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【集合论】等价关系 ( 等价关系概念

2024-07-16 23:00| 来源: 网络整理| 查看: 265

文章目录 一、等价关系二、等价关系示例三、等价关系与闭包示例

一、等价关系

等价关系概念 :

A A A 集合是非空集合 , A ≠ ∅ A \not= \varnothing A​=∅ , 并且 R R R 关系是 A A A 集合上的二元关系 , R ⊆ A × A R \subseteq A\times A R⊆A×A ;

如果 R R R 关系是 自反 , 对称 , 传递 的 , 那么称 R R R 关系是 等价关系 ;

二、等价关系示例

1. 关系 1 1 1 : x x x 与 y y y 年龄相同 ;

自反 : x x x 与 x x x 年龄相同 ; 自反 成立 ;对称 : x x x 与 y y y 年龄相同 , y y y 与 x x x 年龄相同 ; 对称 成立 ;传递 : x x x 与 y y y 年龄相同 , y y y 与 z z z 年龄相同 , x x x 与 z z z 年龄相同 ; 传递 成立 ;等价关系 : 该关系是 自反 , 对称 , 传递 的 , 因此该关系 是等价关系 ;

由上边可以看出 , 等价关系是用于分类的 , 同一年出生的人可以划分到一个等价类中 ;

2. 关系 2 2 2 : x x x 与 y y y 姓氏相同 ;

自反 : x x x 与 x x x 姓氏相同 ; 自反 成立 ;对称 : x x x 与 y y y 姓氏相同 , y y y 与 x x x 姓氏相同 ; 对称 成立 ;传递 : x x x 与 y y y 姓氏相同 , y y y 与 z z z 姓氏相同 , x x x 与 z z z 姓氏相同 ; 传递 成立 ;等价关系 : 该关系是 自反 , 对称 , 传递 的 , 因此该关系 是等价关系 ;

3. 关系 3 3 3 : x x x 年龄大于等于 y y y ;

自反 : x x x 年龄大于等于 x x x ; 自反 成立 ;对称 : x x x 年龄大于等于 y y y , y y y 年龄大于等于 x x x ; 对称 不成立 ;传递 : x x x 年龄大于等于 y y y , y y y 年龄大于等于 z z z , x x x 年龄大于等于 z z z ; 传递 成立 ;等价关系 : 该关系是 自反 , 传递 的 , 不是对称的 , 因此该关系 不是等价关系 ;

4. 关系 4 4 4 : x x x 与 y y y 选修同一门课程 ;

自反 : x x x 与 x x x 选修同一门课程 ; 自反 成立 ;对称 : x x x 与 y y y 选修同一门课程 , y y y 与 x x x 选修同一门课程 ; 对称 成立 ;传递 : x x x 与 y y y 选修同一门课程 , y y y 与 z z z 选修同一门课程 , x x x 与 z z z 选修同一门课程 ; 上述情况不一定成立 , x , y x,y x,y 可能同时选修音乐 , y , z y,z y,z 同时选修历史 , x , z x,z x,z 没有选修相同的课程 ; 传递 不成立 ;等价关系 : 该关系是 自反 , 对称 的 , 不是传递的 , 因此该关系 不是等价关系 ;

5. 关系 5 5 5 : x x x 体重大于 y y y ;

自反 : x x x 体重大于 x x x ; 自反 不成立 ;对称 : x x x 体重大于 y y y , y y y 体重大于 x x x ; 对称 不成立 ;传递 : x x x 体重大于 y y y , y y y 体重大于 z z z , x x x 体重大于 z z z ; 传递 成立 ;等价关系 : 该关系是 传递 的 , 不是 自反 , 对称 的 , 因此该关系 不是等价关系 ; 三、等价关系与闭包示例

A A A 集合是非空集合 , A ≠ ∅ A \not= \varnothing A​=∅ , 并且 R R R 关系是 A A A 集合上的二元关系 , R ⊆ A × A R \subseteq A\times A R⊆A×A ;

对 R R R 关系求三种闭包 , 有 6 6 6 种不同的顺序 , 讨论这些求闭包结果的性质 ;

6 6 6 种求闭包的性质 :

r t s ( R ) rts(R) rts(R) : 先求对称闭包 , 再求传递闭包 , 最后求自反闭包 ;

t r s ( R ) trs(R) trs(R) : 先求对称闭包 , 再求自反闭包 , 最后求传递闭包 ;

t s r ( R ) tsr(R) tsr(R) : 先求自反闭包 , 再求对称闭包 , 最后求传递闭包 ;

r s t ( R ) rst(R) rst(R) : 先求传递闭包 , 再求对称闭包 , 最后求自反闭包 ;

s r t ( R ) srt(R) srt(R) : 先求传递闭包 , 再求自反闭包 , 最后求对称闭包 ;

s t r ( R ) str(R) str(R) : 先求自反闭包 , 再求传递闭包 , 最后求对称闭包 ;

参考 : 【集合论】关系闭包 ( 关系闭包求法 | 关系图求闭包 | 关系矩阵求闭包 | 闭包运算与关系性质 | 闭包复合运算 ) 五、闭包复合运算

r s ( R ) = s r ( R ) rs(R) = sr(R) rs(R)=sr(R) : 对称闭包 与 自反闭包 的复合运算 , 无论顺序如何 , 先求哪个都一样 ; r t ( R ) = t r ( R ) rt(R) = tr(R) rt(R)=tr(R) : 传递闭包 与 自反闭包 的复合运算 , 无论顺序如何 , 先求哪个都一样 ; s t ( R ) ⊆ t s ( R ) st(R) \subseteq ts(R) st(R)⊆ts(R) : 传递闭包 与 对称闭包 的符合运算 , 顺序不同 , 其计算结果不同 ;

因此这里分为两大类

① 先求传递闭包 , 再求对称闭包② 先求对称闭包 , 再求传递闭包

先求对称闭包 , 再求传递闭包 :

r t s ( R ) rts(R) rts(R) : 先求对称闭包 , 再求传递闭包 , 最后求自反闭包 ; t r s ( R ) trs(R) trs(R) : 先求对称闭包 , 再求自反闭包 , 最后求传递闭包 ; t s r ( R ) tsr(R) tsr(R) : 先求自反闭包 , 再求对称闭包 , 最后求传递闭包 ;

固定 ts 运算的顺序 , 先 t 后 s , r 运算可以放在任意位置 ;

自反与其它两个闭包运算没有冲突 , 在任意位置都可以 ;

对称与传递 , 后求的传递 , 因此其结果是传递的 ;

上述三个顺序产生的结果是 自反 , 对称 , 传递 的 , 其满足等价关系 , 结果是 等价闭包 ;

先求对传递包 , 再求对称闭包 :

r s t ( R ) rst(R) rst(R) : 先求传递闭包 , 再求对称闭包 , 最后求自反闭包 ; s r t ( R ) srt(R) srt(R) : 先求传递闭包 , 再求自反闭包 , 最后求对称闭包 ; s t r ( R ) str(R) str(R) : 先求自反闭包 , 再求传递闭包 , 最后求对称闭包 ;

固定 st 运算的顺序 , 先 s ( 对称闭包 ) 后 t ( 传递闭包 ) , r ( 对称闭包 ) 运算可以放在任意位置 ;

自反与其它两个闭包运算没有冲突 , 在任意位置都可以 ;

对称与传递 , 先求的传递 , 然后求对称 , 对称会破坏传递 , 因此其结果不是传递的 ;

上述三个顺序产生的结果是 自反 , 对称 , 不传递 的 , 其不满足等价关系 ;

r t s ( R ) = t r s ( R ) = = t s r ( R ) rts(R)=trs(R)==tsr(R) rts(R)=trs(R)==tsr(R) r s t ( R ) = s r t ( R ) = s t r ( R ) rst(R) = srt(R) = str(R) rst(R)=srt(R)=str(R)自反成立成立对称成立成立传递成立不成立等价关系成立 ( 该闭包称为等价闭包 )不成立


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