离散数学-二元关系与运算-专业数学教材

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《离散数学》课件-第四章 二元关系

《离散数学》课件-第四章 二元关系
则关系R的各次幂为: R0 =A ={<1,1> , <2,2> , <3,3> , <4,4> , <5,5>} R1=R
R2= R • R={<1,1>,<2,2>,<1,3>,<2,4>, <3,5>}
R3=R2 • R={<1,2>,<2,1>,<1,4>,<2,3>, <2,5>}
R4= R3 • R={<1,1>,<2,2>,<1,5>,<2,4>,
从关系图来看关系的n次幂
R:
1
2
3
4
5
R2:
1
2
3
4
5
R2就是从R的关系图中的任何一个结点x出发,长 为2的路径,如果路径的终点是y,则在R2 的关系 图中有一条从x到y的有向边。其他以次类推:
R3:
1
2
3
4
5
R4:
1
2
3
4
5
定理 设|A|=n,R A×A,则必有i,j∈N, 0≤i<j≤2n2,使得Ri=Rj。
=R5,R7=R6•R=R5,…,Rn=R5 (n>5) 故Rn{R0,R1,R2,R3,R4,R5}。
S0=IA,S1=S,
S2=S•S={<a,c>,<b,d>,<c,e>,<d,f>}, S3=S•S•S=S2•S={<a,d>,<b,e>,<c,f>}, S4=S3•S={<a,e>,<b,f>}, S5=S4•S={<a,f>}, S6=S5•S=Φ, S7=Φ, …, 故,Sn{S0,S1,S2,S3,S4,S5,S6}

4-5 二元关系与函数 离散数学 教学课件

4-5 二元关系与函数 离散数学 教学课件
f :R→Z, f (x)= x 满射, 但不单射, 例如 f (1.5)=f (1.2)=1.
f :R→R, f (x)=2x+1 满射、单射、双射, 因为它是单调并且ranf =R.
f :R+→R +, f (x)=x /(x2+1) 有极大值f (1)=1/2. 该函数既不单射也不满射.
当A1=A时,称f (A1)=f (A)=ran f 是函数的像。
注意:函数值 f(x)∈B, 而像 f [A1]B. 例:设f:{1,2,3}→{a,b},
f={1,a,2,a,3,b},A1={1,2}, 试求A1在f 下的像f (A1)和函数f 的像f (A)。 解:
f (A1)={f (x) |xA1} ={f (1), f (2)}
f (A)={f (x) |xA}
={f (1), f (2), f (3)}
={a}
={a,b}
函数的性质——满射
定义 设 f :X→Y, (1)若ranf = Y, 则称 f :X→Y是满射的.
X
Y
x1
y1
x2
x3
y2
满射(到上映射)
X
Y
x1
y1
x2
y2
x3
y3
到内法:直线方程
解1: 令 f:[0,1]→[1/4,1/2]
f (x)=-x/4+1/4
解2: 令 f :[1, 0]→[1/4,1/2]
f (x)=-x/4+1/2=-(x-2)/4
构造从A到B的双射函数(续)
三、A 与自然数集合之间构造双射
方法:将A中元素排成有序图形,然后从第一个元素开始 按照次序与自然数对应
f(x)

mathchap44离散数学二元关系

mathchap44离散数学二元关系
基本的集合运算
庄伯金
bjzhuang@
16
关系的运算规律
定理1:设F是任意关系,则
(F-1)-1=F domF-1=ranF, ranF-1=domF
定理2:设F、G和H是任意的关系,则
(F∘G)∘H=F∘(G∘H) (F∘G)-1=G-1∘F-1
定理3:设R为A上的关系,则
庄伯金
bjzhuang@
9
常见关系
小于等于关系:
LA={<x,y>|x,y∈A∧x≤y},其中A⊆R
整除关系:
DB={<x,y>|x,y∈B∧x整除y},其中B⊆Z*
包含关系:
R⊆={<x,y>|x,y∈A∧x⊆y},其中A为集合族
例:B={a,b},A=P(B),求R⊆。
庄伯金
bjzhuang@
8
二元关系的概念
有限集合上的关系总数也是有限的
|A|=m,|B|=n,则|A×B|=mn,所以,A到B上的关系共有2mn种。
A上的特殊关系
空关系:A×A的空集 全域关系:EA={<x,y>|x∈A∧y∈A}=A×A; 恒等关系:IA={<x,x>| x∈A}。
A×(B∪C)=(A×B)∪(A×C) (B∪C)×A=(B×A)∪(C×A) A×(B∩C)=(A×B)∩(A×C) (B∩C)×A=(B×A)∩(C×A)
子集的笛卡儿积仍为子集
A⊆C∧B⊆D⇒A×B⊆C×D
庄伯金
bjzhuang@
5
笛卡儿积
例:A={1,2},求P(A)×A。
15
关系的运算
限制:设R为二元关系,A为集合,R在A上的限制记作 R↾A,其中R↾A={<x,y>|<x,y>∈R∧x∈A}。 R↾A的值域 称为A在R下的像,记作R[A],其中R[A]=ran(R↾A)。

离散数学ch2.二元关系(5、6、7节)

离散数学ch2.二元关系(5、6、7节)

VS
详细描述
关系的对称差运算可以用符号表示为 R△S,其中 R 和 S 是两个关系。它包括 属于 R 但不属于 S,以及属于 S 但不属 于 R 的所有有序对。如果 (a, b) 在 R△S 中,那么 (a, b) 或者只属于 R,或者只属 于 S。
04
CATALOGUE
关系的闭包
闭包的定义
1 2
关系的交运算可以用符号表示为 R ∩ S,其中 R 和 S 是两个关系 。它包括同时属于 R 和 S 的所有 有序对。如果 (a, b) 在 R ∩ S 中 ,那么 (a, b) 同时是 R 和 S 的差是一种集合差集操作,它从第一个 关系中去除与第二个关系共有的元素。
中可以推导出的新事实。
数据完整性
03
在数据库设计中,闭包的概念用于确保数据的完整性和准确性
,防止出现冗余和不一致的情况。
05
CATALOGUE
关系的类型
函数关系
总结词
函数关系是一种特殊的二元关系,它满足每 个自变量都有唯一的因变量与之对应。
详细描述
在函数关系中,对于定义域中的每一个元素 ,在值域中都有唯一一个元素与之对应。这 种关系具有明确性、确定性和无重复性。常 见的函数关系有数学函数、映射函数等。
离散数学ch2.二元 关系(5、6、7节)
contents
目录
• 引言 • 二元关系的性质 • 关系的运算 • 关系的闭包 • 关系的类型 • 关系在数据库中的应用 • 关系在人工智能中的应用
01
CATALOGUE
引言
定义与概念
定义
二元关系是集合论中的一个基本概念 ,它描述了两个元素之间的联系。
在设计关系型数据库时,需要考虑数据结构、数据完整性、数据冗余和数 据安全性等方面。

离散数学 第七章 二元关系

离散数学 第七章 二元关系
举例
A表示某大学所有学生的集合,B表示大学开设的 表示某大学所有学生的集合, 表示大学开设的 表示某大学所有学生的集合 所有课程的集合, 所有课程的集合, 则A×B可以用来表示该校学生选课的所有可能情 × 可以用来表示该校学生选课的所有可能情 况。 是直角坐标系中x轴上的点集 令A是直角坐标系中 轴上的点集,B是直角坐标 是直角坐标系中 轴上的点集, 是直角坐标 系中y轴上的点集 轴上的点集, 系中 轴上的点集, 于是A× 就和平面点集一一对应 就和平面点集一一对应。 于是 ×B就和平面点集一一对应。
17
其它常用的关系
小于或等于关系: 小于或等于关系:LA={<x,y>|x,y∈A∧x≤y},其中 A⊆R。 ∈ ∧ , ⊆ 。 整除关系: 整除y}, 整除关系:DB={<x,y>|x,y∈B∧x整除 ,其中 B⊆Z* ∈ ∧ 整除 ⊆ Z*是非零整数集 包含关系: ⊆ 包含关系:R⊆={<x,y>|x,y∈A∧x⊆y},其中 是集合族 ∈ ∧ ⊆ ,其中A是集合族
6
笛卡尔积举例
举例
设A={a,b}, B={0,1,2},则 , A×B={<a,0>,<a,1>,<a,2>,<b,0>,<b,1>,<b,2>} × B×A={<0,a>,<0,b>,<1,a>,<1,b>,<2,a>,<2,b>} ×
举例
设 A={ x | 0<x<2 } ,B={ y |0<y<1 },则 则 A × B={ <x,y>| 0<x<2且0<y<1 } 且 1 y

离散数学第四章 - 二元关系和函数-4

离散数学第四章 - 二元关系和函数-4

哈斯图:
a, b
a
b
7
例3、画出 (A), R 的哈斯图,其中A 分别为
(2) A a,b,c
解:P(A) ,a,b,c,a,b, a, c ,b, c ,a, b, c
8
例3、画出 (A), R
(2) A a,b,c
解:哈斯图:
的哈斯图,其中A 分别为
a, b, c
a, b
a,c b,c
上确界——最小的上界 下确界——最大的下界
不一定存在, 若存在必唯一
18
例5、A a,b, c,偏序集 (A), R , a,b,c
求 B的最大、小元,极大、小元,
上、下界,上、下确界。
a, b
a,c b,c
(1) B a,c,b,c
a
b c
解:B 的最大元:无,最小元:无, 极大元:a,b,c ,极小元:a,c,
则称 y为B的下界。
15
二、偏序集中极小元,极大元,最小元,
最大元,上界,下界,上确界,下确界。 2、上、下界,上、下确界。
定义:设 A, 为偏序集,B A ,
(3) 令 C y y为B的上界,称 C 中最小元
为B 的上确界(最小上界)。(记为lub)
(4) 令D y y为B的下界,称 D 中最大元
2
定义2:设 A, 是一偏序集合, x, y A,若x y或y x,则称x与y是可比的。
例1、偏序集合的常见例子。 整数集上的小于等于关系
A 的幂集( A)上的包含关系
集合 A 上的恒等关系
正整数集上的整除关系
Q, R
( A), R
A, I A
Z , R整除
3
2、哈斯图 (Hasse) 。(偏序集合的简化的关系图)

离散数学第四章-二元关系和函数

离散数学第四章-二元关系和函数
注意:(1) 若 A 是 m元集,B是 n 元集, 则 A B为 mn 元集。
(2) 笛卡儿积是集合,有关集合的运算都适合。
(3) 一般,A B B A 。
5
3、笛卡儿积运算对 或 满足分配律
(1) A(B C) (A B) (AC) (2) (B C) A (B A) (C A) (3) A(B C) (A B) (AC) (4) (B C) A (B A) (C A)
解: (A) ,{a},{b}, A ,
R , , ,{a} , ,{b} ,
, A , {a},{a} , {a}, A ,
{b},{b} , {b}, A , A, A
14
4、A 上二元关系的表示法。
集合表示法 有三种 矩阵表示法
图形表示法
15
一般:设 A {x1, x2, , xn}
1、定义:
(1) 若集合R为空集或它的元素都是有序对, 则称 R 为二元关系。 若 x, y R ,则记作 xRy ,
否则,记作 xRy 。 (2) A B的任何一个子集都称作从A到B的一个二元关系。
特别地,当 A B 时,称作 A上的二元关系。
例、 A {a,b} ,B {0,1, 2}
设 R1 a, 0 , b, 0 , b, 2 R2 R3 A B
传递的。
26
例6、判断下图中的关系分别具有哪些性质。
解:R5 既不是自反也不是反自反的,
反对称的,传递的。
27
例6、判断下图中的关系分别具有哪些性质。
解:R6 是反自反的,既不是对称
又不是反对称,不是传递的。
28
例7:设 R1, R2 为 A上的对称关系, 证明R1 R2 也是 A上的对称关系。 证明:对任意 x, y

离散数学第四章 二元关系和函数

离散数学第四章 二元关系和函数

y, x
x, y R

LA 为 A 上小于等于关系, 例5、 A {2,3,6} ,
1 L 解: A 2, 2 , 3,3 , 3, 2 , 6, 2 , 6,3 , 6, 6
1 1 DA 为 A 上整除关系,分别求出 L 。 , D A A


x, y
x, y A x y
第四章 二元关系和函数 第一节 二元关系及其运算 内容: 二元关系,关系图,关系矩阵,关系的运算 重点: (1)二元关系的定义及三种表示法,
(2) 一些特殊的二元关系。
(3)二元关系的逆、复合、幂运算
了解:关系的复合运算性质,矩阵法求幂运算
一、二元关系。 1、定义: (1) 若集合 R 为空集或它的元素都是有序对, 则称 R 为二元关系。 若 x, y R ,则记作 xRy , 否则,记作 xRy 。 (2) A B的任何子集都称作从 A 到 B 的关系, 特别,当 A B 时,称作 A 上关系。
则 A A n2 ,
A A 的子集共有 2 个,
n2
n 元集 A 上不同的关系共有 2 个。
n2
3、特殊的关系。 空关系 ,全域关系 EA ,恒等关系 I A 。 对任意集合 A , 空关系 , 全域关系 E A x, y | x A y A A A, 恒等关系 I A x, x | x A 。
一般:设 A {x1 , x2 ,
, xn }
1 xi Rx j M R (rij )nn ,其中 rij 0 xi Rx j
点( n 个顶点)
关系图表示
边(每个有序对对应一条有向弧)
二、逆关系,复合关系。 1、关系的逆。 (1) 定义:关系 R 的逆关系定义为
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公司的演示文稿软件。用户可以在投影仪或
者计算机上进行演示,也可以将演示文稿打
印出来,制作成胶片,以便应用到更广泛的
领域中。利用Microsoft Office PowerPoint不
仅可以创建演示文稿,还可以在互联网上召
开面对面会议、远程会议或在网上给观众展
示演示文稿。
Microsoft Office
PowerPoint做出来的东西叫演示文稿,其格
式后缀名为:ppt、pptx;或者也可以保存为:pdf、图片格式等202 Nhomakorabea/4/4
16
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例4.4 设A={1,2,3,4}, R={<1,1>,<1,2>,<2,3>,<2,4>,<4,2>}是A上的 关系,试写出R的关系矩阵并画出关系图:
2021/4/4
8
证明: 用第一种方法
对于任意的<x,y> A ( B∪C ) xAy(B∪C)
xA(yByC )
(xAyB)(xAyC)
<x, y>AB<x, y>AC <x, y>(AB)∪(AC) A(B∪C)=(AB)∪(AC)
2021/4/4
9
例4.2 设A={1,2},求P(A)A
2021/4/4
6
(4) A(B∪C) = (AB)∪(AC) (对∪的分配律)
(B∪C)A = (BA)∪(CA)
(?)
A(B∩C) = (AB)∩(AC)
(?)
(B∩C)A = (BA)∩(C A)
(?)
我们证明:
A(B∪C) = (AB)∪(AC)
2021/4/4
7
证明思想
要证明两个集合相等,通常有两种方法:
记作:A B 符号化:A B = {<x,y> | xA y B}
2021/4/4
4
例4.1 设A={a,b},B={0,1,2} ,求AB,BA 解:根据笛卡儿积的定义知
A B = {<a,0>, <a,1>, <a,2>, <b,0>, <b,1>, <b,2> }
B A = {<0, a>, <0, b>, <1,a>, <1,b>, <2,a>, <2,b>} 一般地:如果|A|=m,|B|=n,则 |AB|=|BA|=m n
10
3、二元关系的数学定义
二元关系:如果一个集合的元素都是二元有 序组,则这个集合称为一个二元 关系,记作:R 。
如果<x, y> R ,记作 x R y
如果<x, y> R ,记作 x R y
2021/4/4
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从A到B的二元关系:设A,B为集合,A B的任 何子集所定义的二元关系叫做从 A到B的二元关系。
2021/4/4
1
§4.1 二元关系的概念
一、二元关系的概念
1. 二元有序组:由两个元素x和y按一定顺序 排成二元组,记作:<x,y> 。
如: 平面直角坐标系中点的坐标
2021/4/4
2
二元有序组的性质 (1) 当x y时,<x,y> <y,x> (2) <x,y> = <u,v>,当且仅当x = u,y = v
若A=B,叫做 A上的二元关系; 若|A|=n,则|AA|=n2。
2021/4/4
AA的所有子集有2 n 2 个。
就是说,A上有2 n 2个不同的二元 关系,其中包括空关系、全域 关系UA和恒等关系IA。
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例4.3 设A = {a,b},写出P(A)上的包含关系R :
解: P(A) = {,{a},{b}{a,b}} R = {<, >, < ,{a}>, <{,{b}>,<{a, b}>, <{a},{a}>,<{a},{a, b}>, <{b},{b}>, <{b},{a, b}>, <{a, b},{a, b}>}
解: P(A)A
= {,{1},{2},{1,2}} {1,2}
= {<,1>,<,2>,<{1},1>,<{1},2>,
<{2},1>,<{2},2>, <{1,2},1>,<{1,2},2>}
n阶笛卡儿积:
A1 A2 …An
= {(x1,x2,… xn) | x1A1x2A2 …xnAn}
2021/4/4
(1)、(2)说明有序组区别于集合
n元有序组:由n个元素x1,x2,…,xn, 按一定顺序排成的n元组,记 作:(x1,x2,…,xn) 。
2021/4/4
3
2. 一种新的集合运算 ––– 积运算 : 设A、B为两集合,用A中元素为第一
元素,B中元素作为第二元素构成的二元有 序组的全体叫做A和B的笛卡儿积。
一是证两个集合相互包含; 二是利用已有的
集合运算的性质(算律和已证明过的公式),仿
照代数恒等式的证明方法,一步步从左(右)边
推出右(左)边,或从左、右边分别推出同一个
集合式子。一般说来,最基本的集合相等关
系要用第一种证法,比较复杂的集合相等关
系用第二种方法更好,但第二种方法的使用
取决于我们对算律和常用公式的熟练程度。
解: 关系矩阵 :
2021/4/4
1100 0011 0000 0100
关系图 :
1
2
4
3
17
§4.2 关系的运算
一、关系的定义域与值域
关系R的定义域: domR = {x | (y)<x, y>R} (即R中有序组的第一个元 素构成的集合)
是R的关系矩阵
2021/4/4
rn1
rn 2
rnn
14
2. 关系图:
以V=A={x1, x2,…, xn} 为顶点集, 以E = {<xi, xj> | xiAxjAxiRxj}为有向 边集组成的有向图G = <V, E>
2021/4/4
15
Microsoft Office PowerPoint,是微软
2021/4/4
13
二、二元关系的表示方法
A上关系的表示法
1. 关系矩阵: 设A={x1, x2, …, xn),R是A上的关系, 令:
1 rij =
0
若xi R xj 若xi R xj
(i, j = 1,2,…, n)
r11 r12 r1n
则 (rij)nxn = r21
r22
r2 n
2021/4/4
5
积运算的性质
(1) 若A,B中有一个空集,则笛卡儿积是空集, 即: B = A =
(2) 当AB,且A,B都不是空集时,有ABBA
(3) 当A,B,C都不是空集时,有(AB)C A(BC)
因为(AB)C中的元素< <x,y>, z>,而A(BC)中 的元素为< x, <y, z> > 。
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