рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

И порядка. Фактор-множество.

И порядка. Фактор-множество. - раздел Математика, КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ДИСКРЕТНОЙ МАТЕМАТИКЕ   В Данном Параграфе Будут Рассмотрены Некоторые Виды Бинарных ...

 

В данном параграфе будут рассмотрены некоторые виды бинарных отношений. Рассмотрим непустое множество и зададим на нём бинарное отношение . Отношение называется диагональю множества и определяет отношение равенства элементов множества .

Определение 1: Бинарное отношение называется рефлексивным, если для всякого элемента выполняется условие: , т. е. диагональ должна принадлежать отношению . Иначе можно записать: - элемент находится в отношении с самим собой.

Граф рефлексивного бинарного отношения содержит петли около каждой своей вершины.

 

Определение 2: Бинарное отношение называется антирефлексивным, если для всякого элемента выполняется условие: .

Граф антирефлексивного отношения не должен иметь петель.

Определение 3: Бинарное отношение называется симметричным, если для произвольных элементов выполняется условие: , или иначе .

Каждая дуга симметричного графа обязательно имеет двойную стрелку (ребро). Если хотя бы для одной пара условие определения не выполняется, т. е. , то отношение симметричным не является.

Определение 4: Бинарное отношение называется антисимметричным, если для произвольных элементов и выполняется условие:

и , то .

Граф такого отношения имеет петли.

Определение 5: Бинарное отношение называется транзитивным, если для любых элементов выполняется следующее условие:

и , то .

Иначе можно написать: и , то . Читается: если находится в отношении с , а находится в отношении с , то находится в отношении с .

Определение 6: Бинарное отношение называется связным, если для любых справедливо утверждение:

.

Приведём примеры. Пусть рассматривается множество натуральных чисел. Зададим бинарное отношение на декартовом квадрате этого множества следующим образом: (элемент находится в отношении с элементом тогда и только тогда, когда делится на ). Проверим свойства отношения делимости натуральных чисел.

1) - рефлексивность выполняется, т. к. любое число делится без остатка само на себя.

2) из того, что не следует, что - симметричность не выполняется (например, , но ).

3) выполняется антисимметричность: если и , то .

4) выполняется транзитивность: если и , то .

5) связность не выполняется: если , то отсюда не следует, что и .

Таким образом, отношение делимости, заданное на множестве натуральных чисел, рефлексивно, антисимметрично и транзитивно.

 

Определение 7: Бинарное отношение называется отношением эквивалентности, если оно рефлексивно, симметрично и транзитивно.

Примеры: 1) отношение равенства на любом числовом множестве является отношением эквивалентности, т. к. каковы бы ни были числа a, b, c имеют место следующие утверждения:

а) ; б) ; в) .

2) отношение параллельности на множестве прямых плоскости – это отношение эквивалентности, так как для любых прямых справедливы следующие положения:

а) ||; б) ||, то ||; в) ||и ||, то ||.

3) отношение подобия на множестве всех треугольников также является рефлексивным, симметричным и транзитивным, а значит, является отношением эквивалентности.

Определение 8: Пусть - непустое множество, - множество всех подмножеств множества . Пусть - некоторая система подмножеств множества , т. е. . Система подмножеств называется разбиением множества , если выполняются следующие условия:

1) среди множеств системы нет ;

2) два различных множества из системы не пересекаются;

3) объединение всех множеств системы даёт множество .

Пример: Пусть , где и являются числовыми промежутками: , . Тогда система является разбиением для множества действительных чисел, т. к. выполнены все требования определения.

Определение 9: Пусть , - отношение эквивалентности на множестве , - произвольный элемент множества . Множество называется классом эквивалентности, порожденным элементом .

Определение 10: Множество всех классов эквивалентности по отношению эквивалентности называется фактор-множеством множества по отношению . Обозначают: . Согласно определению:

.

Примеры:

1) Для примера рассмотрим отношение сравнения на множестве целых чисел . Целые числа и называются сравнимыми по модулю , если их разность делится на без остатка. Обозначают: . Кратко это определение можно представить в виде:

.

Не сложно показать, что отношение сравнения является отношением эквивалентности, т. е. рефлексивно, симметрично и транзитивно. Найдём все классы эквивалентности и фактор-множество для случая .

а) рассмотрим элемент и . Класс эквивалентности, порождённый нулём, состоит из всех целых чисел, делящихся на 5 без остатка (0 – это остаток при делении на 5). Таким образом, имеем класс .

б) элемент порождает класс эквивалентности, состоящий из целых чисел, которые при делении на 5, дают в остатке 1. Имеем класс: .

в) аналогично рассуждая, получаем классы, порождённые элементами 2, 3, 4:

, , .

г) Класс, порождённый элементом 5, совпадает с классом, порождённым нулём:

.

Все найденные классы эквивалентности образуют фактор-множество:

, где - отношение сравнения по модулю 5.

2) Подобные конструкции встречаются и в школьной математике чрезвычайно часто. Известно, например, что фигурой на плоскости называется некоторое множество точек плоскости. Введем во множестве всех плоских фигур отношение эквивалентности, считая две фигуры эквивалентными, если их можно совместить движением. Фактор-множество по этому отношению эквивалентности состоит из классов таких, что любые две фигуры одного класса можно совместить движением. Отождествляя все фигуры одного класса, мы говорим, например, о равенстве фигур.

Теорема 1: Пусть , - отношение эквивалентности на множестве , тогда фактор-множество является разбиением множества .

Доказательство: Для доказательства достаточно показать, что фактор-множество удовлетворяет всем условиям определения разбиения множества.

1) Множество состоит из классов эквивалентности. Пусть - некоторый элемент фактор-множества. По условию теоремы, отношение - рефлексивно, значит , следовательно .

2) Нужно показать, что два различных класса не пересекаются. Пусть - такие классы эквивалентности, что . Покажем, что классы и не пересекаются. Допустим противное. Предположим, что , тогда найдётся элемент , который принадлежит этим двум классам: .

Пусть - произвольный элемент из класса , т. е. . Тогда и . Отсюда в силу симметричности отношения : и . Тогда, в силу транзитивности отношения : . Применяем те же рассуждения: и . Значит, , т. к. - транзитивно. Из последней записи видно, что . Таким образом, доказано включение: . Рассуждая аналогично, можно показать, что . Следовательно, , а это противоречит тому, что . Противоречие возникло из неверного допущения: . Значит, доказано, что два различных класса не пересекаются.

3) Доказательство последнего пункта определения разбиения можно получить непосредственно из определения фактор-множества. Теорема доказана.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ДИСКРЕТНОЙ МАТЕМАТИКЕ

ВОСТОЧНОУКРАИНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ... имени ВЛАДИМИРА ДАЛЯ... Фесенко Т Н...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: И порядка. Фактор-множество.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

ПО ДИСКРЕТНОЙ МАТЕМАТИКЕ
(для студентов специальности «Прикладная математика», «Информатика», «Системный анализ», «Компьютерные системы и сети»)

Прямое произведение множеств. Бинарные отношения.
  Пусть и - произвольные элементы. Из элементов

Представление бинарных отношений графами.
Понятие графа используется в математике для наглядного представления бинарных отношений, заданных на конечных множествах. Граф представляет собой конечный набор точек плоскости (

Булевы алгебры.
  Определение 1: Пусть - отношение порядка на множестве

Определение 7: Дистрибутивная решетка с отличными друг от друга 0 и 1, в которой всякий элемент имеет дополнение, называется булевой алгеброй.
Отметим, что теория решеток и теория булевых алгебр – это самостоятельные разделы алгебры. Определение 8: Линейно упорядоченное множество, удовлетворяющее условию мини

Мощность множества. Сравнение мощностей.
  Пусть даны конечные множества и , число элементов которых равно

Определение 2: Множества, обладающие одинаковой мощностью, называются равномощными (эквивалентными).
Два конечных множества будут равномощными, если в них содержится одинаковое число элементов. Если имеем дело с бесконечными множествами, то вопросы, связанные с мощностями, решаются путём установле

Определение 3: Множество, эквивалентное множеству чисел натурального ряда, называется счетным.
Натуральный ряд чисел – это счётное множество. Все множества, равномощные множеству , имеют такую же мощность. Теорема 4:

Трансфинитная индукция.
  Понятие мощности множества является обобщением понятия количества элементов конечного множества. А число элементов во множестве – это натуральное число. Но над натуральными числами

Определение 3: Если два линейно упорядоченных множества изоморфны, то их называют подобными множествами.
Подобие для линейно упорядоченных множеств - есть бинарное отношение между линейно упорядоченными множествами, являющееся отношением эквивалентности. Фактор-множество по этому отношению эквивалентн

Задачи для самостоятельной работы.
1) Доказать, что два множества равны тогда и только тогда, когда их пересечение и объединение совпадают. 2) Обозначим через множес

Отрицание – обозначается ,читается:«не » или «неверно, что ».
2) Дизъюнкция (логическое сложение), обозначаемое(читается «и

Формулы алгебры логики. Тавтологии.
  В алгебре выводятся формулы, которые остаются верными, какие бы числа не подставляли вместо букв, входящих в эти формулы. Подобным образом в алгебре высказываний конструируются форм

Доказательство.
Необходимость: Пусть формулы и равносильны. Тогда, по определению, для люб

Определение 3: Множество всех значений таких, что предикат при этих значениях принимает значение «истина», называется областью истинности предиката.
Определение 4: Предикат , определённый на множестве , называе

Формулы и тавтологии логики предикатов.
  При введении определения формул логики предикатов будем использовать следующие обозначения (алфавит): 1) – индивид

Формальный язык логики высказываний.
  Таблицы истинности в логике высказываний позволяют ответить на многие вопросы. Например, является ли данная формула тавтологией, противоречием или выполнимой формулой; влечёт ли она

Предикатов. Свойства теорий первого порядка.
  Для записи формул логики предикатов используется следующий алфавит: скобки, запятые, символы исчисления высказываний (отрицание

Задачи для самостоятельной работы.
1.Определить истинность следующих высказываний, если , ,

Определение формулы и суперпозиции.
  Пусть имеется счетное множество переменных , где

Принцип двойственности.
  Пусть – некоторое подмножество множества булевых функций: .

Линейные функции. Монотонные функции.
  Рассмотрим систему функций: , ,

Теорема Поста.
  В предыдущем параграфе были рассмотрены некоторые классы булевых функций. В каждый класс попадают функции, обладающие определённым свойством. Для удобства введём следующие обозначен

Задачи для самостоятельной работы.
1) Сколько имеется различных двоичных наборов длины ? 2) Сколько имеется

Правила комбинаторики.
  Начнем с основных принципов комбинаторики, т.е. с правил. Существует два общих правила комбинаторики: правило сложения и правило умножения. Правило слож

Определение 2: Множество с заданным на нем порядком называется упорядоченным множеством.
Очевидно, что множество, содержащее более одного элемента, можно упорядочить не единственным способом. Например, из двух букв и

Определение 8: Конечные упорядоченные множества называются размещениями.
Теорема 3: Количество всех размещений из элементов по элемен

Определение 10: Конечные неупорядоченные множества называются сочетаниями.
Таким образом, сочетания – это такая выборка элементов, при которой их порядок совершенно не важен. Сочетаний из элементов по

Свойства сочетаний.
  Одной из наиболее распространённых комбинаторных формул является формула числа сочетаний. Для упрощения подсчётов и для доказательства некоторых утверждений удобно использовать след

Комбинаторика с повторениями.
  Одна из особенностей комбинаторных задач заключается в том, что в ней исключительно большую роль играет точность формулировки. Обычно в задаче по комбинаторике необходимо определить

Определение 2: Группы, составленные из объектов, которые принадлежат одному из типов элементов, называют сочетаниями с повторениями.
Число всевозможных сочетаний с повторениями обозначают следующим символом: . Сочетания с повторениями, как было показано в примере

Упражнения для самостоятельной работы.
  1. Сколько всегочетырёхзначных натуральныхчисел? Сколько всего четырёхзначных натуральныхчисел, в записи которых нет одинаковых цифр?  

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги