课程介绍
离散数学-课程简介
(1)培养目标
《离散数学》是计算机学科的经典核心基础课程,现代数学的一个重要分支。离散数学的研究对象是离散量,即以离散现象作为其研究对象,包括离散量之间的数量关系、空间结构及性质。课程内容主要包括集合论基础,数论基础,数理逻辑,关系,函数,图论和代数系统。为进一步学习计算机科学的基本理论和方法以及后续相关课程(如数据结构、操作系统、计算机网络、编译理论、数字逻辑理论、数据库系统、算法分析、系统结构、人工智能等)打下良好的基础。
离散数学着重培养学生的抽象思维能力和逻辑推理能力,掌握离散数学知识进行离散问题的数学求解,学习数学抽象思维方法,形式化结构化方法,理解基本数学概念,掌握数学推理论证方法,用数学方法分析解决实际问题。
(2)内容设置
[1] 集合论基础
集合表示,子集,空集,全集,幂集,集合相等,集合运算(交并补差对称差),集合运算的性质,集合性质的证明,文氏图,集合的基数,有限与无限,可数与不可数,基数的运算,容斥原理,第二归纳法,子集的特征函数;
[2] 数论基础
自然数,整数,整除,因数,素(质)数,唯一分解定理,最大公因数,最小公倍数,辗转相除,互素, 互素的判定,同余,同余数的性质,剩余类,一次同余方程的解法,中国剩余定理,韩信点兵,费尔马定理,欧拉函数;
[3] 数理逻辑
命题逻辑:命题,联结词,命题公式,真值表,恒真式,等价式,等价变换,基本等价变换,范式,全功能集,推理,证明;
谓词逻辑:量词,谓词(关系和函数)符号,一阶语言,一阶公式,约束变元,自由变元,模型,赋值,语义定义,恒真式,等价式,等价变换,前束范式,推理证明,恒真公式的判定,范式的求法;
[4] 二元关系
序对,乘积集合,关系的定义,关系的表示,关系的运算(包括交并补逆,闭包,传递闭包的Washall算法,复合),关系的性质,偏序,全序,等价关系,等价关系与划分,偏序集和哈斯图,格与布尔代数;
[5] 函数
函数的定义,函数的复合,逆函数,单射函数,满射函数,一一对应,函数可逆性判定,计算机常用函数,函数递增性,递增函数的比较,Θ关系,置换函数,置换和轮换,函数确定的等价关系;
[6] 图论
图的基础知识,一些特殊的图,欧拉图, 哈密顿图,二部图,匹配问题, 平面图, 染色图,染色多项式,树的基础知识,树的遍历,最小生成树;
[7] 代数系统
半群,子半群,半群的乘积,同构,同态,群,子群,群的阶,元素的阶,循环群,置换群,有限群, 陪集,正规子群,商群,群的同态基本定理。
(3)主要教学方式
本课程教学采用课堂启发式教学,辅以小组讨论和探究性拓展报告的教学方式,加强应用实例教学,以增强学生的学习兴趣,培养学生发现问题并解决问题的能力。鼓励学生做思考题和探索性练习,实践性练习。
(4)先修课要求
授课对象为365BET体育投注官网本科二年级,具备一定的计算机基础知识。
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