数。”
命题分类
命题分类：原子命题与复合命题 原子命题 表示符号： 常用大写字母 P , Q , R 等表示 复合命题：是指由原子命题组成的命题 表示：常由联结词和大写字母（原子命题）组成 下面我们介绍联结词
命题公式及其赋值
命题变项与合式公式 命题变项 命题公式 命题公式的层次
公式的赋值 公式赋值 公式类型 真值表
命题公式的层次
定义：
(1) 若公式A是单个命题变项，则称A为0层公式. (2) 称 A 是 n+1(n≥0) 层公式是指下面情况之一： (a) A=B, B 是 n 层公式； (b) A=BC, 其中B,C 分别为 i 层和 j 层公式， 且 n=max(i,j)； (c) A=BC, 其中 B,C 的层次及 n 同(b)； (d) A=BC, 其中B,C 的层次及 n 同(b)； (e) A=BC, 其中B,C 的层次及 n 同(b). (3) 若公式A的层次为k, 则称A为k层公式.
• 由于在计算机内，机器字长总是有限的, 它代表离散的数或其它离散 对象，因此随着计算机科学和技术的迅猛发展，离散数学就显得更加 重要。
离散数学
• 离散数学，是现代数学的一个重要分支，是整个 计算机学科的专业基础课。
• 离散数学是以研究离散量的结构和相互间的关系 为主要目标。其研究对象一般地是有限个或可数 个元素，因此它充分描述了计算机科学离散性的 特点。
成绩考核办法
本课程的考核分为平时成绩和期末考试成绩两大部 分，其中平时成绩由日常考查成绩和作业成绩 组成，期末考试以闭卷笔试为主。
总成绩评定按百分制计算，平时成绩占30％，期末 成绩占70％。 总成绩计算公式： 总成绩＝平时成绩×30％＋期末成绩×70％
怎样学好本课程
• 该课程概念比较抽象、理论性比较强，所以需要 上课前预习，课堂注意听讲，积极提问，课后要 常复习，并认真完成作业。
蕴涵联结词
定义1.4: 设P, Q为两个命题，复合命题“如果P, 则Q”称作P与 Q的蕴涵式，记作PQ，并称P是蕴涵式的前件，Q为蕴涵式 的后件，称作蕴涵联结词. 规定：PQ为假当且仅当P为真Q为假.
(1) PQ 的逻辑关系：Q为 P 的必要条件 (2) 当 P 为假时，PQ恒为真，称为空证明 (3) 常出现的错误：不分充分与必要条件
• 本课程的教学应将以各种基本概念、定理、定理 证明、正反例、计算方法列为教学的重点，附带 讲各种具体应用。
第一章 数理逻辑
逻辑是研究推理的科学。 数理逻辑就是用数学方法（符号体系）研究推理的 科学。
主要内容：
• • • • • 命题逻辑基本概念 命题逻辑等值演算 命题逻辑推理理论 谓词逻辑基本概念 谓词逻辑等值演算与推理
蕴含式P→Q可以用多种方式陈述: ; “若P, 则” “Q每当P” “P仅当Q” “除非Q, 才P” 或 “除非Q，否则非P”，„．等。
如上例(b)中的R→S可陈述为“G是正方形的必要条件是 它的四边相等”。
给定命题P→Q, 我们把Q→P,P→Q, Q→P分别叫
例 1： 下述都是命题: (a) 今天下雪; (b) 3+3=6; (c) 2 是偶数而 3 是奇数; (d) 陈涉起义那天, 杭州下雨;
(e) 较大的偶数都可表为两个质数之和。
例 2： 下述都不是命题:
(a) x+y＞4。
(b) x=3。 (c) 真好啊!
(d) 你去哪里?
讨论 ： 一个人说:“我正在说谎”。这是不是命题？
合取联结词的实例
例： 将下列命题符号化. (1) 吴颖既用功又聪明. (2) 吴颖虽然聪明，但不用功. (3) 张辉与王丽都是三好生. (4) 张辉与王丽是同学. 解： 令P:吴颖用功, Q:吴颖聪明 (1) PQ (2) PQ (3) 设 P:张辉是三好生, Q:王丽是三好生， PQ (4) P: 张辉与王丽是同学
例7：
(a) P: 天不下雨, Q: 草木枯黄。
P→Q: 如果天不下雨, 那么草木枯黄。 (b) R: G是正方形, S: G的四边相等。 R→S: 如果G是正方形, 那么G的四边相等。 (c) W: 桔子是紫色的, V: 大地是不平的。 W→V: 如果桔子是紫色的, 那么大地是不平的。
形式蕴含和实质蕴含
(1) 单个命题变项和命题常项是命题公式, 称作原子命题公式 (2) 若A是命题公式，则 (A)也是 (3) 若A, B是命题公式，则(AB), (AB), (AB), (AB)也是 (4) 只有有限次地应用(1)—(3) 形成的符号串才是命题公式。
这样定义的命题公式也叫合式公式（简称公式）。
1.1 命 题
什么是命题？ 一个陈述语句叫做断言。 定义：一个命题是一个或真或假而不能两者都是的断言。
如果命题是真, 我们说它的真值为真
如果命题是假, 我们说它的真值是假。
命题
例：下列句子中那些是命题？ (1) 2是有理数. (2) 2 + 5 = 7. (3) x + 5 > 3. (4) 你去教室吗？ (5) 这个苹果真大呀！ (6) 请不要讲话！ (7) 2050年元旦下大雪. 假命题 真命题 不是命题 不是命题 不是命题 不是命题 命题，但真值现在不知道