组合数学教程

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出版者:机械工业出版社
作者:范林特
出品人:
页数:602 页
译者:
出版时间:2005年6月1日
价格:58.0
装帧:平装
isbn号码:9787111139928
丛书系列:经典原版书库
图书标签:
  • 数学
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具体描述

组合数学是研究离散结构和离散对象关系模式的数学分支,是一门在理论和应用上涉及范围很广泛的学科。本书的内容十分丰富,讨论的问题涵盖组合数学所涉及的绝大部分领域,堪称“组合数学的百科全书”。作者的阐述深入浅出,使得高深的内容简明易懂,便于广大读者阅读。本书被美国哥伦比亚大学、斯坦福大学、加州理工学院等许多国外著名大学采纲为教材,在科学技术界读者中也很受推崇。

离散数学的基石与算法的灵魂:一窥《离散结构导论》的精彩世界 导言:数学之美在离散中绽放 在这个信息爆炸的时代,计算思维和严谨的逻辑推理能力已成为驾驭复杂系统的核心工具。当我们深入探究计算机科学、理论物理乃至现代工程学的底层逻辑时,会发现一个宏大而精妙的数学分支——离散数学,构筑了这一切的坚实基础。 本书,《离散结构导论》,旨在为读者构建一个清晰、系统且充满启发性的离散数学知识体系。它不是对已知概念的简单罗列,而是一次深入理解离散世界内在规律的旅程。我们聚焦于那些构成现代数字世界骨架的“离散结构”,从集合的严密定义到图论的广阔应用,力求让读者不仅掌握“如何计算”,更理解“为何如此”。 本书的定位是一部面向本科高年级学生、研究生初学者以及需要夯实离散数学基础的工程技术人员的参考教材。它强调概念的深度挖掘、证明的严谨性以及知识点之间的内在联系。 --- 第一部分:逻辑、集合与证明的艺术 (The Language of Precision) 万丈高楼平地起,任何精确的数学探讨都始于精确的语言和严密的推理。本部分着重于建立读者进行数学思考的基础工具箱。 第一章:命题逻辑与谓词逻辑:构建推理的骨架 本章从最基本的逻辑连接词(与、或、非、蕴含、等价)入手,系统阐述了真值表、范式(合取范式与析取范式)的构建与化简。我们不满足于简单的逻辑判断,而是深入探讨了逻辑等价性在电路设计和软件验证中的实际意义。 随后,我们将过渡到谓词逻辑(一阶逻辑)。量词(全称量词 $forall$ 和存在量词 $exists$)的引入,使得我们可以表达更为复杂的、关于对象属性的陈述。我们详细剖析了量词的嵌套与辖域问题,并教授如何将自然语言的复杂命题准确地翻译成符号逻辑表达式,这是形式化方法的关键一步。本章的难点与重点在于对推理规则(如肯定前件、否定后件、假言三段论等)的深入理解及其在自动定理证明中的初步应用。 第二章:集合论基础:万物之源的抽象框架 集合是数学中最基础也是最强大的概念。本书对集合的定义采用公理化思想的朴素描述,重点探讨了集合的运算(并、交、差、补集)及其满足的代数律(如分配律、德摩根定律)。 本章的核心在于理解映射(函数)的本质。我们详细区分了内射(一对一)、满射(映满)和双射(一一对应)的严格定义,并展示了双射在定义集合等势性(基数比较)中的核心作用。此外,我们探讨了集合的笛卡尔积,为后续的二元关系打下基础。 第三章:证明的方法与技巧:从直感到严谨的飞跃 本章是全书的“内功心法”。有效的数学交流依赖于无可辩驳的证明。我们系统梳理了主要的证明策略: 1. 直接证明:最直观的方法,从已知条件逐步推导结论。 2. 间接证明:包括反证法(证明原命题的否定导致矛盾)和逆否命题证明(证明 $P o Q$ 等价于 $ eg Q o eg P$)。 3. 数学归纳法:本章的重点与难点。我们详述了基础步骤和归纳步骤的构建,并扩展到强归纳法(强假设)和良序原理在证明中的应用。 4. 构造性证明:通过展示一个实例来证明存在性的方法。 我们通过大量实例,展示如何辨别何时使用何种证明技术,强调了证明过程中的逻辑一致性和清晰的论证链条。 --- 第二部分:关系、函数与结构 (Structuring the Data) 在奠定了逻辑和集合的基础后,本部分将关注对象之间如何关联以及如何对这些关联进行分类和操作。 第四章:关系与偏序结构:连接的几何学 关系是连接集合中元素的桥梁。我们从二元关系开始,探讨其在笛卡尔积上的定义,并系统分析了关系的各种重要属性:自反性、对称性、反对称性和传递性。 本章的重头戏是等价关系及其等价类的划分性质。我们展示了等价关系如何将一个集合自然地分割成互不相交的子集,这是理解抽象代数结构的重要前奏。 紧接着,我们转向偏序关系。偏序关系引入了“小于或等于”的概念,但允许部分元素之间无明确顺序。这引出了偏序集(Poset)的概念。我们深入研究了格(Lattice)、上界/下界、极大元/极小元以及最小元/最大元。例如,集合的子集关系构成的布尔代数(在下一章会进一步讨论)就是最经典的格结构。 第五章:函数与基数:比较无限的尺度 虽然函数已在集合论中被提及,本章侧重于函数的性质和结构保持性。我们探讨了函数的逆函数、复合函数,以及它们在保持结构上的表现。 更重要的是,本章引入了基数的概念,用于衡量集合的大小。我们严格证明了康托尔定理——任何集合的幂集都比原集合的基数大。通过康托尔-伯恩斯坦定理,我们证明了可数无限集(如自然数集 $mathbb{N}$)与整数集 $mathbb{Z}$、有理数集 $mathbb{Q}$ 的基数相等。随后,我们介绍了不可数无限集(如实数集 $mathbb{R}$)的基数 $aleph_1$ (或 $c$),从而揭示了不同“无限”之间的巨大差异。 --- 第三部分:计数、图论与代数结构 (The Applied Frontier) 离散数学的最终目标之一是解决计数问题和建模现实世界中的网络与连接。 第六章:计数原理与生成函数:精确的统计艺术 计数是离散数学最直接的应用领域之一。本章涵盖了乘法原理和加法原理。我们系统地区分了排列(有序选择)和组合(无序选择),包括带重复和不带重复的情况。 本章的关键进阶工具是容斥原理,用于处理具有重叠属性的集合计数问题。我们通过具体的例子(如错排问题)来展示其威力。 最后,我们引入了生成函数(Generating Functions)。生成函数将一个离散序列提升到一个连续的函数空间中,使得原本复杂的递推关系和计数问题可以通过微积分或代数方法来求解。这是连接组合学与分析学的强大桥梁。 第七章:图论基础:网络的结构与路径 图论是描述关系和连接的最佳工具。本章从最基本的定义出发:图(Graph)、顶点、边、度数、邻接矩阵和关联矩阵。我们严格区分了无向图与有向图,以及简单图与多重图。 核心内容包括: 1. 连通性:连通分量、割点、桥。 2. 欧拉路径与哈密顿回路:关于“遍历”的经典问题,以及欧拉/哈密顿定理的充要条件分析。 3. 树(Trees):无环连通图的特性,以及生成树在网络优化中的应用。 4. 图的着色:介绍图的色数问题,探讨四色定理的历史背景和图的独立集/团的计算。 本章将图论置于结构建模的视角下,展示如何用图来解决交通网络、社交网络分析以及电路布局等实际问题。 第八章:代数结构初步:群与环的简介 尽管本书不深入抽象代数,但理解代数结构对于理解编码理论和密码学至关重要。本章提供了必要的概念铺垫。 我们介绍了代数结构的公理化定义:一个集合加上一个或多个满足特定性质的运算。重点讲解群(Group)的四大公理(封闭性、结合律、单位元、逆元)。我们通过实例(如整数加法群、模 $n$ 乘法群)来巩固理解。最后,简要介绍环(Ring)的概念,作为进一步研究的门径。 --- 结语:思维的延展 《离散结构导论》试图通过严谨的数学语言,向读者展示信息世界背后那套优美而强大的逻辑框架。掌握这些离散结构,不仅能帮助读者攻克计算机科学中的算法设计与分析,更能培养一种系统性、公理化的思维方式,使其能够在面对任何复杂的、非连续性的问题时,都能找到精确的切入点。本书的价值,在于将数学的抽象之美,转化为解决现实世界离散问题的有效工具。

作者简介

J.H.van Lint(1932—2004)拥有荷兰乌特勒支大学博土学位,是荷兰埃因霍温科技大学数学与计算机科学系教授,于1997年退休。他是荷兰皇家艺术和科学院成员、西安交通大学荣誉教授、荷兰数学会荣誉成员等。除本书外,他还著有《Introduction to Coding Theory》,《Coding Theory》等书。

目录信息

读后感

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涵盖面很广,看目录就知道了. 作为intro.性质的书,我觉得比DEK的那本具体数学更通俗易懂,从打CS研究基础角度看,涉及面更丰富.

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涵盖面很广,看目录就知道了. 作为intro.性质的书,我觉得比DEK的那本具体数学更通俗易懂,从打CS研究基础角度看,涉及面更丰富.

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涵盖面很广,看目录就知道了. 作为intro.性质的书,我觉得比DEK的那本具体数学更通俗易懂,从打CS研究基础角度看,涉及面更丰富.

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涵盖面很广,看目录就知道了. 作为intro.性质的书,我觉得比DEK的那本具体数学更通俗易懂,从打CS研究基础角度看,涉及面更丰富.

用户评价

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拿到这本书时,我并没有期望它能给我带来多少“惊喜”,毕竟,我已经对组合数学有了一定的了解,也读过一些相关的书籍。然而,这本书的内容深度和广度,以及作者独特的视角,还是让我眼前一亮。本书最大的特点之一,便是它对于组合数学中一些核心概念的深入挖掘。作者并没有停留在表面的定义和公式,而是深入到概念的本质,通过各种角度去阐释,这使得我对许多过去似是而非的概念有了全新的认识。例如,关于“鸽笼原理”的讲解,作者不仅给出了最基本的陈述,还引申出了其在不同领域的应用,以及一些更强的形式,这让我看到了这个看似简单的原理背后蕴含的深刻思想。另外,本书在内容的组织上也显得非常有匠心。作者并非按照传统教材的线性顺序推进,而是会根据问题的关联性和重要性来安排章节,这使得学习过程更加流畅,也更容易看到知识点之间的联系。我尤其赞赏作者在引入新概念时,总是会先回顾之前学过的相关知识,这种“温故知新”的方式,极大地降低了学习难度,也增强了学习的连贯性。这本书的深度,足以满足那些希望在组合数学领域进行更深入研究的读者,而它的广度,则能让他们接触到许多新颖的、前沿的组合计数方法。

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我一直对那些能够将复杂问题化繁为简的数学工具非常着迷,而组合数学无疑是其中的佼佼者。这本书的出现,可以说是我在探索这个领域时遇到的一个重要里程碑。我不得不说,作者在组织内容上非常有条理,从最基础的计数原理开始,逐步深入到更高级的计数技术,如容斥原理、生成函数、以及一些图论中的组合计数问题。每一章的学习都像是在构建一个更加宏伟的数学大厦,基础打得越牢固,后面的内容就越容易理解。这本书的优点在于,它不仅仅是理论的堆砌,更注重理论与实践的结合。书中穿插了大量的例子,这些例子不仅生动形象,而且具有代表性,能够帮助读者将抽象的数学概念与实际情境联系起来。例如,在讲解图的遍历问题时,作者引用了一些实际的路径规划问题,让我看到了组合数学在计算机科学、运筹学等领域的广泛应用。此外,作者的讲解风格也十分清晰,逻辑严谨,即使是初次接触这些概念的读者,也能在作者的引导下,逐步建立起正确的理解。我特别喜欢书中对于一些证明的阐述方式,它不是简单地给出证明过程,而是会先解释清楚证明的思路和关键点,然后再进行详细的推导,这让我更容易理解证明的“为什么”以及“如何”得到。这本书的价值,不仅仅在于它教授了多少知识,更在于它培养了读者解决问题的能力和数学思维。

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阅读《组合数学教程》的过程,对我来说,更像是在一场精心设计的逻辑解谜游戏。这本书的编排非常巧妙,它并没有一次性地将所有复杂的概念抛给读者,而是层层递进,步步为营。从最基础的计数原理到复杂的生成函数应用,每一步都讲解得清晰透彻,而且总是在你需要的时候,给予你恰当的引导和提示。我尤其欣赏作者在处理一些看似棘手的计数问题时,所采取的策略。例如,在讲解“容斥原理”时,作者并没有直接给出公式,而是通过一些具体的、生活化的例子,比如如何计算不符合条件的组合数,让读者自己去体会“排除”和“包含”的逻辑。这种“启发式”的教学方式,让我不仅记住了公式,更重要的是,我真正理解了它背后的思想,并能将其灵活运用到其他问题中。书中的习题也是一大特色,它们难度适中,而且类型多样,能够有效地检验读者对知识的掌握程度,并且在解决习题的过程中,还能进一步加深对知识的理解。我可以说,这本书不仅教会了我“如何数”,更教会了我“如何思考”。它培养了我严谨的逻辑思维能力,以及解决问题的创新能力。这本书是我在数学学习道路上遇到的一个重要的“伙伴”,它陪伴我一步步克服了组合数学中的许多难点,也让我在这个领域收获了前所未有的自信。

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我一直认为,数学学习的乐趣在于不断地“发现”和“理解”,而这本书,恰恰能够最大程度地满足我这种求知欲。这本书的叙述风格非常吸引人,它没有那种枯燥的教科书式讲解,而是更像一位博学的长者,用充满智慧和趣味的语言,向你娓娓道来组合数学的奇妙世界。书中对于许多经典组合问题的分析,都让我耳目一新。作者并非只是给出标准答案,而是会带领读者一步步去探索,去尝试,去犯错,再去纠正,最终找到最优的解决方案。这种“引导式”的学习方法,让我感觉自己不再是被动地接受知识,而是主动地参与到数学探索的过程中。我特别喜欢书中对“组合恒等式”的讲解,这些恒等式看似只是数学公式,但它们背后往往蕴含着深刻的组合意义,作者能够将这些抽象的公式与具体的计数问题联系起来,让我看到了数学的精妙之处。而且,书中还包含了一些关于组合数学与计算机科学、统计学等交叉领域的讨论,这让我看到了组合数学在现代科学研究中的重要地位和应用价值。这本书不仅仅教会了我如何去解决组合问题,更重要的是,它培养了我严谨的数学思维,让我学会了如何去分析问题、抽象问题,并最终用数学的语言来描述和解决问题。

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我一直认为,数学学习的过程,更像是在一座巨大的迷宫中探索,而这本书,则像是一位经验丰富的向导,用最清晰的地图和最恰当的工具,指引着我穿越迷宫的各个角落。这本书并非只是简单地罗列公式和证明,它更侧重于培养读者的数学思维方式。作者在讲解每一个概念时,都会深入剖析其背后的逻辑和思想,让我不仅知道“是什么”,更明白“为什么”。例如,在介绍排列组合的经典问题时,作者并没有急于给出公式,而是通过对不同情境的细致分析,引导读者自己去思考如何去计数。这种“授人以鱼不如授人以渔”的教学理念,在这本书中得到了完美的体现。我尤其欣赏书中关于“母函数”的讲解部分,这个概念起初让我感到有些抽象和畏惧,但在作者循序渐进的引导下,我逐渐领略到了它的强大威力,它将原本看似杂乱的计数问题,变得井然有序,而且还能解决许多直接用传统方法难以处理的问题。书中丰富的习题也是一大亮点,它们难度适中,从基础巩固到拓展提升,能够有效地检验读者的理解程度,并且在解决习题的过程中,我能更深刻地体会到书中所学知识的应用。这本书的排版也非常舒适,清晰的章节划分,合理的公式标注,以及适度的留白,都为阅读体验增添了许多分数。对于我这样希望深入理解组合数学,并将其应用于实际问题中的读者来说,这本书无疑是最好的投资。

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这本书的封面设计就相当吸引人,一种复古而又充满学术气息的蓝绿色调,点缀着一些抽象的几何图形,仿佛预示着即将展开的数学世界。拿到手里,纸张的触感也相当不错,厚实而有质感,散发着淡淡的书香。我是一个对数学,尤其是那些看似深奥但背后却充满逻辑美感的领域充满好奇的人。在翻阅这本书之前,我并没有抱有太高的期望,毕竟“组合数学”这个名字本身就带着一丝距离感,让人觉得它只属于那些数学专业的学生或者研究者。然而,当我真正沉浸其中时,我被书中流畅的逻辑、清晰的讲解以及作者巧妙的引导方式深深吸引。它没有上来就丢给我们一堆复杂的公式和定理,而是从一些非常直观的例子入手,比如如何安排座位、如何分配物品,这些贴近生活的情境很容易让人产生共鸣,也为理解抽象的组合概念打下了良好的基础。作者的语言风格非常接地气,虽然是讲解数学,但并没有使用过多的晦涩术语,而是用通俗易懂的语言来阐述。即使是初次接触组合数学的人,也能在阅读过程中逐步建立起自己的理解框架。而且,书中穿插的许多历史典故和数学家的小故事,也为这本严肃的学术著作增添了不少趣味性,让我感觉自己不只是在学习一门课程,更是在与那些伟大的思想家进行一场跨越时空的对话。这本书绝对是那些想要系统了解组合数学,或者希望在这个领域有所突破的读者不可错过的选择。它不仅仅是一本教材,更像是一扇通往全新数学世界的窗户,每一次翻阅都能带来新的发现和惊喜。

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在我看来,一本真正优秀的书,应该是能够让你在合上最后一页时,依旧意犹未尽,并且对所学知识充满了探索的渴望。而《组合数学教程》正是这样一本让我爱不释手的著作。它最打动我的地方,在于作者对组合数学中那些“美”的呈现。数学的美,往往体现在它的严谨、它的逻辑、它的简洁,以及它在解决问题时所展现出的强大力量。这本书恰恰将这些“美”淋漓尽致地展现了出来。作者在讲解每一个定理或概念时,都会首先强调其在数学体系中的地位和意义,然后再深入剖析其推导过程,这种“先宏观后微观”的讲解方式,让我能够很快抓住学习的重点。我尤其喜欢书中关于“置换群”与组合计数关系的章节,作者用非常直观的例子,将抽象的群论概念与具体的计数问题联系起来,让我看到了数学不同分支之间的内在联系和统一性。这本书的深度和广度都非常惊人,它不仅涵盖了组合数学的经典内容,还介绍了一些现代组合学中的前沿理论和研究方法,这对于那些希望在这一领域深入发展,或者进行学术研究的读者来说,无疑是宝贵的财富。这本书的学习过程,对我而言,更像是一场智力上的冒险,每一次翻页,都充满了未知和惊喜。

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我是一个喜欢从不同角度去理解事物的人,尤其是在学习数学的时候。这本书恰恰满足了我这种需求。《组合数学教程》最吸引我的地方,在于它提供了多种不同的视角来解读组合数学中的概念和问题。作者在讲解每一个知识点时,都会尝试从多个维度进行阐释,比如从代数角度、几何角度,甚至从概率角度来分析同一个问题。这种多角度的解读,不仅让我对知识有了更深刻的理解,也让我看到了数学本身的丰富性和统一性。我尤其欣赏书中对“生成函数”的讲解,作者不仅从代数角度解释了它的构造和应用,还尝试用一些“模型”来辅助理解,比如将生成函数看作是一种“计数机器”,能够自动地生成各种组合问题的答案。这种生动的比喻,极大地降低了理解的门槛,也让我在学习过程中充满了乐趣。此外,书中还包含了一些关于组合数学在不同领域应用的案例分析,比如在计算机科学、密码学、统计学等领域的应用,这让我看到了组合数学的实用价值和广泛前景。这本书的学习过程,对我来说,不仅仅是知识的积累,更像是一场思维的盛宴,让我从不同的角度去审视和理解这个美妙的数学世界。

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对于一个非数学专业背景,但又对逻辑思维和问题解决充满兴趣的读者来说,选择一本合适的入门书籍至关重要。幸运的是,我找到了这本书。《组合数学教程》的魅力在于,它能够将那些看似高深莫测的数学概念,转化成易于理解、充满趣味的知识。作者在设计课程结构时,考虑到了不同读者群体的需求。它从最基础的集合论和计数原理讲起,循序渐进,绝不跳跃。即便我之前对组合数学一无所知,也能在书中找到清晰的路径。让我印象深刻的是,书中对“二项式定理”的讲解,作者不仅给出了公式,还用几何解释和概率解释相结合的方式,让我从不同维度理解了这个定理的意义。这种多角度的阐释,极大地加深了我对知识的理解,也让我在今后遇到类似问题时,能够举一反三。此外,书中穿插的很多小故事和名人轶事,也为紧张的学习过程增添了不少轻松的氛围,让我感觉更像是与作者进行一场愉快的学术交流,而非死记硬背。这本书的排版也很用心,文字清晰,公式规范,标注明确,阅读起来非常舒适,不会因为排版问题而影响学习效率。这本书绝对是我近年来读过的最有价值的一本数学类书籍,它不仅拓展了我的知识面,更重要的是,它激发了我对数学学习的热情。

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我一直认为,好的教科书不仅仅是知识的载体,更应该是激发读者学习热情的“引路人”。《组合数学教程》无疑做到了这一点。这本书的写作风格非常亲切,它没有那种冰冷、生硬的学术腔调,而是用一种充满逻辑美和探索精神的语言,来引导读者进入组合数学的世界。我非常喜欢作者在引入新概念时,所做的铺垫。他总会先描述一个实际生活中遇到的问题,然后指出传统方法难以解决,再引出组合数学中的某个强大工具,最后通过这个工具来解决问题。这种“问题驱动”的学习模式,让我能够深刻理解组合数学的价值和意义,也让我对这个学科产生了浓厚的兴趣。例如,在讲解“Burnside引理”时,作者从对称性最强的几何图形入手,逐步引申到更复杂的计数问题,让我看到了这个抽象定理在解决“等价计数”问题时的强大威力。这本书的深度也是令人印象深刻的,它涵盖了组合数学中从基础到进阶的各种内容,并且在一些关键领域,还进行了深入的理论探讨和研究。对于我这样希望对组合数学有全面而深入了解的读者来说,这本书无疑是极佳的选择。它不仅丰富了我的知识储备,更重要的是,它让我爱上了组合数学,并开始主动去探索这个充满魅力的数学分支。

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