软件2011组合数学—第一章绪论

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组合数学第一章绪论

组合数学第一章绪论

取到含有最后一枚硬币者胜。
绪论
2. 方法
3.
直觉可知,胜负受硬币数目
多少影响不大,但应与奇偶性有关。
4.
分析的一般规那么:为了深入理
解和强化直觉,往往可先考虑小的或特
殊的情形,然后再扩展你的看法以解决
一般的问题。
5.
绪论
A. 两堆的情况 (1)假设两堆大小一样,先拿者负。后者模
拟前者动作即可; (2)假设两堆大小不同,先拿者胜。他只要
当n为奇数时,有一种简单的构造方 法。
⑴1置1行中间;
⑵顺序将各数置于右上方位置。假设 当前数位于1行n列或当前数的右上角已 填入了其它数,那么下一个数填在当前 数下方;假设当前数的右上方超出了矩 阵,那么下一个数循环填在另一侧。
绪论
例:5阶幻方。
17 24 1 8 15 23 5 7 14 16 4 6 13 20 22 10 12 19 21 3 11 18 25 2 9
绪论
组合数学是一个古老而又年轻的 数学分支。
据传说,大禹在4000多年前就观 察到神龟背上的幻方…...
绪论
幻方可以 看作是一个3 阶方阵,其元 素是1到9的正 整数,每行、 每列以及两条 对角线的和都 是15。
492 357 816
绪论
北宋数学家〔约11世纪〕贾宪 著有?黄帝 九章细草?、?算法斅(xiao)古集?〔即“古算法 导引〞〕都已失传。杨辉著?详解九章算法? 〔1261年〕中曾引贾宪的“开方作法根源〞 图〔即指数为正整数的二项式展开系数表,现 称“杨辉三角形〞〕和“增乘开方法〞〔求高 次幂的正根法〕。前者比pascal三角形早600 年,后者比霍纳〔William Geoge Horner, 1786—1837〕的方法〔1819年〕早770年。

前言-组合数学概述ppt课件

前言-组合数学概述ppt课件

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27
Ramsey数
推广为一般问题:给定任意正整数a和b, 总存在一个最小整数 r(a,b),使得r(a,b) 个人中或者有 a 个人互相认识,或者 有 b 个人互相不认识。称 r(a,b) 为 Ramsey数。
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28
Erdös -Szekeres 定理
Ramsey定理是由Erdös和Szekeres于1935年提 出的。它是下述定理的一个推广:
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13
Euler 定理
如果一个图包含一条经过每条边恰好一次的闭途 径,则称这个图为欧拉图。
对任意的非空连通图,若它是欧拉的, 当且仅当它 没有奇度点。
Königsberg桥对应的图
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14
36 军官问题 (欧拉 1779)
The Great Frederic的阅兵难题-------欧拉的困惑
1 1,1 1,2,1 1,3,3,1 1,4,6,4,1 1,5,10,10,5,1 1,6,15,20,15,6,1
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12
七桥问题
近代图论的历史可追溯到18世纪的七桥问 题—穿过Königsberg城的七座桥,要求每座桥 通过一次且仅通过一次。
Euler1736年证明了不可能存在这样的路线。
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21
中国邮递员问题
1962年中国组合数学家管梅谷教授提出了著 名的“中国邮递员问题”。
一个邮递员从邮局出发,要走完他所管辖 的每一条街道,然后返回邮局。那么如何 选择一条尽可能短的路线。
ppt精选版
22
中国邮递员问题
这个问题可以转化为:给定一个具有非负 权的赋权图G,
(1)用添加重复边的方法求G的一个Euler赋

高一(人教A版)2011年高中数学 第一章 1.1 1.1.2 集合间的基本关系课件 新人教A版必修1

高一(人教A版)2011年高中数学 第一章 1.1 1.1.2 集合间的基本关系课件 新人教A版必修1

={a,b},B={b,c,d};其二是,A包含B,如A={a,b,c},
B={b,c}.
2.∈与⊆、a 与{a}、{0}与 Ø 的区别 (1)∈与⊆的区别:∈表示元素与集合之间的 1 3 关系,因此,有3∈Q, 3 ∉Q 等;⊆表示集合与 集合之间的关系,因此,有 Q⊆R,Ø⊆R 等. (2)a 与{a}的区别: 一般地, 表示一个对象, a 而{a}表示由一个元素组成的集合(常称单元素 集),a 是集合{a}的一个元素.因此有 2∈{2}, 不能写成 2={2}.
集时要注意不但要求 A⊆B,同时在 B 中至少要有一个元素不属
于 A.
难点
如何区分∅,{∅},0,{0}
(1)∅∈{∅},此时∅作为元素,而{∅}则为元素是∅的集合;
(2)∅ {∅}中,∅和{∅}均作为集合来理解.
这样就符合空集是任何非空集合的真子集这一事实,同时 ...... 不要把数 0 或集合{0}与空集∅混淆,数 0 不是集合,{0}是含有 一个元素 0 的集合,而∅是不含任何元素的集合,更不要把空集 错误地写成{空集}或{∅}.
m进行讨论,然后借助于数轴分析A⊆B成立的条件.
【解析】 ∵B⊆A, ①当 B=Ø 时,m+1<2m-1,解得 m>2;
-3<2m-1 ②当 B≠Ø 时,有m+1<4 , m+1≥2m-1
解得-1<m≤2. 综上可知 m 的取值范围是{m|m>-1}.
(1)分析集合关系时,首先要分析、简化每个集合.(2)此类 问题通常借助数轴,利用数轴分析法,将各个集合在数轴上表


(1)两个集合相等,则所含元素完全相同,与顺序无关,但要注意
检验,排除与集合元素互异性或与已知相矛盾的情形. (2)若两个集合中元素均无限多个,要看两集合的代表元素是否一

组合数学CH1.1,1.2

组合数学CH1.1,1.2

组合数学概述
(Combinatorial mathematics)
•Nim游戏: 是一种两人玩的游戏,玩家双方对一 堆硬币。假设k堆硬币,每堆分别为n1,n2,…nk枚硬 币。这一游戏的目标就是取得最后一枚硬币。游戏 规则如下: 1)玩家轮番出场; 2)当轮到一个玩家取子时,他们都要从选择的 硬币堆中至少取走一枚硬币;(这位玩家可以把所 选硬币堆都取走,于是剩下一个空堆,这时它“退 出”) 当所有的硬币堆都空了的时候,游戏结束。走最后 一步的玩家,即取走最后一枚硬币的玩家获胜。
则集合A的r-圆排列为
P n, r n! M r r (n r )!
注意:把一个圆排列旋转可得到另一个圆排列,这两个圆排列 是相同的。 例1 由数字1,2,3,4,5,6可以构成多少个数字互不相同的四位
数.
例2 将具有9个字母的单词FRAGMENTS进行排列,要求A总 是紧跟在字母R的右边,问有多少种这样的排法. 答案:
相关课程
《数学分析》《高等代数》《离散数学》
参考教材:



孙世新编,《组合数学》,电子科技大学出版; 社,2006年 孙淑玲编,《组合数学》,(第三版)中国科学技 术大学出版社,2012年; 卢开澄,卢华明编,《组合数学》,清华大学出版 社,2002年; Richard A.Brualdi著,冯速等译,《组合数学》 (第五版),机械工业出版社,2012年.
例 题
例1、有一所学版本的法汉词典;第二类是四种 不同类型的数学参考书;第三类是二 种不同的奖杯。这位优胜者只能挑选 一样奖品。那么,这位优胜者挑选奖 品的方法有多少种?
解:设S是所有这些奖品的集合,Si是第 i类奖品的集合 (i=1,2,3),显然,Si∩Sj=Φ (i≠j) ,根据加法法则有

组合数学基础

组合数学基础

6
组合数学问题求解的方法大致可分为两类:一 类是从组合数学基本概念、基本原理出发解题的所 谓常规法(基本方法);另一类是一些特殊方法。 解决组合问题常需要特殊的方法,即使是在使 用组合数学中的基本原理和方法去解决问题时,仍 需要巧妙地应用它们。因此,在解决组合问题时, 学习组合数学中典型问题的解题经验和方法是非常 重要的。
5.竖补角,以中间列为基准,将突出的数字补回本列所缺的 方格内,17,23补到4上,24补到5上,2补到21下,3,9补 到22下。从而重新得到一个n*n方格,及得到结果。 17 23 24 5 1 7 8 14 15 16
4
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14
例2:“棋盘覆盖”问题. 设m×n棋盘,假定有一批外形完全一样的骨牌, 每块牌恰好覆盖棋盘上两个相邻的方格.若用一些 牌覆盖棋盘,使得棋盘上的所有方格都被牌覆盖, 牌之间不交叠,这称之为棋盘的完全覆盖. 定理 若m或n为偶数时,则m×n棋盘存在完全 覆盖.
7
常用的方法有: (1)数学归纳法 (2)迭代法 (3)一一对应法 (4)组合意义法 (5)数论方法
8
例1 历史上曾广泛流行过一种古老的数学游戏叫做
幻方,就是一个有趣的组合问题.
给定1, 2, 3,, n2这些数字,将其排列成n阶方阵,
要求每行、每列、每条对角线上的n个数字之和都
相等.这样的方阵叫n阶幻方.
9 10
12 13 14 15 18 19 20 24 25
11
Hale Waihona Puke 3.横补角,以中间行为基准,将突出的数字补回本行所缺的方 格内,4,5补到1的前,10补到6前,16补到20后,21,22补到 25后。从而重新得到一个n*n方格。

组合数学 第一章课件

组合数学 第一章课件
2、f(0,0)=0,f(0,1)=0,f(1,0)=0,f(1,1)=1。 ………… 对应着长度为22的字符串,每一位都可以取0或1;
乘法:2^22
自变量数为n个时:2^2n
*8
1.2 一一对应
1、从n个数中找出最大值问题 2、n个人参加单淘汰赛,最后产生冠军的 过程。
9
1.2 一一对应 例1.6:求n2个人站成一排和站成n排(方阵) 的方案数,并比较两种方案数的大小? 解:9个人站成一排的方案数是9!, 设a1a2a3a4a5a6a7a8a9是9个人的一排, 可构成一个方阵 给定一个方阵 a 1a 2a 3 b 1b 2b 3 a 4a 5a 6 b 4b 5b 6 a 7a 8a 9 b 7b 8b 9 也唯一确定一排b1b2b3b4b5b6b7b8b9
1.5 排列的生成算法
1.6 允许重复的组合与不相邻的组合
1.7 组合意义的解释
1.8 应用举例 1.9 *Stirling公式
2
1.1基本计数法则
1、加法法则:
如果具有性质A的事件有m个,性质B的事件有 n个,则具有性质A或B的事件有m+n个。
A和B是性质无关的两个事件。
3
1.1基本计数法则
2、乘法法则: 若具有性质A的事件有m个,具有性质B的事件 有n个,则具有性质A及B的事件有mn个
n! n1!n2 !...nk !
26
练习题
1、求1040和2030的公因数的数目。
解:1040=240540,2030=260530
C(41,1)*C(31,1)
27
练习题
2、试证n2的整除数的数目是奇数。
n p1 p2 ... pm
2 2 a1 2 a2

软件第一章

软件第一章

第1章 算法
37
假设棋盘上的每一行放置一个皇后,分别用自然数进行 编号 为1,2,…,n。 首先定义一个长度为n的一维数组q,其中每一个元素q[i] (i=1,2,…,n)随时记录第i行上的皇后所在的列号。 初始时,先将各皇后放在各行的第1列。即数组q的初值 为 q[i]=1,i=1,2,…,n 第i行与第j行上的皇后在某一对角线上的条件为 |q[i]-q[j]|=|i-j| 而它们在同一列上的条件为 38 q[i]=q[j] 算法 第1章
1.符号与表达式 符号与表达式
loop:i=i+1 “设x是A中的最大项”(其中A是一个数组) “将x插入到L之中”(其中L是某个表) 关系运算符用=、≠、<、>、≤、≥ 逻辑运算符用and(与)、or(或)、not(非)
第1章 算法 7
2.赋值语句 赋值语句
a=e a~b a=b=e
第1章 算法
第1章 算法
44
while(jt==1) { if (q[i]<n) { k=0; while ((k<i)&&((q[k]-q[i])* (fabs(q[k]-q[i])-fabs(k-i)))!=0) k=k +1; if (k<i) q[i]=q[i]+1; else { i=i+1; if (i>n-1) { for(j=0;j<n;j++) printf("%5d",q[j] +1);
RETURN
第1章 算法
43
#include "stdio.h" #include "math.h" #include "stdlib.h" void queen(int n) { int i,j,k,jt,*q; q=malloc(n*sizeof(int)); for (i=0; i<n; i++) q[i]=0; i=0; jt=1; printf("\n"); printf("%d queen problem\n",n);

软件2011组合数学—第一章绪论

软件2011组合数学—第一章绪论
如果所要求的安排存在,则可能有多 种不同的安排。此时,需要计数不同 的方案数,并将它们进行枚举和分类 。
当实际问题比较复杂的时候,必须有好的 数学方法来解决.
2020年2月27日
(3)构造性问题 一个组合问题,如果已经判定解是 存在的,那么将所有可能的安排构 造出来是一个关键问题。
与计算机算法密切相关
2020年2月27日
组合数学的主要问题
(1)存在性问题 满足一定条件的安排的存在性. 如果某 种安排不一定总存在,我们就需要研 究存在的条件。
存在性是数学研究最重要的问题之一. 许多 问题的存在性至今也无法解决? 例如数论中很多难题:哥德巴赫猜想…
2020年2月27日
(2)安排的枚举、分类和计数
[14]
Fred S.Roberts, Barry Tesman 著. 应用组合数学(原书第2版). 冯速 译.北京:机械工业出版社,2007.
[15]
J.H.van Lint, R.M.Wilson 著.组合数学教程(原书第2版).刘振宏,赵振江 译.北京:机械工业出版社,2007.
[16]
南基洙. 组合数学.北京:高等教育出版社,2008.
(n 1) / 2
(二) 幻方的构造性问题
(1)奇数阶幻方的构造
连续摆放法(de la Loubère法)。 规则为:假定构造n阶(n为奇数)幻方。
首先将1放在(n+1)/2列第1行的方格中, 然后按照副对角线方向(即行号减1, 列号加1)依次把从小到大的各个数字放 入相应的方格中。
2020年2月27日
§1.1 幻方问题
幻方问题——有趣的数学游戏 幻方在娱乐数学中的地位以及它的意义 非同一般,它是中国人的首创。
公元前2200年《易经》提到洛书与河图

《组合数学》教案1章讲解

《组合数学》教案1章讲解

《组合数学》教案1章讲解组合数学教案第一章讲解一、教学目标:1.了解组合数学的基本概念和方法2.掌握排列和组合的计算方法3.学会应用排列和组合解决问题二、教学重点:1.排列和组合的基本概念2.排列和组合的计算方法三、教学难点:1.排列和组合的应用问题的解决四、教学准备:1.教材《组合数学》2.课件3.黑板、粉笔五、教学过程:1.导入通过举例引入排列和组合的概念,引发学生对组合数学的兴趣。

例如:小明有5本不同的书,他想从这些书中选出三本看。

那么他有多少种不同的选择方法?2.引入通过引入数学公式引出排列和组合的计算方法以及其应用。

首先引入乘法原理,介绍排列的概念和计算方法。

然后引入除法原理,介绍组合的概念和计算方法。

3.排列的概念和计算方法从实际问题中引出排列的概念,如小红有4个不同的糖果,她想把这些糖果排成一排,一共有多少种不同的排列方法?然后介绍排列的计算方法,如何计算排列的种数。

4.组合的概念和计算方法从实际问题中引出组合的概念,如小明有8个不同的苹果,他想从中选出3个苹果吃,一共有多少种不同的选择方法?然后介绍组合的计算方法,如何计算组合的种数。

5.排列和组合的应用问题解决通过实际问题的解决引出排列和组合的应用。

如有5个不同的音乐家,要从中选出3人组成一支乐队,一共有多少种不同的组合方法?然后引出组合计数原理,帮助学生解决应用问题。

6.练习和总结让学生通过练习巩固排列和组合的计算方法,解决应用问题。

然后总结排列和组合的基本概念和计算方法。

七、课堂小结通过本节课的学习,我们了解了组合数学的基本概念和计算方法,掌握了排列和组合的计算方法,并学会应用排列和组合解决问题。

八、作业布置布置相关习题作业,巩固所学知识。

九、课后拓展鼓励学生自学相关拓展内容,如组合数学的其他应用等。

以上是《组合数学》第一章的教案讲解,通过本节课的学习,相信学生能够掌握排列和组合的基本概念和计算方法,并能够应用排列和组合解决问题。

组合数学课件第一章第三节 组合意义的解释

组合数学课件第一章第三节 组合意义的解释

20
1.8:应用举例
(2)编码中的纠错功能
编码中的纠错功能是这样处理的,如果收到 a=a 1a 2…a n假设a 与a的汉明距离小于或等于r, 则认为a是由a的错误引起的,将它作为a处理。 可能存在a与a和b的汉明距离都小于或等于r, 怎么才能避免这种情况呢?对编码有什么要求呢?
码b与码a之间的汉明距离要大于或等于2r+1.
(n+1,r)
(0,0)
(n,0)
12
1.7 组合的解释
1.35 C(m,0)+C(m,1)+C(m,2)+…+C(m,m)=2m
1 0 2 0 3 1 … … m-2 m-1 m 1 0 0
没有0,C(m,0)
只有一个0,C(m,1) 只有二个0,C(m,2) ……………….
M个全是0,C(m,m)

9999-6560=3449。
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1.9 例题 1.15试求从1到1000的整数中,0出现的次数。 解:先将1到999的整数都看作3位数,例如2就看 作是002,这样从000到999。0出现了多少次呢? 3×102,某一位取0,其它各位任取。 0出现在最前面的次数应该从中去掉 000到999中最左1位的0出现了102次, 000到099中左数第2位的0出现了10次, 000到009左数第3位的0出现了1次, 因此不合法的0的个数为 102+101+1=111,不合法的应该去掉,再加整 数1000中的3个0,这样,从1到1000的整数中0出 现的次数为3×102-111+6=195。
13
1.7 组合的解释 1.35 C(m,0)+C(m,1)+C(m,2)+…+C(m,m)=2m (0,m) (1,m-1)

组合数学第四版卢开澄标准答案-第一章

组合数学第四版卢开澄标准答案-第一章

第1章 排列与组合1.1 从{1,2,…,50}中找一双数{a,b},使其满足:()5;() 5.a ab b a b -=-≤[解] (a) 5=-b a将上式分解,得到55a b a b -=+⎧⎨-=-⎩a =b –5,a=1,2,…,45时,b =6,7,…,50。

满足a=b-5的点共50-5=45个点. a = b+5,a=5,6,…,50时,b =0,1,2,…,45。

满足a=b+5的点共45个点. 所以,共计2×45=90个点. (b) 5≤-b a(610)511(454)1651141531+⨯+⨯-=⨯+⨯=个点。

1.2 5个女生,7个男生进行排列,(a) 若女生在一起有多少种不同的排列? (b) 女生两两不相邻有多少种不同的排列?(c) 两男生A 和B 之间正好有3个女生的排列是多少?[解] (a) 女生在一起当作一个人,先排列,然后将女生重新排列。

(7+1)!×5!=8!×5!=40320×120=4838400(b) 先将男生排列有7!种方案,共有8个空隙,将5个女生插入,故需从8个空中选5个空隙,有58C 种选择。

将女生插入,有5!种方案。

故按乘法原理,有:7!×58C ×5!=33868800(种)方案。

(c) 先从5个女生中选3个女生放入A ,B 之间,有35C 种方案,在让3个女生排列,有3!种排列,将这5个人看作一个人,再与其余7个人一块排列,有(7+1)! = 8!由于A ,B 可交换,如图**A***B** 或 **B***A**故按乘法原理,有:2×35C ×3!×8!=4838400(种)1.3 m 个男生,n 个女生,排成一行,其中m ,n 都是正整数,若(a) 男生不相邻(m ≤n+1); (b) n 个女生形成一个整体; (c) 男生A 和女生B 排在一起; 分别讨论有多少种方案.[解] (a) 先将n 个女生排列,有n!种方法,共有n+1个空隙,选出m 个空隙,共有mn C 1+种方法,再插入男生,有m!种方法,按乘法原理,有:n!×mn C 1+×m!=n!×)!1(!)!1(m n m n -++×m!=)!1()!1(!m n n n -++种方案。

软件组合数学—第一章绪论精品文档55页

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2020/5/5
组合数学概述
组合数学(简称组合学)是数学的一个分支, 它 起源于古代的娱乐和休闲。 现代数学可以分为两大类:一类是研究连续对 象的,如分析、方程等,另一类就是研究离散 对象的离散数学。 组合数学可以说是离散数学的分支,而图论又 是组合数学的一个分支 1666年莱布尼兹发表“论组合数学”,这是组 合数学的第一部专著。书中首次使用了组合学 (Combinatorics) 一词。
[12]
殷剑宏. 组合数学.北京:机械工业出版社,2019.
[13]
Richard A.Brualdi 著.组合数学(原书第4版).冯舜玺,罗平,裴伟东 译.北京:机械工业出版社,2019.
[14]
Fred S.Roberts, Barry Tesman 著. 应用组合数学(原书第2版). 冯速 译.北京:机械工业出版社,2019.
2020/5/5
参考书目
[1]
屈婉玲.北京市高等教育自学考试用书:组合数学.北京:北京大学出版社,1989.
[2]
王元元,王庆瑞,黄纪群,李振国,方世昌.组合数学——理论与题解.上海:上海科学技术出版社,1989.
[3]
孙淑玲,许胤龙. 组合数学引论.合肥:中国科技大学出版社,2019.
[4]
曹汝成. 组合数学.广州:华南理工大学出版社,2000.
2020/5/5
什么是组合数学
组合数学是研究离散结构的存在、计数、构造 和优化等问题的一门学科。 组合数学就是研究按照一定的规则来安排一些 离散个体的问题。它涉及面广,内容庞杂(涉 及到组合分析、图论、组合算法、近代密码学 、编码理论等),并且仍在很快地发展着,因 而还没有一个统一而有效的理论体系。 研究的对象是离散结构,一般可以用{1,2, 、、、,n}表示。本书仅限于讨论n是有限的 自然数的情况。

数学软件课程绪论实用教案

数学软件课程绪论实用教案

供了一套内置编程语言,用户可开发自己的应用程序,
且Maple自身的2000多种函数,基本上是用此语言开
发的。
Maple采用字符行输入方式,输入时需要按照规定 4 第第4四页页,/共共131页3。页
2、MathCAD 系统 MathCAD是美国Mathsoft公司1986年推出的集文本编辑、数学计算、程序(chéngxù)编辑和仿真于
2、《Matlab工程数学应用》许波 刘征编著 清华大学出版社(2000)
3.《数学实验(shíyàn)》 宋世德主编 高等教育出版社(2002)
4、《精通Matlab》6.5版 张志涌等 北京航空航天大学出版社(2003)
5、《Matlab程序设计与实例应用》 张铮 杨文平等
中国铁道出版社
(2003)
相关资料还很多,包括网上资料。要注意的是,以上所列教材只是主要参考对象 而已。为了使大家获得既简明又系统的知识,我在讲课中对有关内容进行了比较大的 整合,而不囿于一本资料。所以,大家手里有什么版本的资料不是太重要,重要的是 要认真体会每讲内容并多上机实践。
11
第1第1十一页页,/共共131页3。页
七、作业(zuòyè)与考核
1、作业方式为实验报告,根据所学内容,采用统一的实验报告电子模板按布置的题目撰写实验报告 Word电子文挡。作业投寄Email地址为:
xiandaquan@ 2、考核成绩为各次实验报告百分制成绩总和除以应交报告次数(cìshù)的商。大家注意该记分方法, 不要少交了次数(cìshù)。
一、数学软件(ruǎn jiàn)及其分类
1、数学软件:所有(suǒyǒu)的能用于解决数学问题的软件皆可称为数学软件。因此,数学软件是一个软件 集合,不是单指某个软件。 2、数学软件分类 :数学软件从功能上分类可分为通用数学软件包和专业数学软件包。

组合数学 第1章

组合数学 第1章
30 38 46 5 13 21 22 39 47 6 14 15 23 31 48 7 8 16 24 32 ) 2
1 9 17 25 33 41 49
10 18 26 34 42 43 2
19 27 35 36 44 3 11
28 29 37 45 4 12 20
注意,给出一种算法,不仅要描述算法的步骤,而且要证明算法的正 确性,并对算法进行时间分析.
二 幻方体
n阶幻方体是由整数1,2,3,…,n3 组成的一个 n×n×n的立方体阵列,使得下述每一条直线上的n个元 素的和S都相同: 1.平行于立方体的每一条直线 2.每个截面上的每条对角线 3.每条空间对角线 同样称S为幻方体的幻和,且
1 2 3 1 2 3 3 1 2 2 3 1 → 并置 2 3 1 3 2 1 1) 2) 3) (1, (2, (3, (3, (1, (2, 3) 1) 2) 3) 1) 2) (2, (3, (1,
但是不存在两个正交的6阶拉丁方.
1.6 最短路径问题
第一章 什么是组合数学
1.1 棋盘的完美覆盖问题
一 问题描述 假设有一张普通国际象棋棋盘和32张domino牌,其形状如下:
一张domino牌 (8×8)象棋棋盘
并且一张domino牌正好可以和象棋棋盘中横向或纵向的两个相邻的方格完全 重合. 问题(棋盘的完美覆盖问题):是否能够把32张domino牌摆放在棋盘上, 使得任何两张domino牌均不重叠,每张domino牌覆盖两个方格,并且棋盘上 所有方格都被覆盖住?如果存在这种完美覆盖,那么总共有多少种不同的完 美覆盖? 结论:国际象棋棋盘的不同的完美覆盖总共有24×9012 = 12988816种

分别来自6个军团共有6种不同军衔的36名军官,他们能否排列成6行6列的编队,使 得每行每列均有各种军衔的军官1名,并且每行和每列上的不同军衔的6名军官还分别来 自不 同的军团? 我们把一个军官表示为一个序偶(i,j),其中i表示改军官的军衔(i=1,2,…, 6),而j表示它所在的军团(j=1,2,…,6),于是上述36军官问题可用数学语言描 述成: 是否存在这样的两个6×6矩阵,其元素取自1,2,…,6,使得 1.整数1,2,…,6以某种顺序出现在矩阵的每一行和每一列; 2.当这两个矩阵并置时,所有36序偶(i,j)(i=1,2,…,6)全部出现. 我们把具有上述性质1的两个6×6矩阵均称为6阶拉丁方.这两个6阶拉丁方若同时 具有上述性质2,则称它们是正交的. 于是36军官问题可描述为:是否存在两个正交的6阶拉丁方? 例如,3阶正交的拉丁方是存在的:

组合数学讲义及课后答案 1章 排列组合

组合数学讲义及课后答案 1章 排列组合

8 1 6 3 5 7 4 9 2
2 7 6 9 5 1 4 3 8
图1.1.1 3 阶幻方 奇数阶幻方的生成方法: 奇数阶幻方最经典的填法是罗伯法。填写的方法是: 把 1(或最小的数)放在第一行正中; 按以下规律排列剩下的
1/69Leabharlann 《组合数学》第一章
组合数学基础
(n× n-1)个数 (1)每一个数放在前一个数的右上一格; (2)如果这个数所要放的格已经超出了顶行那么就把它放在底 行,仍然要放在右一列; (3)如果这个数所要放的格已经超出了最右列那么就把它放在 最左列,仍然要放在上一行; (4)如果这个数所要放的格已经超出了顶行且超出了最右列, 那么就把它放在前一个数的下一行同一列的格内; (5)如果这个数所要放的格已经有数填入,那么就把它放在前 一个数的下一行同一列的格内。
算法分类: 第一类:数值算法。主要解决数值计算问题,如方程求根、
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《组合数学》
第一章
组合数学基础
解方程组、求积分等,其数学基础是高等数学与线性代数。 第二类:组合算法,解决搜索、排序、组合优化等问题, 其数学基础就是组合数学。 按所研究问题的类型,组合数学所研究的内容可划分为: 组合计数理论 组合设计 组合矩阵论 组合优化 本课程重点:以组合计数理论为主,部分涉及其它内容。 (三) 研究方法
A(0,0) 图1.1.3 最短路径
(2)对应为(元素可重复的)排列问题:一条从 A 到 B 的 路线对应一个由 7 个 x,5 个 y 共 12 个元素构成的排列。 蓝色路径 <——> xyyxxyyxxxxy 反之,给定一个排列,按照 x、y 的含义,必对应一条从 A 到 B 的行走路线。例如,排列
一坐上行正中央,依次斜填切莫忘, 上边出格往下填,右边出格往左填, 右上有数往下填,右上出格往下填。 例:将 2,4,6,8,10,12,14,16,18 填入下列幻方:

组合数学第一章

组合数学第一章

组合数学第一章清华课件组合数学清华课件前言组合数学是一个古老而又年轻的数学分支。

据传说,大禹在4000多年前就观察到神龟背上的幻方…...清华课件前言幻方可以看作是一个3阶方阵,其元素是1 到9的正整数,每行、每列以及两条对角线的和都是15。

492385176清华课件前言1666年莱布尼兹所著《组合学论文》一书问世,这是组合数学的第一部专著。

书中首次使用了组合论(Combinatorics) 一词。

清华课件前言组合数学是一个迷人的数学分支, 它起源于古代的游戏和美学鉴赏. 在现代科学技术的发展中, 人们会面临各种各样的组合数学问题. 组合数学在计算机科学中发挥着出极为重要的作用.清华课件前言组合数学的蓬勃发展则是在计算机问世和普遍应用之后。

由于组合数学涉及面广,内容庞杂,并且仍在很快地发展着,因而还没有一个统一而有效的理论体系。

这与数学分析形成了对照。

清华课件前言组合数学的基本内容组合数学关心的事情是要按照一定方式“配置”一组事物,主要考虑以下几方面的问题.(1) 存在性:(2) 计数与分类:主要内容(3) 构造算法:部分内容(4) 算法优化:清华课件前言组合数学经常使用的方法并不高深复杂。

最主要的方法是计数时的合理分类和组合模型的转换。

但是,要学好组合数学并非易事,既需要一定的数学修养,也要进行相当的训练。

清华课件前言数学内容:高等数学(微积分,高等代数) 计算机数学(离散数学,组合数学) 意义:方法(用于编程), 素质(全面,细致) 难点:方法的应用, 例题的题型和思路教材:4版为主讲课:听课为主, 课件较完整, 板书和说明多种思路的分析,实例的直观理解作业:平时30%, 不交没分, 迟交扣分, 错误有分清华课件第一章排列组合1.1 加法法则与乘法法则清华课件1.1 加法法则与乘法法则假设:A和B是性质无关的两类事件。

[ 加法法则] 设事件A有m种产生方式,事件B有n种产生方式,则事件A或B之一有m+n种产生方式。

组合数学_2011_C01

组合数学_2011_C01
r n
P (n, r ); P
• 从n个有标号的元素中取r个组成一组, 可能的方案数称为n中取r个的组合数, 记为:
⎛n⎞ C (n, r ); C ; ⎜ ⎟ ⎝r⎠
r n
2 §2 排列与组合
n! P( n, r ) = (n − r )!
P(n, n) = n!
C ( n,0) = C ( n, n) = 1 C ( n,1) = C ( n, n − 1) = n
1020 和 6010 公因子的个数。
1 §1 加法法则与乘法法则
计算技巧: • 分情况讨论 • 间接计算 • 一一对应
1 §1 加法法则与乘法法则
• 分情况讨论 [5] 02 式汽车号牌采用 3+3 格式,可以使用 3 3 6 位数字加3位字母,或6 位数字。求该种类 号牌的总数。
1 §1 加法法则与乘法法则
课程内容
• 排列、组合计数 • 母函数与序列 • 鸽巢原理 • 容斥原理 • Polya计数 • 组合设计
课程要求
• 平时成绩:
– –
考勤及作业: 论文:
15% 15% 15% 15% 70%
• 期末考试:
参考书目
• 《组合数学(第 3 版)》,卢开澄、 卢华明,清华大学出版社; • 《组合数学》,田秋成 等,电子工 业出版社; • 《组合数学引论》,孙淑玲、许胤 龙 ,中国科技大学出版社; • 《组合数学》,南基洙,高等社
第一章 排列与组合
1 §1 加法法则与乘法法则
A m 设具有性质A的事件有m个 具有性质B的事件有n个 • 加法法则: A B m+n 具有性质A或具有性质B的事件有m+n m+n个。 • 乘法法则: 具有性质A且具有性质B的事件有m*n个。
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地图着色问题:对世界地图着色,每一个国家使用一种颜色。如 果要求相邻国家的颜色相异,是否总共只需四种颜色?这是图论 问题。 船夫过河问题:船夫要把一匹狼、一只羊和一棵白菜运过河。只 要船夫不在场,羊就会吃白菜、狼就会吃羊。船夫的船每次只能 运送一种东西。怎样把所有东西都运过河?这是线性规划问题。 中国邮差问题:由中国组合数学家管梅谷教授提出。邮递员要穿 过城市的每一条路至少一次,怎样行走走过的路程最短?这不是 一个NP完全问题,存在多项式复杂度算法:先求出度为奇数的点 ,用匹配算法算出这些点间的连接方式,然后再用欧拉路径算法 求解。这也是图论問題。 任务分配问题(也称婚配问题):有一些员工要完成一些任务。 各个员工完成不同任务所花费的时间都不同。每个员工只分配一 项任务。每项任务只被分配给一个员工。怎样分配员工与任务以 使所花费的时间最少?這是线性规划的問題。 如何构造幻方。
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组合数学的其他应用
组合数学不仅在软件技术中有重要的应用价 值,在企业管理,交通规划,战争指挥,金融 分析等领域都有重要的应用。
在美国有一家用组合数学命名的公司,他 们用组合数学的方法来提高企业管理的效益 ,这家公司办得非常成功
德国一位著名组合数学家利用组合数学方 法研究药物结构,为制药公司节省了大量的 费用,引起了制药业的关注。
组合数学就是研究按照一定的规则来安排一些 离散个体的问题。它涉及面广,内容庞杂(涉 及到组合分析、图论、组合算法、近代密码学 、编码理论等),并且仍在很快地发展着,因 而还没有一个统一而有效的理论体系。
研究的对象是离散结构,一般可以用{1,2, 、、、,n}表示。本书仅限于讨论n是有限的 自然数的情况。
新版特点
内容组织编排比较适宜 例题新颖,题型涵盖知识点
教材
以前教材供参考 2010年计算机学院大三学生 第二章22道习题,第三章25道习题
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3
参考书目
[1]
屈婉玲.北京市高等教育自学考试用书:组合数学.北京:北京大学出版社,1989.
[2]
王元元,王庆瑞,黄纪群,李振国,方世昌.组合数学——理论与题解.上海:上海科学技术出版社,1989.
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组合数学前景
吴文俊院士 每个时代都有它特殊的要求,使得数学出
现一个新的面貌,产生一些新的数学分支, 组合数学这个新的分支也是在时代的要求下 产生的。
信息技术很可能会给数学本身带来一场根 本性的变革,而组合数学则将显示出它的重 要作用。
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组合数学中的著名问题
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组合数学与计算机科学的关系
组合数学与计算机科学相辅相成。
一方面,当我们研究的组合问题规模很大 的时候,计算量会很大,计算机为求解这些 问题提供了有力手段。
另一方面,在计算机科学的算法研究中, 进行算法的时间复杂性和空间复杂性分析, 要用到组合数学的知识,因此,组合数学理 论也为计算机的算法设计提供理论支持。
[17]
李乔. 组合数讲义. 北京:高等教育出版社,2008.
[18]
Alan Tucher 著.应用组合数学(第5版).冯速 译.北京:人民邮电出版社,2009.
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组合数学概述
组合数学(简称组合学)是数学的一个分支, 它 起源于古代的娱乐和休闲。
现代数学可以分为两大类:一类是研究连续对 象的,如分析、方程等,另一类就是研究离散 对象的离散数学。
[14]
Fred S.Roberts, Barry Tesman 著. 应用组合数学(原书第2版). 冯速 译.北京:机械工业出版社,2007.
[15]
J.H.van Lint, R.M.Wilson 著.组合数学教程(原书第2版).刘振宏,赵振江 译.北京:机械工业出版社,2007.
[16]
南基洙. 组合数学.北京:高等教育出版社,2008.
[6]
Herbert S.Wilf著.发生函数论.王天明 译.北京:清华大学出版社,2003.
[7]
杨振生,王树禾. 组合数学及其算法.合肥:中国科技大学出版社,2003.
[8]
姜建国,岳建国. 组合数学.西安:西安电子科技大学出版社,2003.
[9]
Richard P.Stanley 著.计数组合学(英文版:卷1).北京:机械工业出版社,2004.
组合数学可以说是离散数学的分支,而图论又 是组合数学的一个分支
1666年莱布尼兹发表“论组合数学”,这是组 合数学的第一部专著。书中首次使用了组合学 (Combinatorics) 一词。
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什么是组合数学
组合数学是研究离散结构的存在、计数、构造 和优化等问题的(第4版).北京:清华大学出版社,2006.
[11]
田秋成. 组合数学.北京:电子工业出版社,2006.
[12]
殷剑宏. 组合数学.北京:机械工业出版社,2006.
[13]
Richard A.Brualdi 著.组合数学(原书第4版).冯舜玺,罗平,裴伟东 译.北京:机械工业出版社,2006.
组合数学
Combinatorics
吉林大学软件学院 2011年3月
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1
关于我
姓名:邹淑雪 科研团队:计算智能 主要研究方向:生物信息学 研究方法:统计,机器学习,模式识别等
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2
关于教材
自编版本
清华(研究生48学时)北大学时长,教材难 国外教材深,讲解比较详细,适合做参考书目
[3]
孙淑玲,许胤龙. 组合数学引论.合肥:中国科技大学出版社,1999.
[4]
曹汝成. 组合数学.广州:华南理工大学出版社,2000.
[5]
Ronald L.Graham, Donald E.Knuth, Oren Patashnik.具体数学——计算机科学基础(英文版:第2版).北京:
机械工业出版社,2002.
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组合数学与计算机科学的关系
计算机科学就是算法的科学,而计算机所处理 的对象是离散的数据,所以离散对象的处理就 成了计算机科学的核心,而研究离散对象的科 学恰恰就是组合数学。 微积分和近代数学的发展为近代的工业革命奠 定了基础。而组合数学的发展则是奠定了计算 机革命的基础。
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