《应用离散数学》方景龙版-5.1 偏序关系与偏序集
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离散数学中的偏序关系是一个核心概念,它描述了集合中元素之间的一种特定关系。
与等价关系和全序关系不同,偏序关系允许集合中的元素之间只有部分元素之间存在比较关系,而不是全部元素之间都有比较关系。
偏序关系是一种二元关系,通常表示为集合上的一个小于或等于的符号(≤)。
这种关系满足两个基本性质:自反性和传递性。
自反性意味着集合中的每一个元素都小于或等于自己;传递性则意味着如果元素a小于或等于元素b,元素b小于或等于元素c,那么可以推出元素a小于或等于元素c。
偏序关系的一个重要特点是它允许集合中存在不可比较的元素对。
也就是说,对于某些元素a和b,我们不能确定a小于b,也不能确定b小于a。
这种不可比较性使得偏序关系比全序关系更加灵活和实用。
偏序关系在实际应用中有广泛的应用。
例如,在计算机科学中,偏序关系可以用于描述程序的执行顺序、任务之间的依赖关系等。
在数据结构中,偏序关系可以用于定义优先队列、堆等数据结构,从而实现对元素的快速排序和检索。
此外,偏序关系还与数学中的其他概念密切相关,如格、有向无环图等。
通过偏序关系,我们可以对集合中的元素进行排序、分类和比较,从而更好地理解和分析问题的本质。
总之,离散数学中的偏序关系是一种重要的二元关系,它描述了集合中元素之间的部分比较关系。
偏序关系具有自反性、传递性和不可比较性等特点,广泛应用于计算机科学、数据结构、数学等领域。
通过偏序关系的研究和应用,我们可以更好地理解和解决实际问题。
20XX年复习资料大学复习资料专业:班级:科目老师:日期:习题5.21. 确定具有下面图5.20XXXX 所示哈斯图的偏序集是否为格,图5.20XXXX 习题1的图解 图(a)是格,图(b)是格,图(c)是格。
2. 在一个公司里用信息流的格模型控制敏感信息,公司的每个部门都具有由有序对)(C A ,表示的安全类别,其中A 是权限级别,C 是种类。
这里,权限级别A 可以是0(非私有的),1(私有的),2(受限制的)或3(注册的)。
种类C 是集合{猎豹,黑鹰,美洲狮}的子集(在公司里常常使用动物的名字作为项目的代码名字)。
试问 (1)信息允许从(私有的,{猎豹,美洲狮})流向(受限制的,{美洲狮})吗? (2)信息允许从(受限制的,{猎豹})流向(注册的,{猎豹,黑鹰})吗? (3)信息从(私有的,{猎豹,美洲狮})允许流向哪些安全类?(4)信息允许从那些安全类流向(受限制的,{黑鹰,美洲狮})? 解 略3. 证明每个有限格都有一个最小元素和一个最大元素。
解 略4. 给出一个无限格的例子,使得 (1)既没有最小元素也没有最大元素。
(2)有最小元素但没有最大元素。
(3)有最大元素但没有最小元素。
(4)有最小元素也有最大元素。
解 略dace fbbd f h g ce abd f hg ce ai(a)(b)(c)5. 设>< ,L 是格,其哈斯图如图5.20XXXX 所示,取图5.20XXXX 习题5的图}{1d c b a S ,,,=,}{2f d b a S ,,,=,}{3f e d c S ,,,=,}{4g f b a S ,,,=。
试问><11 ,S ,><22 ,S ,><33 ,S ,><44 ,S 中哪些是格,哪些是>< ,L 的子格,这里关系)(i i i S S ⨯= ,4321,,,=i 。
解 略6. 设><|,L 和≤><,S 是两个格,其中}16842{,,,=L ,}10321{,,,, =S ,“|”是数的整除关系,“≤”是数的小于等于关系。
习题5.1
1. 下面哪些集合是偏序集?
(1)=><,Z (2)≠><,Z (3)≥><,
Z
(4)>/<|,
Z 解 (1)是偏序集,(2)不是偏序集,(3)是偏序集,(4)不是偏序集
2. 确定由下面的关系图5.6表示的表示的3个关系是否为偏序?并列出这些关系中的所有序偶来进行验证。
解 略
图5.6 习题2的图
3.
确定由下面的关系矩阵表示的关系是否为偏序?
(1)⎪
⎭
⎪⎬⎫⎪⎩
⎪⎨⎧100011
101
(2)⎪
⎭⎪⎬⎫
⎪⎩
⎪⎨⎧101010001
(3)⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧10
11
11000110010
1
解 略
4. 画出在下述集合上的整除关系的哈斯图。
(1)}87654321
{,,,,,,, (2)}131175321
{,,,,,, (3)}483624126321
{,,,,,,,
(4)}6432168421
{,,,,,, 解 (1)、(2)的哈斯图如下:
(3)、(4)略
5. 在下面偏序集中找出两个不可比的元素。
(1)⊆><,,,
})210{(p
(2)><|}86421{,,
,, 解 略
6. ><|}452415953{,,,,,,
是偏序集。
(1)求极大元素和极小元素。
(2)存在最大元素吗?存在最小元素吗?如果存在,请求出。
(3)找出子集}53{,的所有上界。
如果它的上确界存在的话,上确界。
(4)找出子集}4515
{,的所有下界。
如果它的下确界存在的话,求出下确界。
解 (1)极大元素为9,15,24和45,极小元素为3和5。
(2)不存在最大元素,也不存在最小元素。
(3)子集}53{,的上界有15和45,上确界是15。
(4)子集}4515
{,的下界有3,5和15,下确界是15。
7. ⊆><,,,,,,,,,,,,,,,,,
}}432{}431{}43{}42{}41{}21{}4{}2{}1{{是偏序集。
(1)求极大元素和极小元素。
(2)存在最大元素吗?存在最小元素吗?
(3)找出子集}}4{}2{{,
的所有上界。
如果它的上确界存在的话,上确界。
(4)找出子集}}432{}321
{{,,,,,的所有下界。
如果它的下确界存在的话,求出下确界。
解 略
8. 给出满足下列性质的偏序集。
(1)有一个极小元素但没有极大元素。
(2)有一个极大元素但没有极小元素。
(3)既没有极大元素也没有极小元素。
解 略
9. 设R 是集合X 上的半序。
(1)证明1
-R R 是等价关系。
(2)定义商集
)/(1
-=R R X Y 上的关系S :Y D C ∈∀,,S D C >∈<,当且仅当在C 、D 中分别存在元素d c 、使得R d c >∈<,。
证明S 是商集Y 上的偏序。
解 略
10. 给出下面小写英文字母串的字典序。
(1)quack ,quick ,quicksilver ,quicksand ,quacking (2)open ,opener ,opera ,operand ,opened (3)zoo ,zero ,zoom ,zoology ,zoological 解 略
11. 给出二进制串0,01,11,001,010,011,0001和0101的基于10<的字典顺序。
解 略
12. 假设><11 ,X 和><22 ,X 是两个偏序集。
在笛卡儿积21X X ⨯上定义一个关系:><><2121b b a a ,, 当且仅当111b a 且222b a 。
证明这样定义的关系 是集合21X X ⨯上的偏序关系。
解 略
13. 求一个与集合}36241286321
{,,,,,,,上的整除关系相容的全序。
14. 如果表示建筑一座房子所需任务的哈斯图如下图5.7所示,通过制定这些任务的顺序来安排他们。
解 略
15. 对一个软件项目的任务进行排序,关于这个项目任务的哈斯图给在图5.8中。
图5.8 习题15的图
解对一个软件项目的任务排序如下:
确定用户需求,编写功能需求,开发系统需求,建立测试点,开发模块A,开发模块B,开发模块C,模块集成,写文档,α测试,β测试,完成。