擬序關係

擬序關係

擬序關係亦稱偽序關係或前序關係,是一種重要的二元關係,指集合A上的自反的與傳遞的二元關係R,A稱為擬序集。擬序關係有下列特點: 1. 對角集EA⊆R,且當〈a,b〉∈R,〈b,c〉∈R時,〈a,c〉∈R;2. R 的矩陣(rij)λ主對角線上的元素全是1,且當rij=rjk=1時,rik=1;3. R的箭頭圖上,每個元素有一個從自己出發又指向自身的箭頭,且在有a到b的箭頭,b到c的箭頭時,就有a到c的箭頭。擬序關係的逆關係一定是擬序的,反對稱的擬序關係是偏序關係,但擬序關係可以不是偏序關係。

定義

擬序關係是一種次序關係,比偏序關係的限制更嚴格一些。它是一種滿足反自反、反對稱與傳遞的關係。

擬序關係 擬序關係
擬序關係 擬序關係

設R是非空集合A上的關係,若R具有反自反性、傳遞性,則稱R是A上的 擬序關係(Quasi-ordering relation),記該關係R為<。若,可記作,讀作“a小於b”。

注意:這裡的“小於”不是指普通數的大小關係的<,而是指擬序的“小於”。x“小於”y的含義是:依照這個順序,x排在y的前邊。

例題解析

例1 A={1,2,3},R是A上的整除關係,R={<1,1>,<1,2>,<1,3>,<2,2>,<3,3>},顯然R是偏序關係,A中元素有以下關係:1<2,1<3;1=1,2=2,3=3;2和3不可比。

例2實數集上的小於關係R是擬序關係。

證明:對任何一個實數x都不存在x<x,所以R是反自反的。

對於任何實數x,y,如果x<y,則必然不存在y<x,所以R是反對稱的。

對於任何實數x,y,z,如果x<y,y<z,則必然x<z,所以R是傳遞的。

性質定理

定理1設尺是集合A上的擬序關係,則R是反對稱性。

擬序關係 擬序關係
擬序關係 擬序關係
擬序關係 擬序關係

證明: 設R不是反對稱的,則至少存在兩個元素,且因為R是傳遞的,所以這與R是反自反的特性相矛盾,因此R具有反對稱性。

從該定理,很容易得出以下結論:

(1) 由反自反性和傳遞性可以推出反對稱性。

(2) 擬序關係具有反自反性、反對稱性和傳遞性。

(3) 擬序和偏序的區別在於反自反性和自反性上,它們均具有反對稱性和傳遞性。

擬序關係 擬序關係
擬序關係 擬序關係

(4) 若R是偏序關係,則是擬序關係;若R是擬序關係,則是偏序關係。即偏序是擬序的擴充,擬序是偏序的縮減。

(5) 擬序集合與偏序集合具有相同的哈斯圖。

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