命題邏輯
命題
命題
- 能確定真值的陳述句
原子命題
- 不能再細分的命題
復(fù)合命題
- 由聯(lián)結(jié)詞父腕、標點符號和原子命題復(fù)合構(gòu)成的命題
重言式
- 給定一個命題公式质涛,若無論對分量作怎樣的指派,其對應(yīng)的真值永為
境蜕,則稱命題公式為重言式
蘊含式
- 設(shè)
為兩個命題鳄梅,復(fù)合命題“如果
則
”稱為
與
的蘊含式纺讲,記作
矛盾式
- 無論對分量作怎樣的指派,其對應(yīng)的真值永為
综苔,記為
子公式
- 如果
是合式公式
的一部分惩系,且
本身也是一個合式公式,則稱
為公式
的子公式
置換
- 設(shè)
是合式公式
的子公式如筛,且
,將
中的
用
來置換抒抬,得到新的公式
杨刨,則
命題公式
命題公式
- 單個命題變元是一個命題公式
- 如果
和
是命題公式,那么
都是命題公式
- 當且僅當能夠有限次地應(yīng)用(1),(2)生成的公式是命題公式
命題公式的等價
- 設(shè)命題公式
和
擦剑,
,
, ...,
為所有出現(xiàn)于
和
中的原子變元妖胀,若給
,
, ...,
任一組真值指派,
和
的真值都相同惠勒。則稱
和
是等價的
命題公式的對偶式
- 命題公式
中含聯(lián)結(jié)詞
赚抡,
,將
與
互換纠屋,T 與 F 互換所得公式
稱為
的對偶式
聯(lián)結(jié)詞
-
:不可兼析取
-
:條件否定
-
:與非
-
:或非
范式
求范式的步驟
- 將命題公式的聯(lián)結(jié)詞全部化為
- 利用德·摩根律涂臣,將否定符號
直接移到各命題變元之前
- 利用分配律、結(jié)合律將命題公式化為范式
小項
-
個命題變元
的合取式售担,稱為布爾合取或小項赁遗,在任一小項中
- 每個變元
與它的否定
不能同時出現(xiàn)
- 但
與
必須出現(xiàn)且僅出現(xiàn)一次
- 每個變元
大項
-
個命題變元
的析取式,稱為布爾析取或大項族铆,在任一小項中
- 每個變元
與它的否定
不能同時出現(xiàn)
- 但
與
必須出現(xiàn)且僅出現(xiàn)一次
- 每個變元
謂詞邏輯
謂詞公式
謂詞公式
- 原子謂詞公式是謂詞公式
- 若
是謂詞公式則
是一個謂詞公式
- 若
和
都是謂詞公式岩四,則
,
哥攘,
和
是謂詞公式
- 如果
是謂詞公式剖煌,
是
中出現(xiàn)的任何變元材鹦,則
和
都是謂詞公式
- 只有經(jīng)過有限次應(yīng)用規(guī)則(1), (2), (3), (4)所得到的公式是謂詞公式
謂詞公式的等價
- 任意給定兩個謂詞公式wff
和wff
,設(shè)它們有共同的個體域
耕姊,若對
和
的任一組變元進行賦值侠姑,所得命題的真值相同,則稱謂詞公式
和
在
上是等價的箩做,并記作:
前束范式
定義
- 所有量詞都位于該公式的最左邊
- 所有量詞前都不含否定
- 量詞都轄域都延伸到整個公式都末端
運算方法
- 消去
莽红、
- 否定
右移
- 量詞左移(分配等值、轄域收縮擴張邦邦、變項改名)
-
分配等值:
-
對
不滿足
-
對
不滿足
-
轄域收縮擴張:
安吁,
含
自由出現(xiàn),
不含
推理理論
P規(guī)則
- 前提引入:前提在推導(dǎo)過程中的任何時候都可以引入
T規(guī)則
- 結(jié)論引用:在推導(dǎo)中燃辖,如果有一個或多個公式重言蘊含著公式
(結(jié)論)鬼店,則公式
可以引入推導(dǎo)之中
CP規(guī)則
- 要證明
,轉(zhuǎn)化為證明
- R:附加前提
全稱指定規(guī)則(US)
全稱推廣原則(UG)
存在制定原則(ES)
存在推廣原則(EG)
集合論
平凡子集
- 非空集合
的子集
和
全集
- 在一定范圍內(nèi)黔龟,若所有集合均為某一集合的子集妇智,則稱該集合為全集,記作
冪集
- 給定集合
氏身,以
的全體子集為元素構(gòu)成的集合巍棱,稱為
的冪集,記為
(或
)
商集
- 設(shè)
為非空集合
上的等價關(guān)系蛋欣,其等價類集合
稱為
關(guān)于
的商集航徙,記為
集合的劃分
- 設(shè)
為非空集合,
陷虎,其中
,
到踏,
,則稱
為
的劃分
- 例:集合
的一個劃分確定
的元素間的一個等價關(guān)系
證明:
設(shè)集合有一個劃分
尚猿,現(xiàn)定義一個關(guān)系
窝稿,
當且僅當
在同一分塊中≡涞啵可以證明這樣規(guī)定的關(guān)系
是一個等價關(guān)系伴榔。因為
與
在同一分塊中,故必有
缠劝。即
是自反的
- 若
與
在同一分塊中傀顾,
與
也必在同一分塊中例书,即
,故
是對稱的
- 若
與
在同一分塊中况褪,
與
在同一分塊中通熄,因為
即屬于且僅屬于一個分塊,故
與
必在同一分塊中脱羡,故有
即是傳遞的萝究。
滿足上述三個條件免都,故
是等價關(guān)系,由
的定義可知帆竹,
就是
![]()
集合的覆蓋
- 設(shè)
為非空集合绕娘,
其中
,
則稱為
的覆蓋
交叉劃分
- 若
與
是同一集合
的兩種劃分,則其中所有
組成的集合栽连,稱為是原來兩種劃分的交叉劃分
劃分的加細
- 設(shè)
與
是同一集合
的兩種劃分险领,若對于每個
均有
,使
秒紧,則
稱為是
的加細
集合的等勢
- 集合
的元素與集合
的元素之間存在一一對應(yīng)
集合的對稱差
- 設(shè)
和
為任意兩個集合绢陌,
和
的對稱差是由或者屬于
,或者屬于
熔恢,但不能既屬于
又屬于
但元素所組成的集合
集合的基數(shù)
- 所有與集合
等勢的集合所組成的集合脐湾,叫做集合
的基數(shù),記為
(或
)
無限集
設(shè)
為一個集合叙淌,若
為空集或與集合
等勢秤掌,則稱
為有限集,否則
為無限集
等價定義:
是無限集當且僅當與其某一個真子集等勢
可數(shù)集
- 與自然數(shù)集合等勢的集合
連續(xù)統(tǒng)的勢
-
:我們把集合
的基數(shù)記為"
"鹰霍,因為
~
闻鉴,故
可數(shù)集合的基數(shù)
-
:與自然數(shù)集合等勢的任意集合稱為可數(shù)的,可數(shù)集合的基數(shù)用
表示
集合的置換
- 設(shè)
是一個非空集合衅谷,從集合
到
的一個雙射稱為
的一個置換
集合的運算
集合的對稱差
- 又稱環(huán)和
關(guān)系
關(guān)系
- 笛卡爾積的子集為關(guān)系
笛卡爾積
- 令
和
是任意兩個集合椒拗,若序偶的第一個成員是
的元素,第二個成員是
的元素获黔,所有這樣的序偶集合,稱為集合
和
的笛卡爾積在验,記作
集合
上的二元關(guān)系
-
的一個子集為集合
上的一個二元關(guān)系
對稱關(guān)系
- 設(shè)
是
上的關(guān)系玷氏,對于每一個
,每當
時腋舌,就有
盏触,則稱
為
上的對稱關(guān)系
反對稱關(guān)系
- 設(shè)
為
上的關(guān)系,對于每一個
块饺,每當
赞辩,
時,必有
授艰,則稱
為
上的反對稱關(guān)系
等價關(guān)系
- 一個二元關(guān)系若滿足自反性辨嗽,對稱性和傳遞性則稱為等價關(guān)系
等價類
- 設(shè)
是非空集合
上的等價關(guān)系,
淮腾,令
稱為
關(guān)于
的等價類
- 簡稱為
的等價類糟需,簡記為
-
稱為等價類
的代表元素
相容關(guān)系
相容關(guān)系
-
若集合
上的二元關(guān)系
是:
- 自反的
- 對稱的
則稱
是
上的相容關(guān)系
- 相容關(guān)系又稱相似關(guān)系
相容類
- 設(shè)
是集合
的相容關(guān)系屉佳,子集
滿足
,則稱
為
關(guān)于
的相容類
最大相容類
-
設(shè)
是集合
的相容關(guān)系洲押,子集
滿足:
-
R
則稱
為
關(guān)于
的最大相容類
完全覆蓋
- 在集合
上給定相容關(guān)系
武花,其最大相容類的集合,稱作集合
的完全覆蓋杈帐,記作
偏序關(guān)系
偏序關(guān)系
- 若集合
上的二元關(guān)系
是自反的体箕、反對稱的和傳遞的,則稱
是
上的偏序關(guān)系
- 序偶
稱為偏序集
- 又稱半序
蓋住
- 設(shè)
為偏序集挑童,
累铅,若
炮沐,且不存在
使得
争群,則稱
蓋住
哈斯圖
-
設(shè)有偏序集
,
大年,適當排列結(jié)點的順序使得:
- 若
换薄,則將
畫在
的下方
- 若
蓋住
,則用一條直線連接
和
- 若
偏序集合的子集的特殊元素
? 設(shè)為偏序集翔试,
轻要,對
,
極大元
- 若
中不存在元素
垦缅,使
且
冲泥,則
為
的極大元
極小元
- 若
中不存在元素
,使
且
壁涎,則
為
的極小元
最大元
- 若
中任意元素
凡恍,有
,則稱
為
的最大元
最小元
- 若
中任意元素
怔球,有
嚼酝,則稱
為
的最小元
最大元與極大元的比較
- 最大元與其他所有元素均可比;而極大元不一定與所有元素都可比竟坛,只要沒有比它大的元素闽巩,它就是極大元
- 都不一定存在,但非空有限元中極大元一定存在
- 最大元存在即唯一担汤,極大元可有多個
- 唯一的極大元
最大元
上界
- 若
成立涎跨,則稱
為
的上界
下界
- 若
成立,則稱
為
的下界
上確界
- 設(shè)
是
的一個上界崭歧,若對所有上界
均有
隅很,則稱
為
的最小上界或上確界,記為
或
下確界
- 設(shè)
是
的一個下界驾荣,若對
的所有下界
均有
外构,則稱
為
的最大下界或下確界普泡,記為
或
擬序關(guān)系
- 設(shè)
是一個集合,如果
上的一個集合
审编,滿足反自反的和傳遞的撼班,則稱
是
上的一個擬序關(guān)系
全序關(guān)系
自反外永、反對稱剩失、傳遞纫事、每個元素之間都有關(guān)系
良序集合
自反口糕、反對稱缅阳、傳遞、每個元素之間都有關(guān)系景描、子集存在最小元
- 稱二元關(guān)系
為
上的良序
對稱閉包
- 設(shè)
是一個二元關(guān)系十办,如果存在一個關(guān)系
滿足:
是對稱的,
超棺,對于任何對稱關(guān)系
向族,如果有
就有
,則稱
為
的對稱閉包
自反閉包
- 設(shè)
是一個二元關(guān)系棠绘,如果存在一個關(guān)系
滿足:
是自反的件相;
;對于任何自反的關(guān)系
如果有
就有
氧苍,則稱
為
的自反閉包
傳遞閉包
- 設(shè)
是一個二元關(guān)系夜矗,如果存在一個關(guān)系
滿足:
是傳遞的;
让虐;對于任何傳遞的關(guān)系
如果有
就有
侯养,則稱
為
的傳遞閉包
Warshall算法
procedure Warshell(
的 0-1 矩陣)
forto
//按列遍歷
? ? forto
? ? ? ? forto
? ? ? ?//若第
列是1則把第
行上的元素邏輯加到第
行上
return
- 主對角線可跳過
- 第
行均為零可跳過
鏈
- 設(shè)
是一個偏序集合,在
的一個子集中澄干,如果每兩個元素都是有關(guān)系的,則這個子集為鏈
反鏈
- 設(shè)
是一個偏序集合柠傍,在
的一個子集中麸俘,如果每兩個元素都是無關(guān)的,則這個子集為反鏈
函數(shù)
函數(shù)
- 設(shè)
和
是任何兩個集合惧笛,
是
到
的一個關(guān)系从媚,如果對于每一個
,有唯一的
患整,使得
拜效,則稱關(guān)系
為函數(shù)
- 亦稱
為
到
的映射
滿射
- 對于映射
喷众,如果
則稱這個映射為滿射
入射
- 對于映射
,如果
都存在唯一的
使得
紧憾,則稱
是入射(或一對一映射)
雙射
- 若
既是滿射又是入射到千,則稱
是雙射
逆函數(shù)
- 設(shè)
是一雙射函數(shù),稱
的雙射函數(shù)
為
的逆函數(shù)赴穗,記作
常函數(shù)
- 函數(shù)
憔四,
,使得
般眉,
了赵,即
恒等函數(shù)
- 如果
,則稱函數(shù)
為恒等函數(shù)
基數(shù)的比較
概念
-
如果兩個集合能夠建立雙射函數(shù)甸赃,則該兩集合應(yīng)具有相同的基數(shù)
-
連續(xù)統(tǒng)的勢
:我們把集合
的基數(shù)記為"
"柿汛,因為
~
,故
-
可數(shù)集合的基數(shù)
:與自然數(shù)集合等勢的任意集合稱為可數(shù)的埠对,可數(shù)集合的基數(shù)用
表示
-
若從集合
到集合
存在一個入射络断,則稱
的基數(shù)不大于
的基數(shù),記作
若從集合
到集合
存在一個入射鸠窗,但不存在雙射妓羊,則稱
的基數(shù)小于
的基數(shù),記作
Cantor-Schroder-Bernstein 定理
- 設(shè)
和
是任意集合稍计,若
躁绸,則
例題
- 證明
和
有相同的基數(shù)
證明:作入射函數(shù):
![]()
![]()
- 設(shè)
,
臣嚣,
净刮,
,求證:
證明:
定義一個從到正實數(shù)的函數(shù)
硅则,
>
![]()
因為是一個入射函數(shù)淹父,且
![]()
所以![]()
此外,作映射![]()
![]()
因為是入射的怎虫,故
![]()
因此
代數(shù)系統(tǒng)
閉運算
- 對于集合
暑认,一個從
到
的映射,稱為集合
上的一個
元運算大审,如果
蘸际,則稱該
元運算是封閉的(集合
上的運算的結(jié)果都是在原來的集合
中)
代數(shù)系統(tǒng)
- 一個非空集合
連同若干個定義在該集合上的運算
所組成的系統(tǒng)就稱為一個代數(shù)系統(tǒng),記作
二元運算
運算性質(zhì)
封閉性
-
設(shè)
是定義在集合
上的一個二元運算徒扶,如果對于任意的
粮彤,都有
,則稱二元運算
在
上是封閉的
- 表中每個元素都屬于
- 表中每個元素都屬于
可交換性
-
設(shè)
是定義在集合
上的一個二元運算,如果對于任意的
导坟,都有
屿良,則稱該二元運算是可交換的
- 表關(guān)于主對角線是對稱的
可結(jié)合性
- 設(shè)
是定義在集合
上的一個二元運算,如果對于任意的
惫周,都有
尘惧,則稱該二元運算
是可結(jié)合的
可分配性
-
設(shè)
是定義在集合
上的兩個二元運算,如果對于任意的
闯两,都有
則稱運算對運算
是可分配的
吸收律
-
設(shè)
是定義在集合
上的兩個二元運算褥伴,如果對于任意的
,都有
則稱運算和運算
滿足吸收律
等冪性
-
設(shè)
是定義在集合
上的一個二元運算漾狼,如果對于任意的
重慢,都有
,則稱運算
是等冪的
- 運算表的主對角線上的每個元素與它所在的行(列)表頭元素相同
幺元
-
左幺元:
逊躁,
都有
-
右幺元:
似踱,
都有
-
幺元:
,
稽煤,有
- 設(shè)
是定義在集合
上的一個二元運算核芽,且在
中有關(guān)于運算
的左幺元
和右幺元
,則
酵熙,且
中的幺元是唯一的
- 設(shè)
表中元素所對應(yīng)的行和列依次與運算表的行和列一致
零元
-
左零元:
轧简,
都有
-
右幺元:
,
都有
-
幺元:
匾二,
哮独,有
- 設(shè)
是定義在集合
上的一個二元運算,且在
中有關(guān)于運算
的左零元
和右零元
察藐,則
皮璧,且
中的零元是唯一的
- 設(shè)
表中元素所對應(yīng)的行和列中的元素都與該元素相同
逆元
-
左逆元:
,
分飞,使得
-
右逆元:
铲敛,
叮叹,使得
-
逆元:
,
绷旗,
既是
的右逆元又是
的左逆元
-
左右逆元不一定相等掸读、不一定唯一咆疗、不一定同時存在
表中
和
互逆舟误,當且僅當位于
所在行颠毙,
所在列的元素以及
所在行,
所在列的元素都是幺元
群
群的概念
群的定義
廣群
- 一個代數(shù)系統(tǒng)
肌索,其中
是非空集合,
是
上的一個二元運算,如果
是封閉的诚亚,則稱代數(shù)系統(tǒng)
為廣群
半群
子半群
- 設(shè)
是一個半群,
且
在
上是封閉的梢灭,那么
也是一個半群夷家。通常稱
是半群
的子半群
獨異點
-
含有幺元的半群稱為獨異點
-
性質(zhì):
-
設(shè)
是一個獨異點,則在關(guān)于運算
的運算表中任何兩行和兩列都是不相同的
-
設(shè)
是獨異點敏释,對于任意
库快,且
均有逆元,則
-
有逆元钥顽,且
-
-
群
-
設(shè)
是一個代數(shù)系統(tǒng)义屏,其中
是非空集合,
是
上的一個二元運算蜂大,如果
- 運算
是封閉的
- 運算
是可結(jié)合的
- 存在幺元
- 對于每一個元素
闽铐,存在這它的逆元
則稱
是一個群
- 運算
有限群
- 設(shè)
是一個群。如果
是有限集奶浦,那么稱
為有限群
有限群的階數(shù)
- 有限集
中元素的個數(shù)兄墅,記為
無限群
- 設(shè)
是一個群。如果
是無限集澳叉,那么稱
為無限群
等冪元
- 代數(shù)系統(tǒng)
中隙咸,如果存在
,有
耳高,則稱
為等冪元
子群
- 設(shè)
是一個群扎瓶,
是
的一個非空子集,如果
也構(gòu)成群泌枪,則稱
是
的一個子群
阿貝爾群
循環(huán)群
- 設(shè)
為群碌燕,若存在
误证,使得
中的任意元素都由
的冪組成,則稱該群為循環(huán)群修壕,元素
稱為循環(huán)群
的生成元
左陪集
- 設(shè)
是群
的一個子群愈捅,
,則集合
稱為由
所確定的
在
中的左陪集
拉格朗日定理
- 設(shè)
是有限群
的一個子群慈鸠,
蓝谨,
,則
群的性質(zhì)
-
群中不可能有零元
- 零元
不存在逆元
- 零元
-
設(shè)
是一個群,對于
譬巫,必存在唯一的
咖楣,使得
-
消去律:設(shè)
是一個群,對于任意的
芦昔,如果有
或者
诱贿,則必有
-
群
的運算表中的每一行或每一列都是
的元素的一個置換
-
設(shè)
是一個群,
是
的非空子集咕缎,如果
是一個有限集珠十,那么,只要運算
在
上封閉凭豪,
必定是
的子群
-
設(shè)
是群焙蹭,
是
的非空子集,如果對于
中的任意元素
和
有
墅诡,則
是
的子群
-
群是阿貝爾群的充要條件:對任意的
壳嚎,有
-
設(shè)
是一個由元素
生成的有限循環(huán)群。如果
末早,則
烟馅,且
-
為元素
的階
-
-
群的積:設(shè)
是一個群,
, 記
群的逆:
拉格朗日定理
陪集
-
設(shè)
是群
的子群郑趁,
- 左陪集:
稱為由
所確定的
在
中的左陪集,簡稱為
關(guān)于
的左陪集記為
- 右陪集:
稱為由
所確定的
在
中的右陪集姿搜,簡稱為
關(guān)于
的右陪集記為
- 左陪集:
同態(tài)與同構(gòu)
同態(tài)
同態(tài)
-
設(shè)
和
是兩個代數(shù)系統(tǒng)寡润,若
-
是一函數(shù)
-
,有
則稱
是
到
到一個同態(tài)映射舅柜,簡稱同態(tài)
-
-
同態(tài)于
梭纹,記作
-
稱
為
到一個同態(tài)象
-
先算后映 = 先映后算
- 例:
,
- 例:
自同態(tài)
- 設(shè)
是一個代數(shù)系統(tǒng),若
是
到
的一個同態(tài)致份,則稱
為自同態(tài)
滿同態(tài)
- 設(shè)
是
到
的一個同態(tài)变抽,若
是
到
的滿射,則稱
是
到
的滿同態(tài)(或同態(tài)滿射)
單一同態(tài)
- 設(shè)
是
到
的一個同態(tài)氮块,若
是
到
的入射(即單射)绍载,則稱
是
到
的單一同態(tài)
同態(tài)核
- 設(shè)
是群
到群
的同態(tài),
是
的幺元滔蝉,稱
為同態(tài)映射的核击儡,簡稱同態(tài)核
同態(tài)的性質(zhì)
同構(gòu)
同構(gòu)
- 設(shè)
是
到
的一個同態(tài),若
是
到
的雙射(即一一映射)茧痒,則稱
是
到
的同構(gòu)映射,并稱
與
同構(gòu)
- 記作
自同構(gòu)
- 設(shè)
是一個代數(shù)系統(tǒng)融蹂,若
是
到
的一個同構(gòu)旺订,則稱
為自同構(gòu)
同構(gòu)關(guān)系的性質(zhì)
- 同構(gòu)關(guān)系是等價關(guān)系
證明:
- 自反性:
,作恒等映射
超燃,
,
則是雙射意乓,并且
有:
![]()
所以樱调,![]()
- 對稱性:
設(shè)代數(shù)系統(tǒng),
則存在雙射届良,并且
,有:
![]()
所以,也是雙射泻仙,
哈踱,
,使得:
慢显,
爪模,即
,
荚藻,故有:
![]()
因此屋灌,![]()
- 傳遞性
設(shè)![]()
則存在雙射和
,故
也為雙射
有:
所以应狱,
因此共郭,代數(shù)系統(tǒng)間的同構(gòu)關(guān)系是等價關(guān)系
同余
同余關(guān)系
- 設(shè)
是一個代數(shù)系統(tǒng),
是
上的等價關(guān)系侦香,若
落塑,有:
則稱是
上關(guān)于運算
的同余關(guān)系
同余類
- 同余關(guān)系
將非空集合
劃分稱的等價類稱為同余類
同余與同態(tài)關(guān)系
- 設(shè)
是一個代數(shù)系統(tǒng),
是
上的同余關(guān)系.
是由
誘導(dǎo)的一個劃分罐韩,則必存在同態(tài)映射
憾赁,使
是
的同態(tài)象
- 推論:設(shè)
是群
到群
的同態(tài)映射,
為
的幺元散吵,
龙考,定義
上的二元關(guān)系
:
蟆肆,若
,則
環(huán)與域
環(huán)
環(huán)
-
設(shè)
是代數(shù)系統(tǒng)炎功,若
-
是阿貝爾群
- 封閉、可結(jié)合缓溅、幺元蛇损、逆元、交換律
-
是半群
- 封閉坛怪、可結(jié)合
- 乘法
對加法
可分配淤齐,即
有
則稱是一個環(huán)
-
-
稱第一個運算
為加法,并記為
-
稱第二個運算
為乘法袜匿,并記為
-
在環(huán)中
- 加法幺元記為
- 加法逆元
記為
-
記為
- 加法幺元記為
環(huán)的性質(zhì)
設(shè)是環(huán)更啄,
- 環(huán)的加法幺元必為乘法零元,即
零因子
零因子
- 設(shè)
是環(huán)居灯,若
祭务,使
,則稱
為零因子怪嫌,
是零因子環(huán)
無零因子
-
义锥,必有
無零因子的環(huán)稱為無零因子環(huán)
性質(zhì)
-
環(huán)
無零因子,當且僅當
滿足消去律
- 即
喇勋,若
缨该,
,必有
- 即
整環(huán)
交換環(huán)
- 給定環(huán)
川背,若
可交換贰拿,則稱
為交換環(huán)
含幺環(huán)
- 給定環(huán)
,若
含幺元熄云,則稱
為含幺環(huán)
整環(huán)
-
給定環(huán)
膨更,若
可交換、含幺元缴允、無零因子(或滿足消去律)荚守,則稱
為整環(huán)
-
整環(huán) = 環(huán) + 乘法幺元 + 乘法可交換 + 無零因子(或乘法消去律)
-
設(shè)
是代數(shù)系統(tǒng),若
-
是阿貝爾群
- 運算
對
可分配
則稱
是一個整環(huán)
-
域
域
域與整環(huán)
整環(huán) | 域 |
---|---|
|
|
-
域 = 整環(huán) + 除了零元外薄料,每個元素都有逆元
-
域無零因子
-
域一定是整環(huán)
有限整環(huán)一定是域
兩個運算代數(shù)系統(tǒng)間的同態(tài)
同態(tài)映射
- 設(shè)
和
是兩個代數(shù)系統(tǒng)敞贡,若存在映射
滿足:
,有
-
-
則稱是
到
的一個同態(tài)映射摄职,并稱
是
的同態(tài)象
-
同態(tài)映射的性質(zhì)
- 任一環(huán)的同態(tài)象是一個環(huán)
格
格的定義
- 若偏序集
中任意兩個元素
都有最小上界
和最大下界
誊役,則稱
是格
- 通常記:
,
- 由于最小上界获列、最大下界若存在則唯一,所以
蛔垢、
是二元運算击孩,分別稱為并運算和交運算
- 稱
為由格
所誘導(dǎo)的代數(shù)系統(tǒng)
子格
- 設(shè)
是格,
是由
所誘導(dǎo)的代數(shù)系統(tǒng)鹏漆,設(shè)
且
巩梢,若運算
和
在
中封閉,則稱
是
的子格
格的對偶
- 設(shè)
是偏序集艺玲,用 表示偏序關(guān)系
的逆關(guān)系且改,則
-
也是偏序集
-
和
的哈斯圖是互為顛倒的
- 稱
與
為彼此對偶的偏序集
- 若
是格,則
也是格板驳,反之亦成立,稱這兩個格互為對偶
-
碍拆,
的
對應(yīng)于
的
-
若治,
的
對應(yīng)于
的
-
-
格的對偶原理
- 設(shè)
是對任意格都為真的命題,將
中的
,
,
分別換成,
,
,
得命題
感混,則
對任意格也是真的命題
格的基本性質(zhì)
- 自反性
- 反對稱性
- 傳遞性
- 確界描述一
- 確界描述二
- 蓋住的等價
- 交換律
- 結(jié)合律
- 冪等律
- 吸收律
- 若
端幼,則
- 保序性
若,則
- 分配不等式
- 模不等式
- 推論:
- 引理:若
是一個代數(shù)系統(tǒng)弧满,其中
婆跑,
都是二元運算且滿足吸收律,則
庭呜,
必滿足冪等律
- 定理一:設(shè)
是一個代數(shù)系統(tǒng)滑进,其中
,
都是二元運算且滿足交換律募谎,結(jié)合律和吸收律扶关,則
上存在偏序關(guān)系
,使
是一個格
格同態(tài)與格同構(gòu)
格同態(tài)
- 設(shè)
是格数冬,它們所誘導(dǎo)的代數(shù)系統(tǒng)分別是
节槐,若存在映射
,對
拐纱,有:
則稱是從
到
的格同態(tài)
稱是
的格同態(tài)象
格同構(gòu)
-
若
是雙射铜异,則稱
是從
到
的格同構(gòu)
也稱格
與
同構(gòu)
格同構(gòu)的性質(zhì)
-
設(shè)
是格
到
的格同態(tài),
秸架,若
揍庄,必有
- 逆命題不成立
設(shè)兩個格
和
,
是
到
的雙射咕宿,則
是格
到
的格同構(gòu)币绩,當且僅當
分配格
分配格
- 設(shè)
是由格
所誘導(dǎo)的代數(shù)系統(tǒng)蜡秽,若
,滿足
則稱是分配格
分配格的性質(zhì)
- 若在一個格中交運算對并運算可分配缆镣,則并運算對交運算也一定可分配芽突,反之亦然
- 設(shè)
是分配格,則
董瞻,有
分配格的判定
- 定義
其一成立
- 格
是分配格當且僅當
中不含與鉆石格或五角格同構(gòu)的子格
- 分配格的子格必是分配格
- 每個鏈是分配格
模格
模格的定義
- 設(shè)
是由格
所誘導(dǎo)的代數(shù)系統(tǒng)寞蚌,若
,當
時钠糊,滿足
則稱是模格
分配格與模格的關(guān)系
- 分配格必是模格
- 模格不一定是分配格
- 例:鉆石格是模格但不是分配格
- 模格不一定是分配格
有界格
全下界
- 設(shè)
是格挟秤,若存在
,對任意
有
抄伍,則稱
為
的全下界艘刚,記為0
- 若存在必唯一
全上界
- 設(shè)
是格,若存在
截珍,對任意
有
攀甚,則稱
為
的全上界,記為1
- 若存在必唯一
有界格
有界格的性質(zhì)
- 設(shè)
為有界格岗喉,則
有
- 在有界分配格中秋度,若某元素有補元,則必唯一
補元
- 設(shè)
是有界格钱床,
荚斯,若
,使
則稱是
的補元
-
和
互為補元
-
有補格
- 在一個有界格中查牌,如果每個元素至少有一個補元事期,則稱此格為有補格
布爾代數(shù)
布爾格
- 布爾格中任一元素
的補元存在且唯一,記為
原子
布爾代數(shù)
-
布爾格
可以誘導(dǎo)一個代數(shù)系統(tǒng)
驾凶,則此代數(shù)系統(tǒng)為布爾代數(shù)
布爾代數(shù)的性質(zhì)
- 設(shè)
是布爾代數(shù)中任一兩個元素买雾,則
-
- 設(shè)
是一個具有全下界0的有限格法希,若
枷餐,則至少存在一個原子
,使
布爾代數(shù)的同構(gòu)
- 設(shè)
和
是兩個布爾代數(shù)苫亦,則存在雙射
滿足:
毛肋,有:
-
-
-
則稱和
同構(gòu)
-
有限布爾代數(shù)
有限布爾代數(shù)
- 具有有限個元素的布爾代數(shù)
有限布爾代數(shù)的結(jié)論
- 對任一正整數(shù)
怨咪,必存在含有
個元素的布爾代數(shù)
- 任一有限布爾代數(shù)的元素的個數(shù)必為
,
為正整數(shù)
- 元素個數(shù)相同的布爾代數(shù)是同構(gòu)的
有限布爾代數(shù)的引理
- 在布爾格中润匙,
當且僅當
- 設(shè)
是一個有限布爾代數(shù)诗眨,若
,且
孕讳,又設(shè)
是
中滿足
的所有原子匠楚,則
- 設(shè)
是一個有限布爾代數(shù),若
厂财,且
芋簿,又設(shè)
是
中滿足
的所有原子,則
是將表示為原子的的并的唯一形式
- 設(shè)
是布爾格璃饱,
為任意一個原子与斤,
,則
和
兩式中幽告,有且僅有一個成立
布爾表達式
布爾表達式
-
設(shè)
是布爾代數(shù)
-
中任何元素(即布爾常元)是布爾表達式
- 任何布爾變元是布爾表達式
- 若
是布爾表達式,則
都是布爾表達式
- 尤其僅有通過有限次地運用規(guī)則(2),(3)所構(gòu)造的符號串是布爾表達式
-
布爾常元
-
中的元素
布爾變元
- 以
為取值范圍的變元
n元布爾表達式
- 一個含
格相異變元的布爾表達式裆甩,稱為
元布爾表達式,記作
其中為布爾變元
布爾表達式的值
布爾表達式的等價
- 設(shè)
和
是布爾代數(shù)
上的兩個
元布爾表達式,若對
格變元的任意賦值
均有
則稱布爾表達式是等價的箍邮,記作:
布爾表達式的小項
布爾函數(shù)
布爾函數(shù)
布爾函數(shù)的小項
- 一個含有
個變元
的布爾表達式锭弊,如果它有形式
其中是
或
中的任一個堪澎,則我們稱這個布爾表達式為小項
布爾函數(shù)的大項
- 一個含有
個變元
的布爾表達式,如果它有形式
其中是
或
中的任一個味滞,則我們稱這個布爾表達式為大項
布爾函數(shù)的析取范式
析取范式
- 形如
的表達式稱為析取范式
- 其中
表示小項
一般布爾代數(shù)上的析取范式
設(shè)是布爾代數(shù)
上任一布爾表達式樱蛤,若
布爾函數(shù)的合取范式
- 形如
的表達式稱為合取范式
- 其中
表示大項
圖論
相關(guān)概念及約定
圖
-
一個圖
是一個三元組
,其中
-
是一個非空的結(jié)點集合
-
是邊集合
-
是從邊集合
到結(jié)點無序偶(有序偶)集合上的函數(shù)
-
無向圖
- 每條邊都是無向邊的圖
有向圖
- 每條邊都是有向邊的圖
混合圖
- 既有無向邊又有有向邊的圖
多重圖
- 包含平行邊的圖
零圖
- 僅由孤立點組成的圖
平凡圖
- 由一個孤立結(jié)點構(gòu)成的圖
簡單圖
完全圖
-
簡單圖
中剑鞍,若每對結(jié)點之間均有邊相連昨凡,則稱該圖為完全圖
- 有
個結(jié)點的無向完全圖記作
- 邊數(shù)為
- 邊數(shù)為
補圖
- 由圖
的所有結(jié)點和所有能使圖
稱為完全圖的添加邊所組成的圖,稱為圖
相對于完全圖的補圖蚁署,或簡稱為
的補圖便脊,記作
-
設(shè)圖
是
的子圖,令
光戈,如果
-
-
中僅包含
中的邊所關(guān)聯(lián)的結(jié)點
則稱
為子圖
相對于圖
的補圖
-
子圖
- 給定圖
和
- 如果
哪痰,則稱
為
的子圖
- 如果
遂赠,即
包含
的所有結(jié)點,則稱
為
的生成子圖
- 如果
連通圖
- 只有一個連通分支的圖
圖的同構(gòu)
- 給定圖
和
晌杰,如果存在雙射
跷睦,且
是
的一條邊當且僅當
是
的一條邊,則稱
與
同構(gòu)乎莉,記作
兩圖同構(gòu)的必要條件
- 結(jié)點數(shù)相同
- 邊數(shù)相同
- 對應(yīng)結(jié)點的度數(shù)相等
鄰接點
- 若兩個結(jié)點與同一條邊相關(guān)聯(lián)送讲,則稱兩個結(jié)點是鄰接點
鄰接邊
- 關(guān)聯(lián)于同一結(jié)點的兩條邊叫鄰接邊
端點
- 設(shè)圖
惋啃,則
叫
的端點哼鬓,并稱
與
相關(guān)聯(lián)
環(huán)
- 關(guān)聯(lián)于同一結(jié)點的一條邊,稱為自回路或環(huán)
孤立點
- 不與任何結(jié)點相鄰的結(jié)點边灭,稱為孤立點
平行邊
- 關(guān)聯(lián)于同一對結(jié)點的多條邊(有向邊應(yīng)同向)叫平行邊
度數(shù)
- 在圖
中异希,與結(jié)點
相關(guān)聯(lián)的邊數(shù),叫該結(jié)點的度數(shù)绒瘦,記作
- 稱
為圖
的最大度
- 稱
為圖
的最小度
- 每個環(huán)在其對應(yīng)的結(jié)點上称簿,度數(shù)增加2
- 每個圖中,結(jié)點度數(shù)的總和等于邊數(shù)的 2 倍
- 任何圖中惰帽,度數(shù)為奇數(shù)的結(jié)點必為偶數(shù)個
- 度數(shù)為入度和出度的總和
入度
- 射入一個結(jié)點的邊數(shù)
出度
- 由一個結(jié)點射出的邊數(shù)
- 所有點出度之和等于入度之和
路
- 給定圖
憨降,設(shè)
,
该酗,其中
是關(guān)聯(lián)結(jié)點
的邊授药,點邊交替序列
稱為聯(lián)結(jié)
到
的路
-
和
分別稱為該路的起點和終點
回路
-
的路
跡
- 各邊均不相同的路
通路
- 各結(jié)點均不相同的路
圈
- 各結(jié)點均不相同的閉合通路
連通
- 在無向圖
中,如果從結(jié)點
到
存在一條路呜魄,則稱結(jié)點
和結(jié)點
是連通的
連通分支
- 對無向圖
而言悔叽,結(jié)點集合
上的連通關(guān)系是等價關(guān)系. 該連通關(guān)系將結(jié)點集合作出一個劃分,每個劃分塊連同它們所關(guān)聯(lián)的邊稱為圖
的一個連通分支. 把圖
的連通分支數(shù)記為
點割集
- 設(shè)無向圖
中爵嗅,若有結(jié)點集
娇澎,使圖
刪除了
的所有結(jié)點后所得的子圖不是連通的,而刪除了
的任一真子集后所得的子圖仍是連通的睹晒,則稱
是圖
的點割集
割點
- 如果某一個結(jié)點構(gòu)成一個點割集趟庄,則稱該結(jié)點為割點
連通性
連通度
- 非完全圖的點連通度(簡稱連通度)定義為:
-
連通度是為了產(chǎn)生一個不連通圖所要刪除結(jié)點的最少數(shù)目
- 非連通圖的連通度為 0
- 存在割點的連通圖的連通度為 1
- 對于完全圖
,
邊割集
- 設(shè)無向圖
為連通圖伪很,若有邊集
岔激,使圖
刪除了
中所有邊后所得的子圖是不連通的,而刪除了
的任一真子集后所得的子圖仍是連通的是掰,則稱
是圖
的邊割集
割邊
- 如果一條邊構(gòu)成一個邊割集虑鼎,則稱該邊為割邊(或橋)
連通度
- 非平凡圖
的邊連通度定義為:
- 非連通圖和平凡圖的邊連通度為 0
圖的直徑
-
- 不可達記為∞
單側(cè)連通
- 任何一對結(jié)點間,至少從一個結(jié)點到另一個結(jié)點可達
強連通
- 圖中任何一對結(jié)點之間相互可達
弱連通
- 圖中略去邊的方向后的無向圖是連通的
強分圖
- 具有強連通性的最大子圖
單側(cè)分圖
- 具有單側(cè)連通性的最大子圖
弱分圖
- 具有弱連通性的最大子圖
矩陣表示
鄰接矩陣
- 設(shè)
是一個簡單圖,它有
個結(jié)點
炫彩,則
階方陣
稱為
的鄰接矩陣匾七,其中
鄰接矩陣的應(yīng)用
計算連結(jié) 與
的長度為
的路的數(shù)目
為 中第
行第
列元素
時,路徑為
例如: 時江兢,
昨忆,表示有路
時,可視為:
可達性矩陣
-
設(shè)
為簡單有向圖杉允,
邑贴,定義一個
矩陣
,其中
則稱 為圖
的可達性矩陣
完全關(guān)聯(lián)矩陣
-
設(shè)
為無向圖叔磷,
拢驾,
,定義矩陣
改基,其中
則稱
為圖
的完全關(guān)聯(lián)矩陣
置換等價
- 兩個矩陣可以通過交換行和列而相互得出
-
階布爾矩陣集合上的一個等價關(guān)系