等价关系与偏序关系
等价关系与偏序关系复习题答案

第5章 等价关系与偏序关系一、选择题(每题3分)1、设Z 为整数集,下面哪个序偶不够成偏序集( A )A 、)(,小于关系:<><<ZB 、)(,小于等于关系:≤>≤<ZC 、,()ZD D <>关系:整除 D 、,()Z M M <>关系:整倍数2、序偶(),A ρ<>⊆必为( B )A 、非偏序集B 、偏序集C 、线序集D 、良序集3、设≤小于等于关系:Z 为整数集,下面哪个序偶能够成良序集( D )A 、,()R R +<>≤:正实数集 B 、,()Q Q ++<≤>有理数集:正 C 、,()Z Z ++<≤>整数集:正 D 、,()N N <≤>:自然数集4、设{,{1},{1,3},{1,2,3}}A =∅,则A 上包含关系“⊆”的哈斯图为( C )5、集合{ 1, 2, 3,4 }A =上的偏序关系图为则它的哈斯图为( A )6、某人有三个儿子,组成集合123{ , , }A S S S =,则在A 上的兄弟关系一定不是( D )A 、偏序关系B 、线序关系C 、良序关系D 、等价关系7、有一个人群集合12{ , ,, }n A P P P =,则在A 上的同事关系一定是( D ) A 、偏序关系 B 、线序关系 C 、良序关系 D 、等价关系8、设A 为非空集合,则下列A 上的二元关系中为等价关系的是( D )A 、空关系B 、全域关系C 、恒等关系D 、上述关系都是9、设{ 1, 2, 3 }A =,则A 上不同等价关系的个数为( C )A 、3B 、4C 、5D 、610、设{ 1, 2, 3, 4 }A =,则A 上不同等价关系的个数为( C )A 、13B 、14C 、15D 、16注:除了等价关系可以对空集定义,而划分不能外,等价关系与划分是相同概念的不同描述.11、设{ 1, 2 }S =,“•”为S 中元素的普通乘法,定义S S ⨯上的等价关系 {,,, | ,,,,}R a b c d a b S S c d S S a d b c =<<><>><>∈⨯<>∈⨯•=•, 则由R 产生的S S ⨯上一个划分的分块数为( D )A 、1B 、2C 、3D 、4提示:记12341,1,1,2,2,1,2,2a a a a =<>=<>=<>=<>,则由R 的关系图易知1234{{},{},{},{}}S S a a a a ⨯=.12、设} 3 ,2 ,1 {=S ,“+”为S 中元素的普通乘法,定义S S ⨯上的等价关系},,,, | ,,,{c b d a S S d c S S b a d c b a R +=+⨯>∈<⨯>∈<><><<=,则由R 产生的S S ⨯上一个划分的分块数为( C )A 、3B 、5C 、7D 、9提示:因a d b c +=+,则a b c d -=-因2,1,0,1,2a b -=--,则等价关系R 产生的S S ⨯上一个划分的分块数为5.二、填充题(每题4分)1、设{ , , , }A a b c d =,其上偏序关系R 的哈斯图为则R = {,,,,,,,,,}A a b a c a d b d c d I <><><><><>.2、设{ , , ,,,, }A a b c d e f g =,偏序集,A R <>的哈斯图为a b c de fg, 则R = {,,,,,,,,,,,,,}A a b a c a d a e a f d f e f I <><><><><><><>.3、偏序集({,}),a b ρ<⊆>的Hass 图为4、对于{ 1,2,3,4,6,8,12,24 }A =,则偏序集,A <>整除关系的哈斯图为1234681224.5、设{ 1,2,3,4,6,8,12,24 }A =,“≤”为A 上整除关系,则偏序集,A <≤>的极小元为1,最小元为1,极大元为24、最大元为24.6、设{ 2,3,4,6,8,12 }A =,“≤”为A 上整除关系,则偏序集,A <≤>的极小元为2,3,最小元为无,极大元为8,12,最大元为无,既非极小元也非极大元的是4,6.7、设},,{c b a A =考虑下列子集}},{},,{{1c b b a S =,}},{},,{},{{2c a b a a S =,}},{},{{3c b a S =,}},,{{4c b a S =,}}{},{},{{5c b a S =,}},{},{{6c a a S = 则A 的覆盖有12345,,,,S S S S S ,A 的划分有345S S S ,,.8、设{ 1, 2, 3,4 }A =,{{1},{2,3},{4}}S =为A 的一个分划,则由S 导出的等价关系为 R = {1,1,2,2,2,3,3,2,3,3,4,4}<><><><><><>.提示:R =({1}{1})({2,3}{2,3})({4}{4})⨯⨯⨯.9、非空正整数子集A 上的模k 等价关系R 的秩为k ,/A R ={[0],[1],,[1]}k k k k -.{}b a ,{}a {}b Φ三、问答题(每题6分)1、试比较偏序集合、线序集合与良序集合.答:若集合A 上的二元关系R 是自反的,反对称的和传递的,称序偶,A R <>为偏序集; 偏序集中的各元素并非都能比较,若都能比较,偏序集成为线序集;在线序集中,若A 的任一非空子集都有一最小元素,则线序集成为良序集.2、设||5A =,R 是A 的等价关系,由R 诱导的A 的划分块数为3,则不同的R 有多少种? 答:一个集合上的等价关系数目与该集合的划分数目是一致的,因而,该题只需求出将5个元素的集合分成3份的划分种数即可.如果3份中元素个数分别为3,1,1,则共有35C 种,如果3份中元素个数分别为2,2,1,则共有25C 种,因此,A 上秩为3的等价关系共有35C +2520C =. 3、设A 是实数集合,试判断{,3}R x y x A y A x y =<>∈∧∈∧-=是A 上的偏序关系吗?等价关系吗?为什么?答:都不是;因 ∀x ∈A ,x -x =0≠2,所以<x ,x >∉R ,R 不是自反的.四、画图填表题(每题10分)1、设{ , , ,,}A a b c d e =上的关系R = {,}A c d I <>,画出偏序集,A R <>的哈斯图, 列表给出A 的子集123{ ,, ,,},{ ,},{,,}B a b c d e B c d B c d e ===的极大元、极小元、最大元、最小元、上界、下界、上确界和下确界.解:哈斯图如图4.44所示:其子集,1,2,3i B i =上的各种特殊元素如下表所示,极大元 极小元 最大元 最小元 上界 下界 上确界 下确界 B 1a ,b ,d ,e a ,b ,c ,e 无 无 无 无 无 无 B 2d c d c d c d c B 3 d ,e c ,e无 无 无 无 无 无 2、设{ , , }A a b c =的幂集()A ρ上的关系⊆= {,()()}x y x A y A x y ρρ<>∈∧∈∧⊆, 画出偏序集(),A ρ<⊆>哈斯图,列表给出()A ρ子1{ ,{},{}}B a b =∅2,{{},{}}B a c =,3{{,},{,,}}B a c a b c =的极大元、极小元、最大元、最小元、上界、下界、上确界和下确界. 解:哈斯图如图4.45所示:其子集,1,2,3i B i =上的各种特殊元素如下表所示,极大元 极小元 最大元 最小元 上界 下界 上确界 下确界 B 1⎨a ⎬,⎨b ⎬ ∅ 无 ∅ ⎨a ,b ,c ⎬, ⎨a ,b ⎬ ∅ ⎨a ,b ⎬ ∅ B 2⎨a ⎬,⎨c ⎬ ⎨a ⎬,⎨c ⎬ 无 无 ⎨a ,b ,c ⎬, ⎨a ,c ⎬ ∅ ⎨a ,c ⎬ ∅ B 3 ⎨a ,b ,c ⎬ ⎨a ,c ⎬ ⎨a ,b ,c ⎬ ⎨a ,c ⎬ ⎨a ,b ,c ⎬ ⎨a ,c ⎬ ⎨a ,b ,c ⎬ ⎨a ,c ⎬3、试填出{1,2,3,4,5}A =上的等价关系R ,其产生划分/{{1,2},{3},{4,5}}A R =,并画出关系图. 解:{1,2}{1,2}{3}{3}{4,5}{4,5}R =⨯⨯⨯其关系图为:六、证明题(每题10分)1、设R 是A 上的二元关系,如果R 是传递的和反自反的,称R 是A 上的拟序关系, 证明:如果R 是A 上的拟序关系,则()A r R R I =是A 上的偏序关系.证明:(1)因()A A r R R I I =⊇,有()r R 是自反的;(2)设,(),x y r R <>∈而x y ≠,则,,x y R <>∈若,,y x R <>∈由R 的传递性,知,,x x R <>∈与R 的反自反性矛盾,则,,y x R <>∉又,,A y x I <>∉有,()A y x R I r R <>∉=,于是有()r R 是反对称的;(3)由R 的传递性,知R R R ⊆,因()()()()(())(())A A A A A r R r R R I R I R I R R I I ==(()())(()())()()A A A A A R R I R R I I I R R R I r R ==⊆,则()r R 可传递; 综上所述,可证()r R 是A 上的偏序关系.2、设R 是A 上的二元关系,如果R 是传递的和反自反的,称R 是A 上的拟序关系, 证明:如果R 是A 上的偏序关系,则A R I -是A 上的拟序关系.证明:(1)()()()A A A A A A R I I R I I R I I R -===∅=∅,则A R I -反自反;(2)设,,,A A x y R I y z R I <>∈-<>∈-,则,,,x y R y z R <>∈<>∈,而,x y y z ≠≠,因R 是传递的,有,x z R <>∈;若x z =,则,,,z y R y z R <>∈<>∈,由R 的反对称性,知y z =,与y z ≠矛盾,于是x z ≠,则,A x z R I <>∈-,有A R I -是传递的; 综上所述,可证A R I -是A 上的拟序关系.3、设R 是A 上的对称和传递关系,证明:若,,,a A b A a b R ∀∈∃∈∂<>∈,则R 是A 上的等价关系.证明:,,,a A b A a b R ∀∈∃∈∂<>∈,因R 是对称的,有,b a R <>∈,又因R 是传递的,所以,a a R <>∈,则R 在A 上自反,故R 是A 上的等价关系.4、设R 是S 上的偏序关系,证明:1R -是S 上的偏序关系.证明:(1)x S ∀∈,因R 在S 上的自反性,则,x x R <>∈,有1,x x R -<>∈,于是,1R -在S 上是自反的;(2)设1,,x y R -<>∈而x y ≠,则,,y x R <>∈因R 在S 上的反对称性,有,,x y R <>∉则1,,y x R -<>∉于是,1R -在S 上是反对称的;(3)设11,,,x y R y z R --<>∈<>∈,则11,,,z y R y x R --<>∈<>∈,因R 在S 上的传递性,有,,z x R <>∈则1,,x z R -<>∈于是,'R 在'S 上是传递的;综上所述,可证1R -是S 上的偏序关系.(题4在证明中用了定义法)5、设R 是S 上的等价关系,证明:1R -是S 上的等价关系.证明:(1)因R 在S 上的自反性,有S I R ⊆,则11S S I I R --=⊆,有1R -在S 上自反; (2)因R 在S 上的对称性,有1R R -=,则111()R R R ---==,有1R -在S 上对称;(3)因R 在S 上的传递性,有2R R ⊆,则1221()R R R R --=⊆=,有1R -在S 上可传递;则2'(')('(''))('')'R R R R S S R S S R ⊆⨯⊆⨯=,有'R 在'S 上是对称的; 综上所述,可证1R -是S 上的等价关系.(题5在证明中用了集合法)6、设,R S 是A 上的偏序关系,证明:R S 是A 上的偏序关系.证明:(1)x A ∀∈,因,R S 在A 上的自反性,则,x x R S <>∈,有R S 在A 上自反;(2)设,,x y R S <>∈而x y ≠,则,,,,x y R x y S <>∈<>∈因,R S 在A 上的反对称性,有,,,,y x R y x S <>∉<>∉则,,y x R S <>∉于是,R S 在A 上是反对称的;(3)设,,,x y R S y z R S <>∈<>∈,则,,,;,,,x y R y z R x y S y z S <>∈<>∈<>∈<>∈,因,R S 在A 上的传递性, 有,,,x z R x z S <>∈<>∈,则,x z R S <>∈,于是,R S 在A 上是传递的; 综上所述,可证R S 是A 上的偏序关系.(题6在证明中用了定义法)7、设,R S 是A 上的等价关系,证明:R S 是A 上的等价关系.证明:(1)因,R S 在A 上自反,有,A A I R I S ⊆⊆,则A I R S ⊆,有R S 在A 上自反;(2)因,R S 在A 上对称,有11,RR S S --==, 则111()R S R S R S ---==,有R S 在A 上对称;(3)因,R S 在A 上传递,有22,R R S S ⊆⊆,则222()(())(())R S R S R R S S RS R S ⊆⊆⊆,有R S 在A 上可传递; 综上所述,可证R S 是A 上的等价关系.(题7在证明中用了集合法)8、设R 是S 上的二元关系,'S S ⊆定义'S 上的二元关系'('')R R S S =⨯,证明:如果R 是S 上的偏序关系,那么'R 是'S 上的偏序关系.证明:(1)'x S S ∀∈⊆,因R 在S 上的自反性,则,x x R <>∈,而,''x x S S <>∈⨯, 有,('')'x x R S S R <>∈⨯=,于是,'R 在'S 上是自反的;(2)设,',x y R <>∈而x y ≠,则,,x y R <>∈因R 在S 上的反对称性,有,,y x R <>∉ 则,('')',y x R S S R <>∉⨯=于是,'R 在'S 上是反对称的;(3)设,',,'x y R y z R <>∈<>∈,因R 在S 上的传递性,有,,x z R <>∈而,''x z S S <>∈⨯,则,('')'x z R S S R <>∈⨯=,于是,'R 在'S 上是传递的; 综上所述,可证'R 是'S 上的偏序关系.(题8在证明中用了定义法)9、设R 是S 上的二元关系,'S S ⊆定义'S 上的二元关系'('')R R S S =⨯,证明:如果R 是S 上的等价关系,那么'R 是'S 上的等价关系.证明:(1)因R 在S 上的自反性,则S I R ⊆,而'S S ⊆,有'S S I I R ⊆⊆,而'''S I S S ⊆⨯, 有'('')'S I R S S R ⊆⨯=,于是,'R 在'S 上是自反的;(2)因R 在S 上的对称性,有1RR -=,而1('')''S S S S -⨯=⨯, 则1111(')((''))('')'R R S S R S S R ----=⨯=⨯=,有'R 在'S 上是对称的; (3)因R 在S 上的传递性,有2R R ⊆, 有2'R R R R ⊆⊆,而2'('')('')''R S S S S S S ⨯⊆⨯=⨯,则2'(')('(''))('')'R R R R S S R S S R ⊆⨯⊆⨯=,有'R 在'S 上是传递的; 综上所述,可证'R 是'S 上的等价关系.(题9在证明中用了集合法)10、若R 是A 上的等价关系,则{,|,(,,)}S a b a b A c A a c R c b R =<>∈∧∃∈<>∈∧<>∈也是A 上的一个等价关系.证明:(1)A a ∈∀,由R 自反,则,,a a R a a R <>∈∧<>∈,S a a >∈∴<,,有S 自反;(2),a b S ∀<>∈,则c A ∃∈,使,,,,a c R c b R <>∈<>∈由R 在A 上对称,有,,,,b c R c a R <>∈<>∈有,b a S <>∈,知S 对称;(3)若,,,a b S b c S <>∈<>∈,则d A ∃∈,使,,,,a d R d b R <>∈<>∈同时e A ∃∈,使,,,,b e R e c R <>∈<>∈由R 在A 上传递,知,,,,a b R b c R <>∈<>∈有,a c S <>∈,有S 传递;综上所述,可证S 是A 上的等价关系.(题10在证明中用了定义法)六、证明计算题(每题10分)1、设{1,2,3}A =,在A A ⨯上定义:,,,R a b c d R <<><>>∈⇔ a b c d +=+, “+”为普通加法,证明:R 是A A ⨯上的等价关系,并求出[1,3],/R A A R <>⨯. 证明:(1),,,,,,,a b A A a b a b a b a b R ∀<>∈⨯+=+∴<<><>>∈即R 自反;(2),,,,,,a b c d R a b c d c d a b ∀<<><>>∈+=++=+∴则则,,,c d a b R <<><>>∈,即R 对称;(3),,,,,,,,a b c d R c d e f R ∀<<><>>∈<<><>>∈a b c d e f +=+=+则, ,,,,a b e f R ∴<<><>>∈即R 传递;综上得出,R 是A A ⨯上的等价关系,且[1,3]R <>{,,,4}{1,3,2,2,3,1}a b a b A A a b =<><>∈⨯+==<><><>, /{[1,1],[1,2],[1,3],[2,3],[3,3]}R R R R R A A R ⨯=<><><><><>.2、设{1,2,3,4}A =,在A A ⨯上定义:,,,R a b c d R <<><>>∈⇔ c b d a +=+, “+”为普通加法,证明:R 是A A ⨯上的等价关系,并求出[2,4],/R A A R <>⨯. 证明:(1),,,,,,,a b A A a b b a a b a b R ∀<>∈⨯+=+∴<<><>>∈即R 自反;(2),,,,,,a b c d R a d b c c b d a ∀<<><>>∈+=++=+∴则则,,,c d a b R <<><>>∈,即R 对称;(3),,,,,,,,a b c d R c d e f R ∀<<><>>∈<<><>>∈,a d b c c f d e a d c f b c d e +=++=++++=+++∴则有 a f b e +=+,,,,,a b e f R ∴<<><>>∈即R 传递;综上得出,R 是A A ⨯上的等价关系,且[2,4]R <>{,,,2}{1,3,2,4}a b a b A A a b =<><>∈⨯=-=<><>,/{[1,1],[1,2],[2,1],[1,3],[3,1],[1,4],[4,1]}R R R R R R R A A R ⨯=<><><><><><><>.3、设{1,2,3,4}A =,在A A ⨯上定义:,,,R a b c d R <<><>>∈⇔ a d b c =, “” 为普通乘法,证明: R 是A A ⨯上的等价关系,并求出[2,4],/R A A R <>⨯. 证明:(1),,,,,,,a b A A a b b a a b a b R ∀<>∈⨯=∴<<><>>∈即R 自反;(2),,,,,,a b c d R a d b c c b d a ∀<<><>>∈==∴则则,,,c d a b R <<><>>∈,即R 对称;(3),,,,,,,,a b c d R c d e f R ∀<<><>>∈<<><>>∈,a d b c c f d e a d c f b c d e ===∴则,有 a f b e =,,,,,a b e f R ∴<<><>>∈即R 传递;综上得出,R 是A A ⨯上的等价关系,且[2,4]R <>{,,,2}{1,2,2,4}a b a b A A a b =<><>∈⨯==<><>,/{[1,1],[1,2],[2,1][1,3],[3,1],[1,4],[4,1]}R R R R R R R A A R ⨯=<><><><><><><>.4、设{ 1, 2, 3, 4 }A =,在A 的幂集()A ρ上规定{,|,()(||||}R s t s t A s t ρ=<>∈∧=, 证明:R 是()A ρ上的等价关系,并写出商集()A R ρ.证明:⑴()s A ρ∀∈ ,由于||||s s =,所以R s s >∈<,,即R 自反的;⑵,()s t A ρ∀∈ ,若R t s >∈<,,则||||||||s t t s =⇒=,R s t >∈∴<,,R 是对称的; ⑶,,()s t u A ρ∀∈,若R u t R t s >∈<>∈<,,且,即||||||u t s ==,则,s u R <>∈ 所以R 是传递的;综上得出,R 是()A ρ上的等价关系,(){[],[{1}],[{1,2}],[{1,2,3}],[{1,2,3,4}]}R R R R R A R ρ=∅.。
离散数学___等价关系与偏序关系

思考:
设A={a, b, c, d}, 给定π1,π2,π3,π4,π5,π6如下: π1= { {a, b, c}, {d} }, π2= { {a, b}, {c}, {d} } π3= { {a}, {a, b, c, d} }, π4= { {a, b}, {c} } π5= { ,{a, b}, {c, d} }, π6= { {a, {a}}, {b, c, d} } 问哪些是A的划分, 哪些不是 A 的划分? 答案: π 1和π 2 是A的划分, 其他都不是 A 的划分.
(2)当(a,b) ∈R时有(b,a) ∈R,所以满足对称性;
(3)当(a,b) ∈R和(b,c) ∈R时有(a,c) ∈R,所以R是可传递的。
由此可得同年龄关系 R是等价关系。
4
再如设集合A的情况同上所述 若令集合A={a , b , d , c , e , f } 同房间 同房间
其中a ,b, d同住一个房间,c, e ,f同住另一个房间。 如果同住一个房间的大学生认为是相关的,那么 “同房间”关 系 R也是等价关系。 (1)因为每一个大学生都和自已是同房间的,所以满足自反性;
7
(1)a ,b,c都姓“张”,d,e,f 都姓“李” a b
√ √ √
c
√ √ √
d
e
f
a √ b √
c √ d e f
a b c
√ √ √ √ √ √ √
d e f
√
√
a 1 1 1 0 0 0
b c d e f 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1
用刀分
{
4.5偏序关系和等价关系

②
对于任意的x,yA,若 x|y 且 y|x 则 x=y
即:若<x,y>R且<y,x>R则x=y
数学与信息工程系
∴ R是反对称的
③ 对于任意的<x,y>,<y,z>R,有x|y 且 y|z ∴有x|z ∴ < x , z> R ∴ R是传递的 综合①、②、③,R是偏序关系。
相关概念
x与 y 可比:设R为非空集合A上的偏序关系,
4.5 等价关系与偏序关系
数学与信息工程系
等价关系的定义与实例 等价类及其性质 商集与集合的划分 等价关系与划分的一一对应 偏序关系 偏序集与哈斯图 偏序集中的特定元素
1
等价关系的定义与实例
数学与信息工程系
定义 设 R 为非空集合上的关系. 如果 R 是自反的、 对称的和传递的, 则称 R 为 A 上的等价关系. 设 R 是一个等价关系, 若<x,y>∈R, 称 x 等价于y, 记做 x~y. 实例 设 A={1,2,…,8}, 如下定义A上的关系 R: R = { <x,y> | x,y∈A∧x≡y(mod 3) } 其中 x≡y(mod 3) 叫做 x 与 y 模3相等, 即 x 除以3的 余数与 y 除以3的余数相等.
则π1和π2 是A的划分, 其他都不是 A 的划分. 为什么?
10
等价关系与划分的一一对应
数学与信息工程系
商集 A/R 就是 A 的一个划分 不同的商集对应于不同的划分 任给 A 的一个划分π, 如下定义 A 上的关系 R: R = {<x,y> | x,y∈A∧x 与 y 在π的同一划分块中} 则 R 为 A上的等价关系, 且该等价关系确定的商集 就是π.
等价关系和偏序关系

等价关系和偏序关系等价关系和偏序关系是数学中常见的两种关系,它们在数学领域和其他学科中都具有重要的应用价值。
本文将从定义、性质和应用等方面,对等价关系和偏序关系进行详细介绍,并希望能够给读者提供一些指导意义。
首先,我们来介绍等价关系。
等价关系是指集合中的元素之间存在一种对等的关系,它可以将集合划分成若干个等价类。
在等价关系中,具有相同特征或性质的元素被划分到同一个等价类中,而具有不同特征或性质的元素则被划分到不同的等价类中。
换句话说,等价关系将集合中的元素划分为互不相交的子集,每个子集都代表一个等价类。
等价关系具有以下性质:1. 自反性:对于任意元素 a,a 和 a 相关。
2. 对称性:如果 a 和 b 相关,则 b 和 a 相关。
3. 传递性:如果 a 和 b 相关,b 和 c 相关,则 a 和 c 相关。
等价关系在数学中有广泛的应用,例如在代数、几何和数论等领域。
在代数中,等价关系可以帮助我们定义等价类,进而对集合进行分类和研究。
在几何中,等价关系可以帮助我们研究和描述图形的对称性质。
在数论中,等价关系可以帮助我们解决一些重要的数学问题,如素数分布等。
接下来,我们来介绍偏序关系。
偏序关系是指集合中的元素之间存在一种偏序的关系,它可以将集合中的元素按照某种方式进行排序。
在偏序关系中,元素的排列顺序可能是不确定的,即两个元素之间可能不存在比较关系。
与等价关系不同,偏序关系不能将集合划分为互不相交的子集,而是通过排序来比较元素之间的关系。
偏序关系具有以下性质:1. 反自反性:对于任意元素 a,a 和 a 不相关。
2. 反对称性:如果 a 和 b 相关且 b 和 a 相关,则 a 和 b 是相同的元素。
3. 传递性:如果 a 和 b 相关,b 和 c 相关,则 a 和 c 相关。
偏序关系在数学中也有广泛的应用,特别是在集合论、拓扑学、优化理论和离散数学等领域。
在集合论中,偏序关系可以帮助我们定义集合的包含关系和子集关系。
集合论第三课 等价关系与偏序关系

• 定理2.16 设R1和R2是A上的等价关系, 则 R1R2是A上的等价关系。
• 例:设A={1, 2, 3, 4, 5},A上的二元关系R 中,有多少个是等价关系?
• 因为等价类划分和等价关系是一一对应的, 所以A上的二元关系中等价关系的个数等于 A的划分个数。 • 西安交通大学1998考研
例: A是学生集合,是在A中按学院的划分, ’是在A中按专业的划分。和’确定A 上的等价关系R:同学院同学关系和R’:同专 业同学关系,显然R’R。
• 证明: • /*’细分 R’R ,基本法*/ • 对于任一<a, b>R’,存在'的某块S’,使a, bS’。因为’细分,所以必存在的块S, 使S’S。因此a, bS,从而<a, b>R。 • /* R’R ’细分 */ • 设S’是‘的一块,aS’则[a]R’ ={x|xR’a}=S’ (请展开证明)。由于R’R,若xR’a必有 xRa。因此{x|xR’a}{x|xRa},即 [a]R’[a]R。 ’的一块包含在的一块中,所以’细分 。
• /*北京航空航天大学1996考研试题*/
2.7 次序关系
• 二 拟序关系 • 定义2.22(拟序关系) A上的二元关系 R是反自反的和传递的,称 R为A上的拟序关系。称(A, R)为拟序集,或记为 (A, <)。(不意味着小于)
• 定理2.24 A上的二元关系 R是拟序的,则R必为反对称 的。 证明:反证法
– 位置关系:若a b,则结点a在b之下; –Байду номын сангаас连线规则:若a与b之间不存在其他元素c,使a c,c b则在a与b之间用一线相连。
2.7 次序关系
• 例题: Rosen《离散数学及其应用(本科教学 版)》p225例13、例14、P226例18
离散数学笔记总结

离散数学笔记总结一、命题逻辑。
1. 基本概念。
- 命题:能够判断真假的陈述句。
例如“2 + 3 = 5”是真命题,“1 > 2”是假命题。
- 命题变元:用字母表示命题,如p,q,r等。
2. 逻辑联结词。
- 否定¬:¬ p表示对命题p的否定,若p为真,则¬ p为假,反之亦然。
- 合取wedge:pwedge q表示p并且q,只有当p和q都为真时,pwedge q才为真。
- 析取vee:pvee q表示p或者q,当p和q至少有一个为真时,pvee q为真。
- 蕴含to:pto q表示若p则q,只有当p为真且q为假时,pto q为假。
- 等价↔:p↔ q表示p当且仅当q,当p和q同真同假时,p↔ q为真。
3. 命题公式。
- 定义:由命题变元、逻辑联结词和括号按照一定规则组成的符号串。
- 赋值:给命题变元赋予真假值,从而确定命题公式的真值。
- 分类:重言式(永真式)、矛盾式(永假式)、可满足式。
4. 逻辑等价与范式。
- 逻辑等价:若A↔ B是重言式,则称A与B逻辑等价,记作A≡ B。
例如¬(pwedge q)≡¬ pvee¬ q(德摩根律)。
- 范式:- 析取范式:由有限个简单合取式的析取组成的命题公式。
- 合取范式:由有限个简单析取式的合取组成的命题公式。
- 主析取范式:每个简单合取式都是极小项(包含所有命题变元的合取式,每个变元只出现一次)的析取范式。
- 主合取范式:每个简单析取式都是极大项(包含所有命题变元的析取式,每个变元只出现一次)的合取范式。
二、谓词逻辑。
1. 基本概念。
- 个体:可以独立存在的事物,如人、数等。
- 谓词:用来刻画个体性质或个体之间关系的词。
例如P(x)表示x具有性质P,R(x,y)表示x和y具有关系R。
- 量词:- 全称量词∀:∀ xP(x)表示对于所有的x,P(x)成立。
- 存在量词∃:∃ xP(x)表示存在某个x,使得P(x)成立。
第2章 关系3 等价关系及偏序关系

about why the definition needs these tree properties?
Answer: it is the abstraction and induction.
3
4
Examples
• • • • • • The following are all equivalence relations: "Has the same first name as" on the set of all people. "Is similar to" or "congruent to" on the set of all triangles. "Is congruent to modulo n" on the integers. "Has the same image under a function" on the elements of the domain of the function.
1
七ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ等价关系
Equivalence relations
等价关系的定义(引入…)
Think about this: when we say something equivalent, what does it mean?
Introduction to equivalence relation… Equivalence relations are used to relate objects that are similar in some way. Or we can say a kind of “similar”, a very special type of binary relation.
既是等价关系又是偏序关系

既是等价关系又是偏序关系等价关系是指集合中的元素之间具有相等的关系,而偏序关系是指集合中的元素之间存在一种偏序关系,即可以进行大小比较。
有些关系既是等价关系,同时又是偏序关系。
以下是一篇用中文生成的内容生动、全面、有指导意义的文章,解释了这种关系的概念和应用。
在我们的生活中,有很多关系是并不那么容易理解的。
然而,等价关系和偏序关系这两个概念却是十分重要且有指导意义的。
这两个关系既有联系又有区别,同时又有其独特之处。
首先,让我们来了解一下等价关系。
等价关系是指一个集合中的元素之间具有相等的关系。
也就是说,如果两个元素之间存在等价关系,那么它们之间是相互等于的。
举个例子来说,我们可以将“等于”定义为一个等价关系。
如果我们有两个数3和3,它们之间是等价关系,因为它们是相等的。
同样地,如果我们有两个人,他们的年龄相等,它们之间也可以被视为等价关系。
与此同时,偏序关系是指一个集合中的元素之间存在某种偏序关系,也即可以进行大小比较。
这种关系是有序的,而不仅仅是相等。
举个例子来说,我们可以将“大于”定义为一个偏序关系。
比如,如果我们有两个数5和3,我们可以说5大于3。
同样地,如果我们有两个人,他们的年龄可以按照大小顺序排列,那么我们可以将年龄视为一个偏序关系。
然而,有一些关系既是等价关系又是偏序关系。
这种关系使得我们能够更好地理解和描述我们周围的世界。
举个例子来说,考虑到集合A中的人群,我们可以定义两个人之间的关系R,这个关系可以表示为“谁的年龄较大”。
这个关系是等价关系,因为如果两个人的年龄相等,那么它们是相互等于的。
但同时它也是偏序关系,因为我们可以根据年龄的大小来对人们进行排序和比较。
这种既是等价关系又是偏序关系的关系在实际中有着广泛的应用。
在数学中,这种关系可以帮助我们从大到小对数进行排序和分类。
在计算机科学中,我们可以使用等价关系和偏序关系来对数据进行分类和排序。
在社会科学中,我们可以使用这种关系来比较不同人群之间的各种属性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
结论:任取两个元素x和y, 可能有下述情况: x≺y (或y≺x), x=y, x与y不是可比的.
全序关系: R为非空集合A上的偏序, x,yA, x与 y 都是可比的, 则称 R 为全序关系 实例:数集上的小于等于关系是全序关系
自反性、对称性、传递性得到验证
2
A上模3等价关系的关系图
设 A={1,2,…,8}, R={ <x,y>| x,y∈A∧x≡y(mod 3) }
3
等价类
定义 设R为非空集合A上的等价关系, x∈A,令 [x]R = { y | y∈A∧xRy }
称 [x]R 为 x 关于R 的等价类, 简称为 x 的等价类, 简 记为[x]. 实例 A={ 1, 2, … , 8 }上模 3 等价关系的等价类:
整除关系不是正整数集合上的全序关系
15
相关概念(续)
盖住:设R为非空集合A上的偏序关系, x, y∈A, 如 果 x ≺ y且不存在 zA 使得 x ≺ z ≺ y, 则称 y 盖住 x.
(4) ∪{ [x] | x∈A}=A,即所有等价类的并集就
是A.
5
实例
A={ 1, 2, … , 8 }上模 3 等价关系的等价类: [1]=[4]=[7]={1,4,7}, [2]=[5]=[8]={2,5,8}, [3]=[6]={3,6}
以上3 类两两不交, {1,4,7}{2,5,8}{3,6} = {1,2, … ,8}
12
实例(续)
根据 <x,y> 的 x + y = 2,3,4,5,6,7,8 将AA划分成7个 等价类:
(AA)/R={ {<1,1>}, {<1,2>,<2,1>}, {<1,3>, <2,2>, <3,1>}, {<1,4>, <2,3>, <3,2>, <4,1>}, {<2,4>, <3,3>, <4,2>}, {<3,4>, <4,3>}, {<4,4>} }
7
集合的划分
定义 设A为非空集合, 若A的子集族π(πP(A)) 满足下面条件: (1) π (2) xy (x,y∈π∧x≠y→x∩y=) (3) ∪π=A 则称π是A的一个划分, 称π中的元素为A的划分 块.
8
例题
例1 设A={a, b, c, d}, 给定π1,π2,π3,π4,π5,π6如下: π1= { {a, b, c}, {d} }, π2= { {a, b}, {c}, {d} } π3= { {a}, {a, b, c, d} }, π4= { {a, b}, {c} } π5= { ,{a, b}, {c, d} }, π6= { {a, {a}}, {b, c, d} }
13
偏序关系
定义 非空集合A上的自反、反对称和传递的关系, 称为A上的偏序关系,记作≼. 设≼为偏序关系, 如 果<x, y>∈≼, 则记Байду номын сангаас x≼y, 读作 x“小于等于”y.
实例 集合A上的恒等关系 IA 是A上的偏序关系. 小于等于关系, 整除关系和包含关系也是相应集
合上的偏序关系.
14
相关概念
其中 x≡y(mod 3) 叫做 x 与 y 模3相等, 即 x 除以3的 余数与 y 除以3的余数相等.
1
等价关系的验证
验证模 3 相等关系 R 为 A上的等价关系, 因为 x∈A, 有x ≡ x(mod 3) x, y∈A, 若 x ≡ y(mod 3), 则有 y ≡ x(mod 3) x, y, z∈A, 若x ≡ y(mod 3), y ≡ z(mod 3), 则有 x≡z(mod 3)
[1]=[4]=[7]={1,4,7} [2]=[5]=[8]={2,5,8} [3]=[6]={3,6}
4
等价类的性质
定理1 设R是非空集合A上的等价关系, 则 (1) x∈A, [x] 是A的非空子集. (2) x, y∈A, 如果 x R y, 则 [x]=[y]. (3) x, y∈A, 如果 x y, 则 [x]与[y]不交.
R3={<1,2>,<2,1>}∪IA
11
实例
例3 设 A={1, 2, 3, 4},在 AA上定义二元关系R: <<x,y>,<u,v>>R x+y = u+v,
求 R 导出的划分.
解 AA={<1,1>, <1,2>, <1,3>, <1,4>, <2,1>, <2,2>, <2,3>,<2,4>,<3,1>, <3,2>, <3,3>, <3,4>, <4,1>, <4,2>, <4,3>, <4 ,4>}
则π1和π2 是A的划分, 其他都不是 A 的划分. 为什么?
9
等价关系与划分的一一对应
商集 A/R 就是 A 的一个划分 不同的商集对应于不同的划分 任给 A 的一个划分π, 如下定义 A 上的关系 R: R = {<x,y> | x,y∈A∧x 与 y 在π的同一划分块中} 则 R 为 A上的等价关系, 且该等价关系确定的商集 就是π.
例2 给出A={1,2,3}上所有的等价关系 求解思路:先做出A的所有划分, 然后根据划分写 出对应的等价关系.
10
等价关系与划分之间的对应
π4 对应于全域关系 EA,π5 对应于恒等关系 IA
π1,π2和π3分别对应等价关系 R1, R2 和 R3.
R1={<2,3>,<3,2>}∪IA,R2={<1,3>,<3,1>}∪IA
6
商集
定义 设R为非空集合A上的等价关系, 以R的所有 等价类作为元素的集合称为A关于R的商集, 记做 A/R, A/R = { [x]R | x∈A }
实例 A={1,2,…,8},A关于模3等价关系R的商集为 A/R = { {1,4,7}, {2,5,8}, {3,6} }
A关于恒等关系和全域关系的商集为: A/IA = { {1},{2}, … ,{8}} A/EA = { {1, 2, … ,8} }
等价关系的定义与实例
定义 设 R 为非空集合上的关系. 如果 R 是自反的、 对称的和传递的, 则称 R 为 A 上的等价关系. 设 R 是一个等价关系, 若<x,y>∈R, 称 x 等价于y, 记 做 x~y.
实例 设 A={1,2,…,8}, 如下定义A上的关系 R: R = { <x,y> | x,y∈A∧x≡y(mod 3) }