Giáo trình toán rời rạc

LỜI NÓI ĐẦU

Được sự động viên mạnh mẽ của các đồng nghiệp trong các Khoa Toán-Cơ-Tin học, Công nghệ Thông tin và Vật lý (Trường Đại học Khoa học-Đại học Huế), các Khoa Toán và Tin học (Trường Đại học Sư phạm-Đại học Huế) và đặc biệt do nhu cầu học tập của các sinh viên trong Đại học Huế ở các Khoa nói trên và các học viên cao học ngành Phương pháp giảng dạy Toán, chúng tôi mạnh dạn viết giáo trình Toán rời rạc trong khi trên thị trường sách có khá nhiều tài liệu liên quan đến Toán rời rạc. Điều mà chúng tôi mong muốn là các kiến thức của học phần này phải được đưa vào đầy đủ, cô đọng, chính xác, cập nhật, bám sát theo yêu cầu đào tạo sinh viên các ngành Công nghệ Thông tin, Toán-Tin, Vật lý-Tin và một số ngành kỹ thuật khác của các trường đại học và cao đẳng.
Với sự nổ lực hết mình của bản thân, chúng tôi thiết nghĩ đây sẽ là tài liệu tham khảo tốt cho các giáo viên giảng dạy học phần toán rời rạc, các học viên cao học ngành Phương pháp giảng dạy Toán, các thí sinh thi vào cao học ngành công nghệ thông tin, các sinh viên thuộc các ngành được đề cập ở trên và các học sinh thuộc khối chuyên Toán, chuyên Tin.
Nội dung của tài liệu này được bố trí trong 4 phần, không kể lời nói đầu, mục lục, tài liệu tham khảo và phần phụ lục:
-- Phần 1 được dành cho Chương I đề cập đến Thuật toán;
-- Phần 2 được dành cho Chương II nói đến bài toán đếm;
-- Phần 3, đây là phần chiếm nhiều trang nhất trong giáo trình, bàn về Lý thuyết đồ thị và các ứng dụng gồm 5 chương: Đồ thị, Đồ thị Euler và đồ thị Hamilton, Một số bài toán tối ưu trên đồ thị, Cây, Đồ thị phẳng và tô màu đồ thị;
-- Phần 4 được dành cho Chương 8, chương cuối cùng, đề cập đến Đại số Boole.
Trong mỗi chương, các chứng minh của các định lý, mệnh đề được trình bày chi tiết, ngoại trừ một số định lý có phần chứng minh quá phức tạp thì được chúng tôi bỏ qua. Trong các phần của mỗi chương có nhiều ví dụ cụ thể minh hoạ cho những khái niệm cũng như những kết quả của chúng. Cuối của mỗi chương là những bài tập được chọn lọc từ dễ đến khó, bám theo nội dung của chương đó.
Chúng tôi xin chân thành cám ơn các đồng nghiệp đã động viên và góp ý cho công việc viết giáo trình Toán rời rạc này và lời cám ơn đặc biệt xin dành cho Khoa Công nghệ Thông tin về sự giúp đỡ quý báu và tạo điều kiện thuận lợi cho việc xuất bản giáo trình này.
Tác giả mong nhận được sự chỉ giáo của các đồng nghiệp và độc giả về những thiếu sót khó tránh khỏi của cuốn sách.
Mùa Thu năm 2003
MỤC LỤC

Lời nói đầu 1
Mục lục 2
Chương I: Thuật toán 4
1.1. Khái niệm thuật toán 4
1.2. Thuật toán tìm kiếm 5
1.3. Độ phức tạp của thuật toán 7
1.4. Số nguyên và thuật toán 12
1.5. Thuật toán đệ quy 17
Bài tập Chương I 19
Chương II: Bài toán đếm 22
2.1. Cơ sở của phép đếm 22
2.2. Nguyên lý Dirichlet 25
2.3. Chỉnh hợp và tổ hợp suy rộng 28
2.4. Sinh các hoán vị và tổ hợp 30
2.5. Hệ thức truy hồi 32
2.6. Quan hệ chia để trị 34
Bài tập Chương II 35
Chương III: Đồ thị 37
3.1. Định nghĩa và thí dụ 37
3.2. Bậc của đỉnh 39
3.3. Những đơn đồ thị đặc biệt 41
3.4. Biểu diễn đồ thị bằng ma trận và sự đẳng cấu đồ thị 44
3.5. Các đồ thị mới từ đồ thị cũ 46
3.6. Tính liên thông 47
Bài tập Chương III 51
Chương IV: Đồ thị Euler và Đồ thị Hamilton 54
4.1. Đường đi Euler và đồ thị Euler 54
4.2. Đường đi Hamilton và đồ thị Hamilton 58
Bài tập Chương IV 64
Chương V: Một số bài toán tối ưu trên đồ thị 67
5.1. Đồ thị có trọng số và bài toán đường đi ngắn nhất 67
5.2. Bài toán luồng cực đại 72
5.3. Bài toán du lịch 79
Bài tập Chương V