1、课程定位
离散数学是疾风计划第一阶段的基础课之一,主要用来补齐计算机专业后续课程需要的数学表达能力。它不只是背定义,而是训练四件事:把问题写成集合语言,把对象之间的联系写成关系和函数,把结构抽象成图或代数系统,把计数和推理过程写成可检查的证明。
| 项目 |
内容 |
| 课程 |
离散数学 |
| 资料来源 |
北大公开课为主,清华资料与 Auto_Tutor 整理资料作补充 |
| 授课教师 |
刘田、屈婉玲、王捍贫、马昱春 |
| 学习定位 |
专业基础课,服务数据结构、算法、数据库、编译原理、网络安全和后续证明类复盘 |
| 笔记范围 |
0101~0124,对应 Chap 1 到 Chap 24 |
这组笔记已经按章节拆开,0100 只作为总目录。后续复盘时从这里进入对应章节,避免总览页和逐章页混在一起。
2、学习主线
| 部分 |
章节 |
核心问题 |
后续连接 |
| 集合论基础 |
Chap 1-5 |
如何用集合、关系、函数和自然数描述离散对象 |
数据结构、数据库关系模型、算法证明 |
| 图论 |
Chap 6-13 |
如何用顶点和边描述连接、路径、匹配、着色和优化问题 |
图算法、网络拓扑、调度与路径问题 |
| 代数结构 |
Chap 14-18 |
集合上定义运算后,会形成怎样的抽象结构 |
密码学、编码理论、形式化结构 |
| 组合数学 |
Chap 19-22 |
如何计数、递推、处理对称性和包含排斥 |
算法分析、概率统计、数学建模 |
| 数理逻辑 |
Chap 23-24 |
如何形式化命题、谓词、推理、证明和语义 |
编译原理、程序验证、形式化方法 |
3、章节索引
3.1 集合论基础
| 编号 |
Chap |
主题 |
复盘重点 |
笔记 |
| 0101 |
1 |
集合论课程引言、预备知识与集合基本概念 |
命题逻辑、一阶谓词逻辑、集合运算、集合恒等式 |
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| 0102 |
2 |
关系、有序对、闭包、等价关系与序关系 |
关系性质、关系矩阵、闭包、等价类、偏序和哈斯图 |
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| 0103 |
3 |
函数与集合论习题课 |
函数、单射、满射、双射、复合、反函数和集合论综合题 |
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| 0104 |
4 |
自然数的定义与性质 |
Peano 系统、后继、归纳法、递归定义、自然数运算 |
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| 0105 |
5 |
等势、基数、序数与集合论公理 |
双射、Cantor 定理、可数集、基数比较、ZFC 公理 |
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3.2 图论
| 编号 |
Chap |
主题 |
复盘重点 |
笔记 |
| 0106 |
6 |
图的基本概念、通路回路与连通性 |
度数列、握手定理、连通性、点割集、边割集、Menger 定理 |
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| 0107 |
7 |
欧拉图与哈密顿图 |
欧拉判定、Fleury 算法、哈密顿必要条件、Ore 与 Dirac 定理 |
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| 0108 |
8 |
树 |
树的等价定义、树叶、生成树、基本回路、基本割集、Cayley 公式 |
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| 0109 |
9 |
图的矩阵表示 |
关联矩阵、邻接矩阵、矩阵幂通路计数、可达矩阵、连通矩阵 |
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| 0110 |
10 |
平面图 |
欧拉公式、极大平面图、非平面判定、Kuratowski 定理、对偶图 |
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| 0111 |
11 |
图着色 |
点着色、色多项式、平面图着色、面着色、边着色 |
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| 0112 |
12 |
支配、覆盖、独立与匹配 |
支配集、点覆盖、点独立、边覆盖、匹配、Hall 定理 |
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| 0113 |
13 |
图论应用、习题课与课程总结 |
中国邮递员问题、货郎担问题、近似算法、图论综合题 |
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3.3 代数结构
| 编号 |
Chap |
主题 |
复盘重点 |
笔记 |
| 0114 |
14 |
代数结构基础:二元运算、代数系统与同态 |
封闭性、运算性质、子代数、积代数、同态、同构、商代数 |
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| 0115 |
15 |
半群与独异点 |
半群、独异点、单位元、子半群、生成子半群、同态 |
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| 0116 |
16 |
群论基础 |
群、子群、循环群、置换群、陪集、正规子群、商群、群同态 |
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| 0117 |
17 |
环与域 |
环、整环、域、零因子、理想、商环、环同态、有限域 |
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| 0118 |
18 |
格与布尔代数 |
格、模格、分配格、有补格、布尔代数、理想、格同态 |
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3.4 组合数学
| 编号 |
Chap |
主题 |
复盘重点 |
笔记 |
| 0119 |
19 |
组合数学引言、鸽巢原理与 Ramsey 定理 |
一一对应、归纳、鸽巢原理、Ramsey 数、相异代表系 |
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| 0120 |
20 |
计数原则、排列组合与组合恒等式 |
加法/乘法法则、排列组合、多重集、二项式定理、非降路径 |
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| 0121 |
21 |
递推方程与生成函数 |
常系数递推、普通生成函数、指数生成函数、Catalan 数、Stirling 数 |
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| 0122 |
22 |
包含排斥、Burnside 引理与 Polya 定理 |
包含排斥、错位排列、棋盘多项式、Burnside、Polya、轮换指数 |
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3.5 数理逻辑
| 编号 |
Chap |
主题 |
复盘重点 |
笔记 |
| 0123 |
23 |
命题逻辑 |
联结词、真值表、完全集、自然推演 N、形式系统 P、范式、可靠性 |
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| 0124 |
24 |
一阶谓词逻辑 |
项、公式、自由变元、NL、KL、解释与赋值、可靠性和完备性 |
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4、复盘顺序
| 场景 |
建议顺序 |
| 快速补基础 |
0101 -> 0102 -> 0103 -> 0106 -> 0108 -> 0119 -> 0120 -> 0123 |
| 数据结构前置 |
0106 -> 0107 -> 0108 -> 0109 -> 0110 -> 0111 -> 0112 -> 0113 |
| 考研数学表达 |
0101 -> 0102 -> 0103 -> 0104 -> 0105 -> 0119 -> 0120 -> 0121 -> 0122 |
| 网络安全/密码学方向 |
0114 -> 0115 -> 0116 -> 0117 -> 0118 -> 0123 -> 0124 |
| 证明能力训练 |
每章先看“核心概念”,再做“习题与答案”,最后对照“复盘清单”查缺口 |
5、颜色标注规则
| 颜色 |
用法 |
| 粉色 |
主线必掌握、考试或复盘优先级最高的结论 |
| 蓝色 |
核心概念、术语、定义名 |
| 橙色 |
易错边界、定义适用条件、容易混淆的地方 |
| 绿色 |
解释、类比、和后续课程的连接 |
6、整理口径
每章保留同一套结构:学习目标、知识主线、核心概念、易错点、习题与答案、复盘清单。习题不只列题目,而是尽量补出答案和思路;如果原始资料里的公式或图片不完整,后续复盘时再对照课件或截图校正。
这门课后面会经常回看,尤其是图论、组合数学和逻辑部分。先不用追求一次背完,重点是让每一章都能快速定位到“定义是什么、常见题怎么做、容易错在哪里”。