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离散数学有多少公式

2025-05-13 09:49:27
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离散数学的公式数量庞大且涵盖多个领域,包括逻辑代数、集合论、图论、数论等。以下是主要领域的核心公式分类整理:

一、逻辑代数基础

基本运算定律

- 交换律:

$A land B leftrightarrow B land A$

- 结合律:$(A land B) lor C leftrightarrow A land (B lor C)$

- 分配律:$A land (B lor C) leftrightarrow (A land B) lor (A land C)$

- 德摩根定律:$(A lor B)' leftrightarrow A' land B'$,$(A land B)' leftrightarrow A' lor B'$

- 吸收律:$A lor (A land B) leftrightarrow A$,$A land (A lor B) leftrightarrow A$

- 零律:$A lor 0 leftrightarrow A$,$A land 1 leftrightarrow A$

- 同一律:$A lor A leftrightarrow A$,$A land A leftrightarrow A$

- 矛盾律:$A lor neg A leftrightarrow 1$,$A land neg A leftrightarrow 0$

- 排中律:$A lor neg A leftrightarrow 1$

等价式

- 双重否定:

$neg neg A leftrightarrow A$

- 蕴涵:$A rightarrow B leftrightarrow neg A lor B$

- 假言推理:$A rightarrow (B rightarrow C) leftrightarrow (A land B) rightarrow C$

二、集合论基础

运算定律

- 并集:

$A cup (B cup C) = (A cup B) cup C$

- 交集:$A cap (B cap C) = (A cap B) cap C$

- 差集:$A - B = A cap B'$

- 笛卡尔积:$A times B = {(a, b) mid a in A, b in B}$

基数公式

- 子集:

$|A subseteq B| = 2^{|A| - |B|}$

- 幂集:$|P(A)| = 2^{|A|}$

三、图论基础

欧拉公式:

$v - e + f = 2$(连通无向图,$v$为顶点数,$e$为边数,$f$为面数)

连通性判定:

- 无向图:$k cdot (n - 1) leq e$($k geq 2$)

- 有向图:$k cdot (n - 1) leq e$(强连通图)

四、数论基础

费马小定理:

若$p$是质数,$a$是整数且$a$与$p$互质,则$a^{p-1} equiv 1 (text{mod} p)$

同余式:

$a equiv b (text{mod} m) leftrightarrow a - b equiv 0 (text{mod} m)$

五、其他重要公式

排列组合:

排列数:$nPr = frac{n!}{(n-r)!}$

组合数:$nCr = frac{n!}{r!(n-r)!}$

二项式定理:$(a + b)^n = sum_{k=0}^n C(n, k) a^k b^{n-k}$

逻辑等价式:

$A lor neg B equiv neg(A land B)$(德摩根定律)

$A rightarrow B equiv neg A lor B$(蕴涵)

总结

离散数学的公式数量因研究领域不同而差异较大,上述内容仅涵盖核心基础部分。实际应用中,还需结合具体问题选择适用公式。若需深入学习,建议参考专业教材(如《离散数学及其