偏序关系
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9.6偏序关系9.6偏序关系(Partial Order)偏序(Partial Order)定义:偏序(Partial order):定义在A上的集合R是偏序关系iff(当且仅当)其具有以下性质:1. ⾃反性(reflexive)2. 反对称性(antisymmetric)3. 传递性(transtive)NOTE: R记作≼,注意这⾥的≼不必是指⼀般意义上的“⼩于或等于”,若有x≼y,我们也说x排在y前⾯(x precedes y).偏序集(Partially ordered set)/(或简写为poset): 集合A及定义在其上的偏序关系R⼀起称为偏序集,记作(A, R),A中的元素也称为偏序集中的元素.线序/全序(Linear Order)如果(A, ≤)是⼀个偏序集(poset),那么对于其中的元素a和b,1. a≤b 或者 b≤a,那么称为可⽐的(Comparable)2. 即不存在a≤b,也不存在b≤a,那么称为不可⽐的(Imcomparable)如果偏序集A中每对元素(every pair of elements)都是可⽐的,那么我们就称A是线序集合(linearly ordered set)或全序集合(totally ordered set),称偏序关系R为线序或全序关系(linear order). 我们也称A为链(chain).良序集(Well-ordered set)定义:设集合(S,≤)为⼀全序集,≤是其全序关系,若对任意的S的⾮空⼦集,在其序下都有最⼩元素,则称≤为良序关系,(S,≤)为良序集。
拟序(Quasiorder)定义:定义在A上的关系R是拟序关系iff其具有以下关系1. 反⾃反性(irreflexive)2. 传递性(transitive)NOTE:满⾜反对称性的拟序关系就称为偏序关系乘积偏序(Product Partial Order)如果(A, ≤)和(B, ≤)都是偏序集,那么他们的笛卡尔积也是个偏序集,其偏序关系≤被定义为:如果在A中有a ≤ a',在B中有b ≤ b',那么(a, b) ≤ (a', b')词典顺序(Lexicographic Order)对于⼀个乘积偏序,(a, b) < (a', b')在a < a'(或a == a'并且b < b')时成⽴那么我们称其为词典顺序(Lexicographic Order)或字典序(“dictionary” order)哈斯图(Hasse Diagram)哈斯图是有限集A上的偏序图,并且:删除了所有的⾃环(self-cycles)消除了由传递性⽣成的边⾃底向上的制图设(S, ≤)是⼀个poset. 若x<y且不存在元素z∈S,使得x<z<y,则称y∈S覆盖x∈S.⽽y覆盖x的有序对(x, y)的集合也称为(S, ≤)的覆盖关系.可以看出,(S, ≤)的哈斯图的边与其覆盖关系是⼀⼀对应的.同构(Isomorphism)对应原理(Principle of Correspondence)两个有限同构偏序集必定具有相同的Hasse图.拓扑排序(Topological Sorting)极⼤元(maximal element)和极⼩元(minimal element)定义:偏序集中的⼀个元素称为极⼤(⼩)元,当它不⼩(⼤)于这个偏序集中的任何其他元素, 利⽤哈斯图很容易判别它们就是图中的"顶"("底")元素极⼤(⼩)元⼀定存在,且可能是不唯⼀的最⼤元(greatest element)和最⼩元(least element)定义:如果在偏序集中存在⼀个元素⼤(⼩)于任何其他的元素,那么称这样的元素为最⼤(⼩)元最⼤(⼩)元可能不存在,若存在则唯⼀最⼩上界(least upper bound)和最⼤上界(greatest lower bound)定义:如果存在⼀个元素u(l)∈S,使得对于偏序集(S, ≤)的⼦集A中的所有元素a,有a≼u(l≼a),那么称u(l)为A的⼀个上(下)界,如果u(l)是所有上(下)界中最⼩(⼤)的,就叫最⼩上界(LUB)(最⼤下界(GLB))上界的最⼩元就叫最⼩上界;下界的最⼤元叫最⼤下界(Topological Sorting)定义:对⼀个有向⽆环图DAG(Directed Acyclic Graph)G进⾏拓扑排序,是将G中所有顶点排成⼀个线性序列,使得图中任意⼀对顶点u 和v,若边<u,v>∈E(G),则u在线性序列中出现在v之前。
离散数学偏序关系第9讲定义9.1设R为非空集合A上的关系, 如果R是自反的、反对称的和传递的, 则称R为A上的偏序关系。
简称偏序, 记作≼。
设≼为偏序关系。
如果<x,y > ∈ ≼, 则记作x≼y, 读作“x小于等于y”。
意即:依据这个序,x排在y的前面或x就是y。
定义9.2设R是非空集合A上的偏序关系,定义(1) ∀x,y∈ A, x与y可比⇔x ≼y ∨ y ≼x。
(2)∀x,y∈ A, x ≺y ⇔x ≼y ∧ x≠y。
其中x≺y读作“x小于y”。
由上面定义可知,在具有偏序关系≼的集合A中任取两个元素x和y,可能有下述几种情况发生:x与y不可比;x≺y;y≺x;x=y。
定义9.3集合A和A上的偏序关系≼一起叫做偏序集,记作<A, ≼>。
利用偏序关系的自反性,反对称性和传递性可以简化一个偏序关系的关系图,得到偏序集的哈斯图。
我们需要下面覆盖的定义。
定义9.4设<A, ≼> 是偏序集, x,y∈ A ,如果x≺y且不存在z ∈ A使得x≺z≺y ,则称y覆盖x。
例子例9.1<A,≼>是偏序集,其中A={1,2,3,4,5}, ≼是整除关系。
解: 对任意x∈A都有1≼x,所以1和1,2,3,4,5都是可比的,但是2不能整除3,3也不能整除2,所以2和3是不可比的。
对于1和2来说,1≺2,并且不存在z∈A使得1整除z并且z整除2,所以,2覆盖1。
同样,4覆盖2,但4不覆盖1,因为有1≺2≺4成立。
如果x与y不可比,则一定不会有x覆盖y或y覆盖x。
哈斯图——关系图的简化哈斯图的画法1在关系图中去掉所有的自环。
2若y覆盖x,则保留从x到y的边,其它的边全去掉。
3若y覆盖x,将x放在下方,y放在上方,去掉边上的方向。
这一点是能做到的,因为偏序关系的关系图中无有向圈。
例子画出<{1,2,…,12},R 整除>和<P({a,b,c}), R >的哈斯图.例9.2179361211510248<{1,2,…,12},R 整除>{a}{b}{c}{b,c}{a,c}{a,b,c}{a,b}∅<P({a,b,c}), R >⊆⊆基本概念定义9.5设<A,≼>为偏序集,B ⊆A .①y∈B, y是B 的最小元: 若∀x(x∈B→y ≼x)成立。
4.6偏序关系偏序关系:同时具有自反、反对称和传递性4.6 偏序关系定义4.21设R为非空集合A上的一个二元关系,如果R是自反的、反对称的和传递的,则称R为A上的偏序关系,记作≤。
设≤是偏序关系,若<x, y>∈≤,则记作x≤y,读作x“小于或等于”y。
集合A与A上的偏序关系≤一起组成的有序对<A, ≤>叫做偏序集。
如以下关系都是偏序关系:(1)非空集合A上的恒等关系I A。
(2)实数集R上的“≤”、“≥”关系。
4.6 偏序关系定义4.22设<A, ≤>为偏序集,定义(1)∀x, y∈A,x < y ⇔x ≤ y ∧x≠y,x<y读作x“小于”y,这里所说的“小于”是指在偏序中x排在y的前边。
(2)∀x, y∈A,x与y可比⇔x ≤y ∨y ≤x例如,<A, ≤>是偏序集,其中A={1, 2, 3, 4, 5},是A上的整除关系,则有(1)1<2<4,1<3等。
(2)1=1,2=2,3=3等。
(3)2与3是不可比的。
4.6 偏序关系Sed ut perspiciatis unde omnis.68%设<A, ≤>为偏序集,若∀x, y ∈A ,x 与y 都是可比的,则称≤为A 上的全序关系(或线序关系)。
且称<A, ≤ >为全序集。
例如,集合A = {1, 2, 3, 4, 5}上的(1)“小于等于”关系是全序关系,因为任何两个数总是可比大小的。
(2)“整除关系”不是全序关系,因为2与3是不可比的。
定义4.234.6 偏序关系定义4.24设<A, ≤ >为偏序集,对于任意的x, y∈A,如果x < y并且不存在z∈A使得x<z<y,则称y盖住x。
作为集合A上的一个二元关系,盖住关系COV A可表示为:COV A={<x, y> | x, y∈A∧y盖住x}根据定义4.24,∀<x, y>,<x, y>∈COV A⇔y盖住x⇒x ≤ y⇔<x, y>∈ ≤所以COV A ⊆≤。
●定义:集合S上的关系R,如果它是自反的,反对称的和传递的,就称为偏序。
集合S与偏序R一起叫做偏序集,记做(S, R)●例子:●1、整数集合上的“大于或等于”关系●2、正整数集合上的整除关系●3、集合S的幂集合上的包含关系●符号:●通常用≼表示偏序关系,读作“小于等于”●<x,y>∈R ⇔ xRy ⇔ x≼y●使用这个记号是由于“小于或等于”关系是偏序关系的范例。
●“严格小于”: x≺y ⇔ x≼y ∧x≠y●当a与b是偏序关系(S, ≤)的元素时,不一定有a ≤b或b ≤a。
●定义2:偏序集(S, ≤)的元素a和b叫做可比的,如果a ≤b或b ≤a。
当a和b是S的元素且没有a ≤b,也没有b ≤a,则称a和b是不可比的。
●极大元素:偏序集的一个元素,它不小于这个偏序集的任何其他元素●极小元素:偏序集的一个元素,它不大于这个偏序集的任何其他元素●最大元素:偏序集的一个元素,它大于这个偏序集的所有其他元素●最小元素:偏序集的一个元素,它小于这个偏序集的所有其他元素设<S,≼>为偏序集, A⊆S, u,l∈A●上界(upper bound):u是A的上界⇔∀x( x∈A → x≼u )●下界(lower bound):l是A的下界⇔∀x( x∈A → l≼x )●例:<S,|>, S={1,2,3,4,5,6,9,10,15}●A1={1,2,3}, A2={3,5,15}, A3=S.●A1的上界是{6}, A1的下界是{1}●A2的上界是{15}, A2的下界是{1}●A3的上界集合的最小上界:集合的一个上界,它小于所有其他的上界●集合的最大下界:集合的一个下界,它大于所有其他的下界是{}, A3的下界I A R R∩I A=R=R R∩R-1 I A R R R最小元与极小元是不一样的。
最小元是B中最小的元素,它与B中其它元素都可比;而极小元不一定与B中元素可比,只要没有比它小的元素,它就是极小元。
fldr是一个在离散数学中常见的概念,通常指的是一个偏序关系(Partial Order Relation)。
在离散数学中,偏序关系是一种特殊的关系,它满足部分有序性(即关系中的任意两个元素至少有一个是另一个的子集)。
fldr的应用范围非常广泛,可以用于描述许多现实世界中的概念和结构。
首先,让我们了解一下偏序关系的基本概念。
在偏序关系中,元素之间存在一种层次关系,即一个元素可以位于另一个元素的上方或下方。
这种关系通常用箭头表示,其中上方元素用实线表示,下方元素用虚线表示。
偏序关系是一种弱化的有序关系,因为它只考虑了元素之间的相对位置,而没有考虑它们之间的完全有序性。
对于fldr这个概念,我们可以将其解释为一种特定的偏序关系,其中"d"元素可以被视为"f"元素的父元素或子元素,"r"元素则处于这两个元素之间。
因此,"fldr"表示的是一个由元素"f"、"d"和"r"组成的有序集合,其中"d"和"f"之间的元素都是"r",且"r"既不是"f"的父元素也不是"d"的子元素。
fldr在离散数学中有许多应用。
首先,它可以用于描述一些现实世界中的概念和结构,例如家族、等级体系等。
在某些问题中,我们需要对这些结构进行排序或分类,这时fldr就非常有用。
例如,我们可以使用fldr来描述一个人从孩子到成年人的成长过程,或者描述一种物质的组成元素和化学成分的关系。
另外,fldr在证明逻辑推理、公理系统等逻辑结构中也发挥着重要作用。
例如,在某些公理系统中,我们需要对某些对象进行排序或分类,这时fldr就可以作为一种有效的工具来帮助我们进行推理和证明。
除此之外,fldr还可以用于解决一些组合优化问题。