有補格

有補格

有補格(complemented lattice)亦稱有餘格,是一種特殊的有界格,在有界格〈L,≤〉中,對於L中的任意元素a,如果存在b∈L,使得a+b=1,a·b=0,則稱元素b是元素a的補元。如果一個有界格的每個元素都至少存在一個補元,則此格稱為有補格。補元是對稱的,如果a是b的補元,則b也是a的補元,也可以說,a和b這兩個元素是互補的,對於任一元素a∈A,可以存在多個補元,也可以不存在補元 。

基本介紹

設<L,≼>是有界格,a,b是L中的兩個元,若a∨b=1,a∧b=0,則稱a是b的補元或b是a的 補元,或稱a和b互為補元 。

一般地說,有界格中的元素不一定有補元,一個元素有補元也不必是唯一的。例如圖1所示的格中,a沒有補元,b有兩個補元,它們是d和c。

在圖2所示的格中,每個元素有且僅有一個補元,其中a和a',b和b',c和c',0和1是四對互補的元素。

圖1 補元示意圖 圖1 補元示意圖
圖2  補元示意圖 圖2 補元示意圖

顯然,在有界格中,0是1的唯一補元,1是0的唯一補元。

有補格在一個有界格中,如果每個元素都至少有一個補元,則稱此格為有補格(Complemented Lattice)。對於任一元素a∈A,可以存在多個補元,也可以不存在補元。例如,在上圖所示的有界格中,因為d∨c=1和d∧c=0,所以d和c是互補的,但b沒有補元,而a和d都是e的補元 。

圖3 圖3

【例1】圖4所示的格是有補格,其中a和b,a和d, c和b, c和d是四對互補的元素,圖5所示的格也是有補格,其中a,b,c, d四個元素中任意兩個都是互補元 。

圖4 圖4
圖5 圖5

相關定理

定理1設<L,≼>是有界格且是分配格,a∈L,若a在L中有補元,則必是唯一的。

證明若b和c都是a在L中的補元,則有avb=1,a∧b=0,a∨c=1,a∧c= 0。

由於b=c,所以a的補元唯一。

有補格 有補格

因此,有補分配格中毎一個元素有且只有一個補元,於是,若<L,≼>是有補分配格,< L,∨,∧>是它透導的代數系統,則可在L中定義一種“補”的一元送算"-",對L中的任意一個元素a, 表示a的補元,這樣由有補分配格<L,≼>秀導的代數系統也記為<L,∨,∧,->或<L,∨,∧,-,0,1>,其中0, 1分別是最小元和最大元。

有補格 有補格
有補格 有補格

定理2 設<L,∨,∧,-,0,1>是有補分配格<L,≼>誘導的代數系統,則對a,b∈L有 =a,

有補格 有補格
有補格 有補格
有補格 有補格

證明 由補元的定義可知, a和 是互補的,就是說 的補元是a,所以 =a,由

有補格 有補格
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(a∨b)∨(∧)=((a∨b)∨)∧((a∨b)∨)

有補格 有補格
有補格 有補格

= (b∨(a∨))∧(a∨(b∨)=(b∨1)∧(a∨1)=1∧1= 1

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有補格 有補格

(a∨b)∧( ∧)=(a∧( ∧))∨(b∧( ∧))=((a∧)∧)∨((b∧)∧)

有補格 有補格
有補格 有補格

= (0∧ )∨(0∧)=0∨0=0

有補格 有補格
有補格 有補格
有補格 有補格

可知a∨b的補元位∧,因為有補分配格中任一元素的補元是唯一的, 所以 。

有補格 有補格

同理可證。

定義 有補分配格稱為布爾格 。

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