- 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)。
小元素是唯一的。如果<L;≤>有最大元素,则最大元 素也是唯一的。
证明 设 a 1 和 a2都是<L;≤>的最小元素,则有
a 1 ≤ a2 ,且 a2 ≤ a 1 ,得 a 1 =a2。
9
二、 格
1.格的定义
定义7-4 设<L;≤>是一个偏序集,如果L中
任意两个元素都存在着最大下界和最小上界,则称<L; ≤>是格。
6 4
3
1
(6∧3)∨(6∧4)= 3∨1= 3
于是 6∧(3∨4)≠(6∧3)∨(6∧4)
21
定理7-10 设<L;≤>是格,则对任意
l1,l2,l3 L ,有
(a ) l1 (l2 l3)(l1 l2) (l1 l3) (b ) l1 (l2 l3)(l1 l2) (l1 l3)
由 (54) al1,al2l3 , 且 l2l3l2 , l2l3l3 ,
由传a递 l2,性 al3 ,
又 a l 1 由 ,a l 2 和 5 - 5 ) ( a l 1 有 l 2 ,
由 a l 1 l 2 和 a l 3 和 5 5 ) , a ( ( l 1 l 2 ) l 3 , 即 a b . 类似的方法b可 a以 。证 于明 是由反a对 b.称 17
∧都是二元运算,满足交换律,结合律和吸收律,则在L上必 存在一偏序关系,使得<L ; ≤ >是一个格。
③ => ① 设 l2 l1 ,
由自反l性 1 l1, 因此 l1l1, l1l2,
由 5 - 5 ( ) l1 l1 l2,
又7 由 4 ) l( 1 l2l1.
故由反对 l1称 l2性 l1 .定理结论得
14
定义7-5 设<L;≤>是格,P是包含 格的元素和符号=、≤、≥,∧ ,∨的命题, 将P中的≤、≥,∧和∨分别替换成≥、 ≤、 ∨和∧所得的命题PD称为P的对偶。
是可传递的。Βιβλιοθήκη 由上证得 ~也是偏序关系。
2
例1 设 A=1,2,3,6,定义 A 上的整除关系 :
当旦仅当 a 整除 b 时,有 a b 。
由定义 = ( 1 , 1 ) ( 1 , 2 ) ,( 1 , 3 ) , ( 1 , 6 ) ,2 , 2 ) ( ( 2 , 6 , ) ( 3 , 3 ) ,( 3 , 6 , ) ( 6 , 6 , )
第七章 格
一偏序集
1.偏序集
定义7-1 集合L和定义在 L 上的偏序关系 “≤”
一起称为偏序集,用<L;≤ >表示。
<R;≤>,<I:≤>,<2U;>和<N;|>都是偏 序集。
~
若 是集合A上的偏序关系,则 的逆关系 也必是A上的偏序关系,证明如下:
1
1.对任意的 a A,因为 自反,所以有
定理7-9 (格的保序性)
设<L;≤>是格,则对于任意 l1,l2,l3,l4L ,有
( 1 ) l2 若 l3,则 l1 l2l1 l3,l1 l2l1 l3
( 2 ) l1 若 l3,l2l4 ,则 l1 l2l3 l4,l1 l2l3 l4
证明 (1)
l1l3l1 l1l3l3
根据逆关系的定义
~ p= ( 1 , 1 ) ( 2 , 1 ) , ( 3 , 1 ) , ( 6 , 1 ) , 2 , 2 ) ( ( 6 , 2 , ) ( 3 , 3 ) ,( 6 , 3 , ) ( 6 , 6 , )
的次序图如下
~ p的次序图如下
6
1
2
3
1
2
3
6
3
若<L; >是一个偏序集,则对于任意元素
由 传 递 性 l1, l2 l有 3l4
20
例4 设 L = 1,3,4,6,1 2 ,L上的整除关系
与L构成一个格,记作<L;≤>,
12
3∨( 6 ∧ 4 ) = 3 ∨ 1= 3 (3∨6)∧(3∨4) = 6 ∧ 12 = 6 于是 3∨(6∧4)≠(3∨6)∧(3∨4)
6∧(3∨4) = 6∧12 = 6
1
2
两个元素,如果 1 和 有glb,则glb是唯一的,
2
如果
和 1
有l ub,则lub是唯一的。 2
证明 设 a 1 和 a2 都是 1和 2 的glb,
由定义7-1,则 a2 ≤ a1, a1 ≤ a2 ,于是有 a1= a。2
类似地可以证明, 1 和 2 若存在lub,则
由于6 12,6 18,6 6,因此,lub(2,3)=6。
6 ≤ 12,6 ≤ 18;2 ≤ 12,2 ≤ 18;3 ≤ 12,3 ≤ 18;1 ≤ 12,1 ≤ 18;
因1 ≤ 6,2 ≤ 6,3 ≤ 6,所以glb(12,18)=6。
6
例3 设A= 1,2,3,1,1 8,2 36,整除关系是A上
证明 (a)由(5-4)有
2l3l2, 2l3l3
于是,根据定理5-19有 l1(l2l3)l1l2
又由(5-4)有
l1(l2l3)l1l3
l1 (l2 l3 ) (l1 l2 ) (l1 l3 ) 22
7.2 格是一种代数系统
定理7-10 设<L;∨,∧ >是一个代数系统,其中∨和
最小上界,简记作b=lub( 1, 2)
5
例2 设A= 1,2,3,6,9,1,1 2,2 87“整除”关系是A上
的偏序关系,其次序图如下,因此,它们构成一个
27
偏序集<A; >。
12 18
lub(2,3)=?, glb(12,18)=?, lub(18,27)=?
6
9
2
3
1
有2 6,3 6;2 12,3 12;2 18,3 18。
1, 2, 3 L,有以下六个关系式成立:
1 1
若 1 2 ,2 1,则 1= 2
(7-1) (7-2)
若 1 2 ,2 3,则 1 3 1 1
(7-3)
(7- 1 )
若 1 2 , 2 1,则 1= 2 (7- 2 )
(7 4) (75 ) (74 ) (75 )
(71)~(75)、(71)~(75)这十个 关系式代表了格。 的定义
12
2.格的性质
定理7-3 在格<L;≤>中,对于任意 1,2L
以下三式中若任意一式成立,那么其它两式也成立.
( 1 )( l 1 l 2 l 1 )( 2 ; )( l 1 l 2 l 2 )( 3 ; ) ( l 2 l 1 )
lub也一定是唯一的。 8
3 最小元素和最大元素
定义7-3 设<L;≤>是一偏序集。
(1) 如果存在元素aL,使得对于所有的元素 L,
有a ≤ ,则称a是<L;≤>的最小元素。
(2) 如果存在元素bL,使得对于所有的元素 L,
有 ≤b,则称b是<L;≤>的最大元素。 定理7-2 如果偏序集<L;≤>有最小元素,则最
设 1和 2是偏序集<L;>中的两个元素,
元素a L,如果满足a 1,a 2 ,则称a是 1和 2的
下界。
如果元素a是 1和 2的下界。且对于任意 aL,若 a 也是 1和 2的下界,便有 a a ,则称a是 1和 2的 最大下界,简记作a=glb( 1 , 2).
证明 ① => ② 设 l1l2 l1 ,
由7( 4)l有 2l1,又由自 l2反 l2, 性
于是 75 由 ) l2 ( l1l2.
另一方面 由(7, 4) l1 l2 l2 , 故由反对称 l1 性 l2 有 l2
13
② => ③ 设 l1l2l2,
由 ( 5 4 )l 1 l2 l 1 ,即 l2 l 1
定理7-6 (吸收律)
设<L;≤>是格,则对任意 l1 , l2 L ,有
( a ) l 1 ( l 1 l 2 ) l 1 ; ( b ) l 1 ( l 1 l 2 ) l 1
证明 (b) 由(5-4) l1 (l1 l2 ) l1 (1 )
另一方面,由(5-1)l1l1,由 (54)l1l1l2
(a,a),于是(a,a)~,因此 ~
也是自反的。
2.对任意 a ,b A ,若(a,b)~且(b,a)~ ,
则有(b,a) 且(a,b) ,必有a = b,
因此 ~是反对称的。
3.对任意a,b,c A,若(a,b)~,(b,c)~,
则有(c,b)且(b,a),必有 (c,a),于是(a,c)~ ,因此 ~
定义7-2 设 1和 2是偏序集<L; >中的两个元素,
元素 b L ,如果满足 1 b, 2 b,则称 b是 1 和 2的上界。
如果元素 b是 1和 2的上界,且对于任意bL,若 b
也是 1和 2的上界,便有b b,则称 b 是 1和 2的
的偏序关系,其次序图如下
36
试问 glb(18,12)=?, lub(2,3)=?
2≤18,2 ≤ 12;3 ≤ 18,3 ≤ 12,1 ≤ 18,1 ≤ 12。
18
12
2
3
1
但glb(18,12)不存在。
类似地,12,18 和 36 均是 2 和 3 的上界, 但 lub(2,3)不存在。
7
定理7-1 设 和 是偏序集<L;≤>的
若 1 2 , 2 3,则 1 3 (7- 3)