离散数学教案范本.docx
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1、离散数学教案课目: 第一章 命题逻辑 教师: 熊建英 学时: 12课时 教学提要一、教学对象(人数)学生:信息平安专业本科二年级学生50人二、教学目的(任务)各小结中学问点驾驭程度(* 理解;* 根本驾驭;*娴熟驾驭)学问点程度1.1命题及联接词(1)命题的概念、表示方法及根本分类*(2)五种联接词的逻辑关系*(3)复合命题符号化*(4)复合命题的真值推断*1.2 命题公式及其赋值(1)合式公式的概念、层次及不同的说明*(2)求公式的真值表的方法*(3)推断命题公式的类别:永真式、永假式、可满意式*(4)公式与真值表之间的关系*1.3 等值式(1)等值式的概念*(2)通过等值演算推断两个公式是
2、否等值*(3)通过真值表推断两个公式是否等值*1.4 析取范式与合取范式(1) 简洁析取与简洁合取的定义*(2) 析取范式与合取范式定义*(3) 大项与小项定义*(4) 主析取范式与主合取范式定义*(5) 利用等值演算与真值表求得主范式*1.5 推理理论与消解法(1)推理定义、规则*(2)推理证明的方法*(3)消解法*1.6 应用案例(1)命题逻辑应用领域*(2)典型应用案例*(3)编写程序求解困难命题*三、教学要求(一)学生:着重学问点的学习,主动思索,参加提问。(二)教官:严格纪律,严密组织、保持良好教学秩序,确保教学效果。四、教官分工主讲教师1名:负责教案编写,课堂的组织教学,教学总结编
3、写。五、本章重点1、利用联接词构造复合命题公式2、真值表的构建3、等值演算4、复合命题公式转化为主析取范式、主合取范式的方法5、推理证明六、本章难点1、利用命题公式演算、真值表进展等值推断和公式类型推断2、利用命题公式演算、真值表转化主析取范式、主合取范式3、将现实背景下的条件约束构造为命题公式七、教学方法采纳课堂教授,主要运用多媒体课件,局部内容及例题用黑板说明。八、课时安排1.1 命题及联接词2课时;1.2 命题公式及其赋值2课时;1.3 等值式2课时;1.4 析取范式与合取范式2课时;1.5 推理理论与消解法2课时;1.6 命题逻辑应用案例2课时;九、场地器材多媒体教室十、参考书目1、杨
4、圣洪、张英杰、陈义明:离散数学,科学出版社,2011年。2、屈婉玲、耿素云、张立昂:离散数学,高等教化出版社,2008年。3、屈婉玲、耿素云、张立昂:离散数学学习指导与习题解析,高等教化出版社,2008年。 教学进程1.1 命题及联接词(2课时)一、教学内容1、命题的概念表示与分类2、五种根本的联接词的逻辑关系3、复合命题的符号化4、复合命题的真值推断二、课程时间支配1、首先介绍本课程的性质,任务和教学支配,对学生明确提出教学上的要求(10分钟)2、介绍离散数学学科的开展历史(20分钟)3、命题与真值、命题的分类、简洁命题符号化(15分钟)4、联结词与复合命题(35分钟)5、本次课小结(10分
5、钟)三、教学施行(一)创设意境、导入课程 (10分钟) 目 的体会离散数学理论在现实生活中的应用、是计算机专业多门核心课程的根底,让学生明白“离散数学”课程作用和意义。1、从生活应用中理解逻辑推理作用,及离散数学学习意义;如:犯罪推理、电路设计、人事支配的最优方案、网络中最优途径等;(1)逻辑推理问题范例(PPT展示一个犯罪推理案例)(2)离散数学是一门可以对逻辑推理规律建立相应的符号运算系统,解决此类问题的科学。2、离散数学与其他专业课程的联络;(1) 涉及多门计算机专业中很多专业课程,如:编程语言、数据构造、操作系统、数据数据加密。通过事先理解“教学支配”中学生已经学过的专业课程,后面将着
6、重以计算机根底与C语言编程为例(2) 以C语言编程中算法、条件推断为例(3) 以计算机根底中逻辑运算为例总结:计算机在日常生活中的用处是特别大的,进一步说明该课程的任务和教学支配,对学生明确提出教学上的要求。(二)离散数学的开展史 (20分钟)1、利用多媒体向学生简要介绍离散数学学科的开展历史,理解离散数学的起源和一些重要的人物资料。2、介绍第一章命题逻辑的主要内容、及在生活中的应用、引发同学们对离散数学的爱好。(三)命题与真值、命题的分类、简洁命题符号化(15分钟)1、命题与联接词(1)数理逻辑探讨的中心问题是推理。(2)推理的前提和结论都是表达推断的陈述句。(3)表达推断的陈述句构成了推理
7、的根本单位。2、命题概念(1)称能推断真假而不是可真可假的陈述句为命题(2)作为命题的陈述句所表达得的推断结果称为命题的真值。(3)真值只取两个:真与假。真值为真的命题称为真命题。真值为假的命题称为假命题。说明:感慨句、疑问句、祈使句都不能称为命题。推断结果不唯一确定的陈述句不是命题。陈述句中的悖论不是命题。但如今不知道真假,将来有一天必定会知道真假的陈述句是命题。3、命题的表示(1)用小写英文字母p, q,r.,pi,qi,ri表示命题(2)用“1、T”表示真,用“0、F”表示假(3)不能被分解成更简洁的陈述句,称这样的命题为简洁命题或原子命题。(4)由简洁陈述句通过联结词而成的陈述句,称这
8、样的命题为复合命题。课堂练习:推断教材中的例1.1中语句是否是命题 目 的:检验学生是否学会如何推断命题(四)联结词与复合命题(35分钟)1、五种联结词(1)否认设P为命题,复合命题“非p”(或“p的否认”)称为p的否认式,记作p,符号称作否认联结词,并规定p为真当且仅当p为假。N 留意:否认之否认是确定,即p等价于p(2)合取设p,q为二命题,复合命题“p并且q(或“P与q”)称为p与q的合取式,记作pq,称作合取联结词,规定pq为真当且仅当P与q同时为真。N 运用合取联结词时要留意的两点: 描绘合取式的敏捷性与多样性。自然语言中的“既又”、“不但而且”、“虽然但是”、“一面一面”等联结词都
9、可以符号化为。 分清简洁命题与复合命题。不要见到“与”或“和”就运用联结词。(3)析取设p, q为二命题,复合命题“p或q”称作p与q的析取式,记作pq,称作析取联结词,并规定pq为假当且仅当p与q同时为假。自然语言中的“或”具有二义性,用它联结的命题有时具有相容性,有时具有排挤性,对应的联结词分别称为相容或和排挤或(排异或)。(4)蕴涵设p,q为二命题,复合命题“假如p,则q”称作p与q的蕴涵式,记作P-q,并称p是蕴涵式的前件,q为蕴涵式的后件,-称作蕴涵联结词,并规定p-q为假当且仅当P为真q为假。p-q的逻辑关系表示q是p的必要条件。q是p的必要条件有很多不同的叙述方式:只要p,就q;
10、因为p,所以q;p仅当q;只有q才p;除非q才p;除非q,否则非p。作为一种规定,当p为假时,无论q是真是假,p-q均为真。也就是说,只有p为真q为假这一种状况使得复合命题p-q为假,称为本质蕴含。从现实案例中理解范例1:爸爸的承诺为:假如儿子考上高校,爸爸就送IPAD我们只有在儿子考上高校,爸爸没送IPAD时,才能说爸爸的承诺无效,其他时候任何状况都不能否认承诺的有效性。 (5)等价设p,q为二命题,复合命题“p当且仅当q”称作p与q的等价式,记作pq,称作等价联结词,并规定pq为真当且仅当p与q同时为真或同时为假。2. 复合命题符号化通过范例理解如何将现实中的表达进展符号化范例:2 条件联
11、接爸爸的承诺为:假如儿子考上高校,爸爸就送IPAD用p表示儿子考上高校,q表示爸爸送IPAD,承诺可以表示为:p-q;N留意假如承诺为:只有儿子考上高校,爸爸才买IPAD; 这句话也说明当我们看见爸爸送了IPAD时,也可以推理出儿子考上了高校,即q-p;用一个表达式将p-q和q-p表达,则为pq。范例3 析取合取子题超过1.8不超过1.8男性女性超过1.6不超过1.6符号ppqsrr复合命题1:身超群过1.8米的男性:pq复合命题2:身超群过1.6米的女性:rs复合命题3:身超群过1.8米的男性或者身超群过1.6米的女性:(pq) (rs)课堂练习:复合命题4:身超群过1.8米的女性复合命题5
12、:身高不超过1.6米的男性复合命题6:身高不超过1.6米的女性并且身高不超过1.8米的男性; 目 的:检验学生是否学会利用连接词和命题符号构造复合命题2. 复合命题的真值推断通过范例理解命题真假范例4 析取、合取复合命题1:身超群过1.8米的男性:pq假如当前推断对象状态为身高为1.7米,男性,明显推断为假;即p=0,q=1,pq为01,结果为0;范例5 条件联接对于“假如儿子考上高校,爸爸就送IPAD”会出现4种状况:(1)假如儿子考上高校,爸爸送了IPAD,承诺有效,即p-q为真;(2)假如儿子考上高校,爸爸没买IPAD,承诺无效,即p-q为假;(3)假如儿子没考上高校,爸爸买或没买IPA
13、D,之前承诺本身都是有效的,即p-q为真;所以:只有p成立,q不成立,p-q为假。N留意假如承诺为:只有儿子考上高校,爸爸才买IPAD;那么: 儿子没考上高校,爸爸没买IPAD;遵守了承诺,即p-q为真1;儿子没考上高校,爸爸买了IPAD;违反了承诺,即p-q为假0;课堂练习:假如p=0,q=1;计算下面复合表达式的值;pq;pq;(pq)(pq);p-q;pq; 目 的:让学生驾驭各种联接词联接命题的值。(五)课堂小结 (10分钟)1、命题符号化2、熟记五种命题联结词及运用。3、命题符号化后求真值:一般地,规定的联结词优先依次为:( ),-,对于同一优先级的联结词,先出现者先运算。V易犯错误
14、:p-q真值表中,p为0时,q为0或1,p-q 为1不是0;pq为真时,与p-q不同,p为0时,q为0,pq为1,否则为0;J 解决方法:p-q理解p 不是q的唯一条件,p不成立,其他条件也可能使q成立;pq理解是p是q唯一条件,前提不成立,结论也不该成立;1.2命题公式及其赋值(2课时)一、教学内容1、合式公式的概念、层次、说明2、求公式的真值表3、命题公式的分类二、课程时间支配1、章节导入(5分钟)2、介绍与讲解合式公式(40分钟)3、讲解真值表(35分钟)4、本次课小结(10分钟)三、教学施行(一)章节导入(5分钟) 目 的推断一个合法的复合命题,通过真值表娴熟驾驭不同命题取值下计算复合
15、命题的值。(1)回忆初等数学中的加减乘除混合运算(2)混合运算式的书写规则,即合法性推断;如:5+*9-2为不合法表达式(3)联接词对应运算符号、变元为数字,引导出命题表达式也存在合法性问题;(4)由四则运算有最终结果去理解命题运算存在结果值;(二)合式公式(40分钟)1、根本概念:(1)简洁命题是命题逻辑中最根本的探讨单位,也称为命题常项或者命题常元。(2)将命题变项用联结词和圆括号按确定的逻辑关系联接起来的符号串叫作命题公式或者合式公式。2、定义(1)单个命题变项是合式公式,并称为:原子命题公式。(2)若A是合式公式,则A也是合式公式。(3)若A, B是合式公式,则(AB), ( AB),
16、 (A-B), (AB)也是合式公式。(4)只有有限次地运用(1)一(3)形成的符号串才是合式公式若A为合式公式,B是A的一局部,且B也是合式公式,则称B为A的子公式。N留意:(l)若公式A是单个的命题变项,则称A为0层公式;(2)称A是n+1层公式是指有以下几种情形之一的:(a) A=B,B是n层公式;(b) A=BC, B、C分别是i, j层公式,且m=max(i,j)(c) A=BC, B、C分别是i, j层公式,且m=max(i,j)(d) A=B-C, B、C分别是i, j层公式,且m=max(i,j)(e) A=BC, B、C分别是i, j层公式,且m=max(i,j)若公式A的层
17、次是k,则称A为k层公式。定义1. 8设pl,p2,pn,是出如今公式A中的全部命题变项,给pl,p2,pn各指定一个真值,称为对A的一个赋值或者说明。若设定的一组值使A的真值为1,则称这组值为成真赋值,反之则称为成假赋值。课堂练习:利用合式定义推断以下不是合式公式pq-;pq;(pq)(pq);p-q;pq; 目 的:推断复合命题公式的合法性(三)真值表(35分钟)1、定义将命题公式A在全部赋值下取值状况列成表,称作A的真值表。留意:含n个命题变项的公式共有2n个不同的赋值。2、构造步骤:(1)列出2个赋值,一般从0000开场直到1111完毕;(2)按从低到高的依次写出公式的各个层次;(3)
18、对应各个赋值计算出各个层次的值,直到计算出最终结果。3、定义设A为公式:(1)假如A在全部说明下取值均为真,则称A是永真式或重言式;(2)假如A在全部说明下取值均为假,则称A是永假式或冲突式;(3)假如至少存在一种说明使公式A取值为真,称A是可满意式。N留意:(1)可满意式的定义至少有一个为真;(2)重言式确定是可满意式,但是可满意不确定是重言式;(3)真值表最终一列推断公式的类型。& 例题讲解利用板书形式,逐步讲解过程,并进展以下引导讲解例题1.2.2,引导学生思索问题:s问题1. 3个变元时,真值表须要构造多少行?s问题2. 含有n个命题变项的全部公式与n个命题变项构成的全部真值表之间具有
19、什么样的关系1课后作业:课本P7 习题2,4,8;(四)课堂小结 (10分钟)1、合式公式、层次2、构造真值表3、推断命题公式的类别:永真式、永假式;V易犯错误:命题公式书写错误;J 解决方法: 参照C语言中单目、双目运算符记忆书写V易犯错误:真值表的行数确定错误;J 解决方法: 记住是2的n次方数,n为变元数量1.3 等值式(2课时)一、教学内容1、等值式定义2、等值式的两种判别方法3、等值演算的简洁应用二、教时支配1、章节导入(5分钟)2、等值式定义(15分钟)3、等值断定(45分钟)4、等值演算的应用(15分钟)5、本次课小结(10分钟)三、教学施行(一)章节导入(5分钟) 目 的推断两
20、个表达式是否是相等,或求表达式的值。我们同样在小学就学过计算式转化,如99*89等价于(100-1)*89、99*(10+2)=99*10+99*2等等,也就是一个计算式可以有很多表达形式,活在我们为了计算表达式值也会进展很多等价的转化。同理对于命题表达式来说,也可以依据我们的推断或求值的目的,采纳一些转化的方法,这种等价的转化后的表达式就和原来的是等值的,即等值式。本节须要利用像小学学过的交换律、安排律等把我们的命题公式进展等值转化,当然我们如今是高校,转化规律也会有所增加,但是有初等数学做根底,求命题等值式并不是一个完全生疏的问题。(二)等值式(15分钟)1、定义设A, B是两个命题公式,
21、若A, B构成的等价式AB为重言式,则称A, B是等值的,记作AB。N留意:AB与AB的区分根本等值式理解记忆原命题逆否命题;双条件等值式;双重否认;交换律;结合律;安排律;汲取律(多吃少);德摩根律;(三)等值断定(45分钟)1、真值表法N留意:(1)最终一列可以不写出,可以看两个公式的值是否一样(2)公式依据运算优先规则分层写出,熟识了可以简化(3)运用真值表应当娴熟根本逻辑联结词的真值状况。其中前者等值,后者不是等值的,这一也说明了,蕴含运算是不满意结合律的。2、等值演算法 (1)验证等值 (2)推断公式类型& 例题讲解利用板书形式,逐步讲解、完成推理,并进展以下引导(1)通过例题1.3
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