《离散数学》术语、符号、概念速查

《离散数学》术语、符号、概念速查

3207字16分钟

《离散数学》课程中符号繁多、术语晦涩,这里整理了一些常用的符号、概念定律,做个人复习使用,仅供参考,欢迎补充。

“解释”仅作为辅助记忆的个人理解,并非严格的数学定义,具体请参考ppt和教材。

复习时请一定要回归定义。

目录

集合

基本

符号/概念含义解释
𝐴集合
card(𝐴),|𝐴|集合的基数集合中元素的个数
𝑃(𝐴)幂集所有子集构成的集合
𝐴∩𝐵交
𝐴∪𝐵并
𝐴⊕𝐵对称差
∼𝐴,̅𝐴补集
⋂𝐴广义交A子集的交集
⋃𝐴广义并A子集的并集

二元关系

基础

符号含义解释
⟨𝑥,𝑦⟩有序对/序偶
𝑅关系{⟨𝑥,𝑦⟩∣𝑥∈𝐴,𝑦∈𝐵}
𝐴×𝐵笛卡尔积{⟨𝑥,𝑦⟩}
𝐴1×𝐴2×…×𝐴𝑛笛卡尔积{⟨𝑥1,𝑥2,…,𝑥𝑛⟩}
𝜙空关系
𝐴×𝐵全域关系
𝐼𝐴恒等关系{⟨𝑥,𝑥⟩∣𝑥∈𝐴}
Dom𝑅定义域{𝑥}
Ran𝑅值域{𝑦}
Fld𝑅域Dom𝑅∪Ran𝑅
𝑅−1逆{⟨𝑦,𝑥⟩}
𝑅∘𝑆复合{⟨𝑥,𝑦⟩}∘{⟨𝑦,𝑧⟩}={⟨𝑥,𝑧⟩}
𝑅𝑛复合𝑅和自己复合𝑛次
𝑅∣𝐴𝑅在𝐴上的限制𝑅中以𝐴为定义域的关系
𝑅[𝐴]𝐴在𝑅下的像Ran(𝑅∣𝐴); 定义域𝐴对应的值域
𝐼𝐴⊆𝑅自反性包含恒等关系
𝑅∪𝐼𝐴=⌀反自反性不包含⟨𝑥,𝑥⟩
𝑅=𝑅−1对称性
𝑅∩𝑅−1⊆𝐼𝐴反对称性有⟨𝑥,𝑦⟩则无⟨𝑦,𝑥⟩
𝑅=𝑅−1对称性
𝑅∩𝑅−1⊆𝐼𝐴反对称性有⟨𝑥,𝑦⟩则无⟨𝑦,𝑥⟩ (并非不对称)
𝑅∘𝑅⊆𝑅传递性
Tip

不自反≠反自反

不对称≠反对称

偏序关系、等价关系、闭包

符号/概念含义解释
偏序关系
𝑅1⪯𝑅2偏序关系; <𝑥,𝑦>∈⪯即𝑥和𝑦可以比大小
y覆盖x即𝑥和𝑦之间没有中间值
B是A上的链𝐵⊆𝐴 且任意𝑥,𝑦∈𝐵均可比(科比)
B是A上的反链𝐵⊆𝐴 且任意𝑥,𝑦∈𝐵均不可比
极小元、极大元、最小元、最大元字面意思
等价关系
等价关系R是A上的等价关系,R是自反、对称、传递的和三角形等价类比
[𝑥]𝑅,[𝑥],̅𝑥𝑥关于𝑅的等价类和𝑥等价的元素的集合
𝐴∣𝑅A关于R的商集𝐴中所有𝑅等价类的并集
划分把A不重不漏地分割成若干子集(细细切做臊子),得到的集合
闭包
𝑟(𝑅)𝑅的自反闭包包含R的最小自反关系,𝑅∪𝑅0
𝑠(𝑅)𝑅的对称闭包包含R的最小对称关系,𝑅∪𝑅−1
𝑡(𝑅)𝑅的传递闭包包含R的最小传递关系,𝑅∪𝑅1∪𝑅2∪..

函数

符号/概念含义解释
𝐹函数𝐹为单射的二元关系
𝑥𝐹𝑦𝑦为𝐹在𝑥的值
像
𝐴1在𝐹下的像
𝐴1对应的值域
完全原像
𝐵1在𝐹下的完全原像
𝐵1对应的定义域
满射ran(𝑓)=𝐵
任意𝑦∈𝐵都有𝑥∈𝐴使得𝑦=𝐹(𝑥)
单射任意𝑦∈𝐵都有 唯一 𝑥∈𝐴使得𝑦=𝐹(𝑥)
双射既满射又单射
一一对应
常函数、恒等函数
(严格)单调递增(递减)函数
复合
𝐹∘𝐺
𝐺(𝐹(𝑥))(注意顺序)
反函数
𝐹−1

基数

符号/概念含义解释
𝐴≈𝐵等势存在𝐴到𝐵的双射函数
𝐴和𝐵能一一对应
𝐴⪯·𝐵优势存在𝐴到𝐵的单射函数
𝐴≺·𝐵真优势优势且不等势
𝑎+后继𝑎∪{𝑎}
𝑎的下一个数
有穷与某个自然数等价
card(𝐴)
|𝐴|
基数和𝐴等势的自然数
ℵ0𝑁的基数
ℵ𝑅的基数
可数card(𝐴)≤ℵ0

图论

图的基本概念

基本概念

符号/概念含义解释
基本概念
𝐴&𝐵无序积{{𝑎,𝑏}∣𝑎∈𝐴∧𝑏∈𝐵}
𝑉,𝑉(𝐺)顶点(Vertex) 集
𝐸,𝐸(𝐺)边(Edge) 集
𝑣𝑖,𝑒𝑖顶点、边
𝑛,𝑚顶点数、边数
𝐺图(Graph)
𝐷有向图(Digraph)
𝑑𝐺(𝑣)度𝑣的邻边次数和(自环算2)
𝑑+𝐷(𝑣)出度𝑣的邻接出边次数
𝑑−𝐷(𝑣)入度𝑣的邻接入边次数
𝛿(𝐺)图的最小度
Δ(𝐺)图的最大度
悬挂点度为1的顶点
𝑁𝐺(𝑣); 𝑁𝐷(𝑣)𝑣的邻域
̅𝑁𝐺(𝑣); ̅𝑁𝐷(𝑣)𝑣的闭邻域𝑁(𝑣)∪{𝑣}
𝐼𝐺(𝑣)𝑣的关联集与𝑣相连的边集合
Γ+𝐷(𝑣)𝑣的后继元素和自然数的后继一样用的加号
Γ−𝐷(𝑣)𝑣的先驱元素
关联自环关联次数为2,其他为1
重数𝑣到𝑤边的个数
零图无边的图
简单图无自环、无平行边的图
多重图边有重数的图
子图图的一部分
生成子图包含母图所有点的子图
𝐺[𝑉1]𝑉1的导出子图𝑉1及𝑉1之间边构成的的子图
𝐺[𝐸1]𝐸1的导出子图𝐸1及𝐸1关联顶点构成的的子图
图化给出顶点的度数,构造图
𝐺1≅𝐺2同构形状一样
无向完全图任意两顶点间都有边
有向完全图任意两顶点间有来有回
竞赛图任意两顶点间有且仅有一条边
通路与回路
Γ通路连接始点和终点的路径
是顶点和边的交替序列
回路闭合通路
简单路径、简单回路路径中边不重
初级路径、初级回路路径中点、边不重
(初级比简单更低级)
复杂路径、复杂回路路径中边重复
(点可重)
长度通路中边的数目
短程线最短通路
𝑑(𝑢,𝑣)𝑢到𝑣距离短程线长度
连通
𝑢∼𝑣𝑢与𝑣连通无向图中𝑢,𝑣之间有通路
点和自己连通
连通分支连通关系的等价类
𝑝(𝐺)连通分支数
点割集删去后破坏连通性的点集
边割集删去后破坏连通性的边集
极小点割集、边割集刚好能破坏连通性
极小≠最小
割点删去后破坏连通性的点
割边;桥删去后破坏连通性的边
𝜅(𝐺)点连通度最小点割集大小
𝜆(𝐺)边连通度最小边割集大小
𝑣𝑖→𝑣𝑗𝑣𝑖可达𝑣𝑗有向图中𝑢到𝑣存在通路
𝑣𝑖↔︎𝑣𝑗𝑣𝑖,𝑣𝑗相互可达有向图中𝑢,𝑣间存在通路
(弱)连通图有向图的基图是连通图
单向连通图有向图任意两点间有通路
(双向也算单向连通)
强连通图有向图任意两点相互可达
<𝑉1,𝑉2,𝐸>二部图𝐺的每条边两个端点分属于𝑉1,𝑉2
𝑉1,𝑉2互补顶点子集
𝐾𝑟,𝑠完全二部图𝑉1与𝑉2所有点相邻
零图是二部图
Tip

对所有概念:

  • 简单:边不重
  • 初级:点不重
  • 复杂:边重
  • +:指出
  • −:指入
  • 闭:包含自己
  • 开:不包含自己
  • 真:不和自己相等

图的矩阵表示

符号/概念含义解释
𝑀(𝐺)𝐺的关联矩阵𝑚𝑖𝑗=𝑣𝑖与𝑒𝑗关联次数
𝑀(𝐷)𝐷的关联矩阵始点为1,终点为-1,不关联为0
𝐴(𝐷)𝐷的邻接(Adjacent)矩阵𝑚𝑖𝑗=𝑣𝑖到𝑣𝑗边数
𝑃(𝐷)𝐷的可达矩阵𝑚𝑖𝑗=𝑣𝑖可达𝑣𝑗
Tip
矩阵关系
关联𝑣→𝑒
邻接𝑣→𝑣
可达𝑣→𝑣

图的运算

符号/概念含义解释
𝐺1∪𝐺2𝐺1,𝐺2的并图都是先对边做集合运算,再把关联点加进去
𝐺1−𝐺2𝐺1,𝐺2的差图
𝐺1∩𝐺2𝐺1,𝐺2的交图
𝐺1⊕𝐺2𝐺1,𝐺2的环合

欧拉图与哈密顿图

符号/概念含义解释
欧拉通路经过所有边恰一次的通路
欧拉回路经过所有边恰一次的回路
哈密顿图具有哈密顿回路的图
半哈密顿图具有哈密顿通路但无哈密顿回路的图
哈密顿通路经过所有顶点恰一次的通路
哈密顿回路经过所有顶点恰一次的回路
带权图边有权值的图
Tip

平凡图是欧拉图和哈密顿图

树

树的形心和中心

符号/概念含义解释
𝑇树(Tree)连通无回路的无向图
树叶1度的顶点
分支点非树叶的顶点
𝑒(𝑣)树的顶点的离心率其他点到𝑣的最大距离
𝑟(𝐺)树的半径最小离心率
树的直径最大离心率
树的中心点离心率等于半径的顶点
树的中心中心点的集合
顶点的分支把这个顶点拿掉,剩下的连通分支
顶点的度数分支的数目(和图的度数一样)
顶点的权分支中边的最大数目
顶点的形心点权最小的顶点,同时也是度数最大的点
顶点的形心形心点的集合

生成树

符号/概念含义解释
生成树𝑇是𝐺的生成子图且是树
弦不在生成树上的边
余树弦组成集合的导出子图(余树非树)
𝐺\𝑒收缩把𝑒的端点重合(两头捏在一起)后形成的图
𝜏(𝐺)生成树棵数
基本回路生成树加入一个弦后产生的回路
基本回路系统所有弦对应基本回路的集合
𝜉(𝐺)圈秩基本回路的个数,𝑚−𝑛+1
基本割集由一个树枝和许多弦构成的割集
基本割集系统所有树枝对应基本割集的集合
𝜂(𝐺)割集秩基本割集的个数,𝑛−1
根树
根树一个顶点入度为0,其余为1的有向树
和数据结构里的一样
树根、内点、树叶
分支点树根和内点
层数树根到𝑣的通路长度
树高树的最大层数
𝑟叉正则树每个分支点恰好有𝑟条边的树
𝑟叉完全正则树树叶层数相同的𝑟叉正则树
最优二叉树边权和最小的二叉树
Tip

层数从0开始,树根的层数为0

平面图

符号/概念含义解释
平面嵌入
面
𝑅0内部面
𝑅1外部面
deg(𝑅𝑖)面的次数
Φ面数
极大平面图再加边就不能平面嵌入
同胚消去、增加二度点后同构
块图没有割点的连通图
𝐺的块𝐺的“极小的”子块图
基础简单图去掉自环和平行边形成的图
对偶图面→点,点→面
自对偶图对偶图和自己同构

支配集、覆盖集、独立集和匹配

符号含义解释
支配集剩下点均与支配集中的点相连
点覆盖集能覆盖所有边的点集
点独立集不相邻的点的集
边覆盖集能覆盖所有点的边集
𝑀匹配;边独立集不相邻的边的集
𝛾0支配数
𝛼0点覆盖数
𝛽0点独立数
𝛼1边覆盖数
𝛽1匹配数
饱和点𝑀中有边与之关联
非饱和点𝑀中没有边与之关联
完美匹配𝑀与所有点关联
交错路径在𝑀与𝐺−𝑀中交替取点形成的路径
可增广交错路径起、重点_都是_非饱和点的交错路径
完备匹配二部图中有一个点集都是𝑀的饱和点
符号含义解释
支配集剩下点均与支配集中的点相连
点覆盖集能覆盖所有边的点集
点独立集不相邻的点的集
边覆盖集能覆盖所有点的边集
匹配;边独立集𝑀不相邻的边的集
支配数𝛾0
点覆盖数𝛼0
点独立数𝛽0
边覆盖数𝛼1
匹配数𝛽1
饱和点𝑀中有边与之关联
非饱和点𝑀中没有边与之关联
完美匹配𝑀与所有点关联
交错路径在𝑀与𝐺−𝑀中交替取点形成的路径
可增广交错路径起、重点_都是_非饱和点的交错路径
完备匹配二部图中有一个点集都是𝑀的饱和点

𝑉∗、𝐸∗可能有多重含义,具体看上下文,可能指支配集、独立集等。

顶点着色

符号/概念含义解释
地图
国家
两国家相邻有公共边(点不算)
面着色
𝑘−面可着色
𝜒∗(𝐺)面色数
𝑘色图
Δ2(𝐺)次大度有更大度邻居的点里度数最大的(并非次大)

点着色≅面着色

边着色

符号/概念含义解释
正常边着色邻边不同色
𝜒∗(𝐺)边色数
因子至少含𝐺一条边的生成子图
因子分解把𝐺分解边不重因子之并
𝑘因子𝐺的𝑘度正则因子