Discrete Mathematics and Its Applications

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出版者:McGraw-Hill, Inc. 作者:[美] Kenneth H·Rosen 出品人: 页数:0 译者: 出版时间:1991-12-01 价格:0 装帧:Paperback isbn号码:9780071127882 丛书系列:
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  • 离散数学
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  • 离散结构
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具体描述

《组合学导论:计数、图论与代数结构》 本书是一本深入探讨组合数学核心概念的教材,旨在为读者建立坚实的理论基础,并展示其在计算机科学、工程学、统计学及其他众多学科中的广泛应用。我们跳脱出特定书籍的限制,聚焦于组合数学这一蓬勃发展的领域本身,力求通过清晰的阐释、丰富的例证和精巧的习题,引导读者理解这一数学分支的精髓。 核心内容概述: 本书将围绕组合数学的三个主要支柱——计数原理、图论和代数结构——展开。 计数原理(Combinatorics): 这是组合数学的基石。我们将从最基本的加法原理和乘法原理出发,逐步深入到排列(Permutations)与组合(Combinations)的各种变体。本书将详细讲解: 基本计数技术: 包括无重复排列、有重复排列、无重复组合、有重复组合,以及鸽巢原理(Pigeonhole Principle)的应用,它能帮助我们解决看似复杂的分派问题。 生成函数(Generating Functions): 作为一种强大的计数工具,我们将介绍普通生成函数和指数生成函数。通过函数的形式,我们可以优雅地表示和解决复杂的计数问题,例如 the number of ways to make change for a certain amount using different denominations。 容斥原理(Inclusion-Exclusion Principle): 学习如何计算在多个集合中的元素的数量,尤其当直接计算困难时,容斥原理能够提供一种系统性的解决方案,常用于解决“至少有多少”或“不满足任何条件有多少”等问题。 递推关系(Recurrence Relations): 探索如何用递推关系来定义序列,并学习求解各种线性齐次和非齐次递推关系的方法,这些方法在算法分析和动态规划中至关重要。例如,斐波那契数列(Fibonacci Numbers)的多种生成方式和性质。 二项式定理与多项式系数(Binomial and Multinomial Coefficients): 详细介绍二项式定理的展开式以及其系数的计算,并推广到多项式定理,为处理带有多个变量的幂次展开提供工具。 图论(Graph Theory): 图论是研究对象之间关系的强大模型。本书将全面覆盖图论的基础知识和关键概念: 基本概念: 定义图(Graph)、顶点(Vertex)、边(Edge)、邻接(Adjacency)、度(Degree)等基本术语,并介绍不同类型的图,如无向图、有向图、加权图、多重图等。 连通性(Connectivity): 探讨图的连通性,包括连通分量(Connected Components)、桥(Bridges)、割点(Cut Vertices)等概念,以及欧拉路径(Eulerian Paths)和欧拉回路(Eulerian Circuits)的存在条件。 遍历(Traversals): 学习深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS)等图的遍历算法,它们是许多图算法的基础。 树(Trees): 将树作为图的一种特殊且重要的结构进行深入研究,包括树的性质、生成树(Spanning Trees)、最小生成树(Minimum Spanning Trees)的构建算法(如Kruskal算法和Prim算法),以及它们在网络设计和数据结构中的应用。 图的着色(Graph Coloring): 介绍图的着色问题,如顶点着色、边着色,以及相关的定理,如四色定理(Four Color Theorem)的背景和意义。 匹配(Matching): 探索图的匹配问题,特别是二分图的匹配,如霍尔定理(Hall's Marriage Theorem)及其在资源分配等问题中的应用。 代数结构(Algebraic Structures): 本部分将介绍一些基础的代数概念,并展示它们在组合问题中的应用,尤其是在编码理论和密码学领域: 群论基础(Basics of Group Theory): 介绍群(Group)、子群(Subgroup)、陪集(Coset)、同态(Homomorphism)等基本概念,以及置换群(Permutation Groups)的应用,例如Burnside引理在计数对称性问题中的作用。 抽象代数在计数中的联系: 展示代数结构如何为解决一些复杂的计数问题提供更抽象和更强大的框架。 有限域(Finite Fields): 介绍有限域的基本性质,以及它们在纠错码(Error-Correcting Codes)和密码学中的关键作用。 学习目标与方法: 本书旨在培养读者: 严谨的数学思维: 学习如何构建清晰的数学证明,理解数学推理的逻辑性。 解决实际问题的能力: 将抽象的组合学概念应用于解决计算机科学、运筹学、生物信息学等领域的实际问题。 发现数学之美: 欣赏组合数学作为一门充满创造性和 Elegance 的数学分支的魅力。 为了达到这些目标,本书采用了以下教学方法: 概念先行,例证辅佐: 每个新概念的引入都伴随着直观的解释和具体的例子,帮助读者建立感性认识。 循序渐进,难度递增: 章节的安排力求逻辑连贯,习题的难度也从基础巩固到综合应用,逐步提升读者的能力。 深入探讨,拓展视野: 在介绍基本概念的同时,也适当提及一些前沿的理论和应用方向,激发读者的进一步探索兴趣。 丰富的习题集: 每章都配有大量的练习题,包括概念检验题、计算题和证明题,以及一些需要综合运用所学知识的挑战题。 谁适合阅读本书: 本书适合所有希望深入理解组合数学的读者,包括但不限于: 计算机科学专业的本科生和研究生,为算法设计、数据结构、理论计算机科学打下坚实基础。 数学专业的学生,作为组合数学课程的补充教材或自学读物。 对逻辑推理、抽象思维和问题解决感兴趣的任何人士。 需要将组合学方法应用于工程、统计、经济学等领域的研究者和从业人员。 通过对本书内容的学习,读者将能够熟练运用计数原理解决各种枚举问题,掌握图论的基本算法和核心概念,并初步了解代数结构在组合数学中的重要作用。本书将是一扇通往精彩纷呈的组合数学世界的绝佳门户。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书给我的感觉,如同在攀登一座结构宏伟的金字塔,每一步都需要精确的落脚点。它的内容组织极其有条理,从最基础的逻辑演算开始,层层递进,构建起一个逻辑严密的知识高塔。我尤其欣赏它在介绍代数结构,例如布尔代数时所展现出的清晰度和深度。很多其他教材对这部分往往一带而过,但这本书却将其视为一个重要的理论支柱进行详尽的剖析。对于那些希望彻底理解计算机底层如何基于逻辑和集合进行运算的读者来说,这本书提供了不可或缺的洞察力。它的习题设计也是教科书级别的,很多题目本身就蕴含着重要的数学见解,不仅仅是检验你是否掌握了知识点,更是引导你进行更高层次的抽象思维。阅读此书,你会深刻体会到离散数学作为现代科学基石的无可替代的地位。

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这本书的体量是相当可观的,初次接触可能会被它厚重的篇幅所震慑,但这正是其价值所在。它涵盖的广度令人惊叹,从集合论的奠基工作到高级的生成函数应用,几乎囊括了离散数学领域所有核心内容。我个人认为,这本书最出彩的地方在于它对“证明”艺术的细致阐述。作者似乎非常重视培养读者的严谨性,书中对于每一步推导的逻辑连接都处理得非常到位,很少出现跳跃性的思维过程,这对于培养严密的数学论证习惯至关重要。虽然在某些章节,比如概率论的离散部分,可能需要读者预先具备一些基础知识,但即便是这样,作者也提供了足够的背景回顾,确保读者能够顺利跟上。总而言之,这是一部可以伴随你职业生涯成长的参考书,你每次翻阅都会有新的领悟。

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这本书简直是数学爱好者的福音,尤其是对于那些对理论基础有深入追求的读者来说。我记得我第一次翻开它的时候,就被它那种清晰而又严谨的逻辑结构深深吸引了。它不仅仅是简单地罗列公式和定理,而是真正致力于构建一个完整的离散数学知识体系。比如,在处理图论的部分,作者的讲解方式极其巧妙,总是能将抽象的概念与实际生活中的问题紧密联系起来。我尤其欣赏它在组合数学和逻辑推理方面的深入探讨,这对于我后来学习算法设计和数据结构打下了极其坚实的基础。读完这部分内容,你会感觉自己仿佛经历了一次思维上的深度淬炼,不再满足于表面的理解,而是渴望挖掘每一个定义的深层含义。它不是一本可以囫囵吞枣的书,需要你投入足够的时间和精力去消化吸收,但一旦你坚持下来,你会发现你对整个计算机科学的底层逻辑都有了全新的认识。那种“茅塞顿开”的感觉,是其他任何教材都难以给予的。

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说实话,这本书的阅读体验是相当“硬核”的,但如果你愿意沉下心来,它会带给你无与伦比的智力回报。我尤其喜欢它在讲解数论和抽象代数基础时的那种循序渐进,毫不拖泥带水。它不会为了迎合初学者而牺牲内容的深度,相反,它要求读者主动去思考、去证明。我记得在学习初等数论那几章时,我对模运算和费马小定理的理解达到了一个前所未有的高度,这完全归功于作者提供的那些精妙的例子和挑战性的习题。这些习题不是简单的计算,而是对你逻辑思维能力的直接考验。每次攻克一个难题,那种成就感都是巨大的。这本书更像是一位严厉而又公正的导师,它不会给你标准答案,而是引导你去寻找属于自己的证明路径。对于那些准备未来从事理论研究或者对数学美感有极高要求的读者,这本书无疑是首选的经典之作。

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作为一名对算法复杂度有浓厚兴趣的工程师,我发现这本书在衔接理论与实践方面做得非常出色,尽管它本身是一本理论教材。它的离散结构分析能力,尤其是在讨论递归关系和不动点理论时,直接为理解动态规划和分治算法提供了坚实的数学框架。我特别欣赏作者在引入新概念时,总是先给出一些直观的动机,然后再进行形式化的定义和推导。这种“动机先行”的教学法,极大地缓解了抽象概念带来的阅读疲劳。举个例子,它在讲解关系与函数时,对于不同类型关系的性质(如等价关系、偏序关系)的区分和应用场景的描述,清晰到令人赞叹。这本书没有故作高深,而是用最精确的语言去描述最复杂的事物,这才是真正的大师手笔。

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