离散数学 关系的性质

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
4.3 关系的性质
关系的性质及特点 关系性质的充要条件 关系性质的证明 运算和性质的关系
1
一、关系的性质及特点
1. 自反的二元关系
(1). 定 义 : R 是 A 上 的 二 元 关 系 , 若 则称R在 上是自反的二元关系 上是自反的二元关系。 ∀x(x∈A→<x,x>∈R), 则称 在A上是自反的二元关系。 ∈ ∈ 即如果对于A中的每一个元素 都有 都有(a,a)∈ R,则称R 即如果对于A中的每一个元素a,都有 ∈ ,则称R 为自反的二元关系。 为自反的二元关系。 A={a,b,c}, R={ (a,a),(b,b),(c,c),(a,b)}, 例如 A={ } , 则R是自反的。 是自反的。 又如A= A={ 又如A={1,2,3}, R是A上的整除关系, } 是 上的整除关系, 显然, 是自反的,因为( 显然,R是自反的,因为(1, 1),(2, 2),(3, 3) )( )( )
9
4.反对称的二元关系 .
(1). 定义:若∀ x,y(x,y∈A∧<x,y>∈R∧<y,x>∈R→x=y), 定义: ∈ ∧ ∈ ∧ ∈ 则称R为 上的反对称关系 上的反对称关系. 则称 为A上的反对称关系 和有(b,a) ∈R 即R是A上的二元关系,每当有 是 上的二元关系,每当有(a,b) ∈R和有 则称R 时,必有a=b,则称R是反对称的二元关系。 必有 则称 是反对称的二元关系。 反对称的定义也可写为:R是A上的二元关系, 反对称的定义也可写为:R是 上的二元关系, :R 则必有(b,a) ∉R, 当a≠b时,如果 时 如果(a,b) ∈R,则必有 则必有 称R为反对称的二元关系。 为反对称的二元关系。 例如A 例如A={1,2,3},R是A上的小于关系,即a<b,(a,b)∈R。 是 上的小于关系, , ) 易见R={(1,2),(1,3),(2,3)},所以R是反对称的。 易见R 所以R是反对称的。 所以 又如A是一些整数组成的集合,如果 整除 整除b, 又如A是一些整数组成的集合,如果a整除 ,则(a,b) ∈R,
13
5. 可传递的二元关系
(1). 定义: R是A上的二元关系, 定义: 是 上的二元关系 上的二元关系, ∀x∀y∀z(x,y,z∈A∧<x,y>∈R∧<y,z>∈R→<x,z>∈R), ∀ ∀ ∈ ∧ ∈ ∧ ∈ ∈ 则称R是A上的传递关系 则称 是 上的传递关系. 上的传递关系 每当有(a,b) ∈R和(b,c) ∈R 每当有 和 必有(a,c) ∈R ,则称为可传递的二元关系。 则称为可传递的二元关系。 时,必有 例如整除关系是可传递的,因为每当(a,b) ∈R时, 例如整除关系是可传递的,因为每当( , ) 时 能整除c时 即 a 能整除 b,b能整除 时,显然 a 能整除 c, , 能整除 , 所以必有( , ) 所以必有(a,c) ∈R 。 又如A={a,b,c,d,e},其中 、b、c、d、e分别是表示 又如 , , , , ,其中a、 、 、 、 分别是表示 5个人,且a、b、c同住一个房间;d和e同住另一个房间。 个人, 同住一个房间; 和 同住另一个房间 同住另一个房间。 个人 、 、 同住一个房间 如果同住一房间的人认为是相关的, 如果同住一房间的人认为是相关的,显然这种同房间关系
关系图中每个顶点都没有环。 关系图中每个顶点都没有环。
实例: 实例: 实数集上的小于关系,空关系∅ 实数集上的小于关系,空关系∅,幂集上的 真包含关系都是反自反关系。 真包含关系都是反自反关系。
6
上的关系, 例1 A={1,2,3}, R1, R2, R3是A上的关系 其中 上的关系 R1={<1,1>,<2,2>} R2={<1,1>,<2,2>,<3,3>,<1,2>} R3={<1,3>}
R1既不是自反也不是反自反的 R2为自反关系 为自反关系, R3为反自反关系。 为反自反关系。
7
3. 对称的二元关系
(1). 定义 R是A上的二元关系, 定义: 是 上的二元关系, 若∀x,y(x,y∈A∧<x,y>∈R→<y,x>∈R), , ∈ ∧ ∈ ∈ 则称R为 上对称的二元关系 的二元关系. 则称 为A上对称的二元关系 即如果(a,b) ∈R, 就一定有 就一定有(b,a) ∈R, 即如果 则称R为对称的二元关系。 则称R为对称的二元关系。 例如A 例如A={a,b,c,d}, R={(a,a),(a,b),(b,a),(b,d),(d,b)}
Hale Waihona Puke Baidu
R1 是A上的传递关系 上的传递关系 R2不是 上的传递关系 不是A上的传递关系
判断下图中关系的性质, 并说明理由. 例4 判断下图中关系的性质 并说明理由
(1)不自反也不反自反;对称, 不反对称;不传递 不自反也不反自反;对称 不反对称;不传递. 不自反也不反自反 (2)反自反,不是自反的;反对称,不是对称的; 反自反,不是自反的;反对称,不是对称的; 反自反 (3)自反,不反自反;反对称,不是对称;不传递 自反,不反自反;反对称,不是对称;不传递. 自反
4
2.反自反的二元关系 .
(1). 定义: R是A上的二元关系,若∀x(x∈A→<x,x>∉R), 定义: 是 上的二元关系, ∈ ∉ 则称R在 上是反自反的二元关系 上是反自反的二元关系. 则称 在A上是反自反的二元关系 即对于A中的每一个元素 都有 都有(a,a) ∉ R,则称R为 即对于A中的每一个元素a,都有 ,则称R 反自反的二元关系。 反自反的二元关系。 例如A={ 是反自反的。 例如A={a,b,c}, R={ (a,b),(b,c),(b,a)},则R是反自反的。 A= } , 又如A={ 又如A={1,2,3}, R是A上的小于关系,即当 A= } 是 上的小于关系,即当a<b时, 时 (a,b) ∈R。显然,R是反自反的。 。显然, 是反自反的。 注意,非自反的二元关系不一定是反自反的二元关系, 注意,非自反的二元关系不一定是反自反的二元关系, 因为存在着这样的二元关系, 因为存在着这样的二元关系,它既不是自反的又不是反自 反的, 反的,如A={a,b,c},R={(a,a),(a,b)},那么R不是自反的 因 ,那么R不是自反的(因
如果两点之 如果顶点 xi 连 间有边, 通到x 间有边 是 通到 k , 则从 xi 一条有向边 到 xk 有边 (无双向边 无双向边) 无双向边
16
上的关系, 例3 设A={1,2,3}, R1, R2是A上的关系 其中 = 上的关系 R1={<1,1>,<2,2>} R2={<1,2>,<2,3>}
14
是可传递的。 是可传递的。
(2). 关系矩阵的特点: 关系矩阵的特点: (3). 关系图的特点: 关系图的特点:
关系图中如果两个顶点x 之间有边, 关系图中如果两个顶点 i到xj之间有边 xj到 xk之间有边 则从 i到xk之间有边。 之间有边,则从 则从x 之间有边。 实例: 实例: A上的全域关系 A,恒等关系 A和空关系∅ 上的全域关系E 恒等关系 和空关系∅ 上的全域关系 恒等关系I 小于等于关系, 小于关系,整除关系,包含关系, 小于等于关系 小于关系,整除关系,包含关系, 真包含关系都是传递的二元关系。 真包含关系都是传递的二元关系。
2
都属于R。 都属于 。
注意,在关系的自反性定义中,要求对于 中 注意,在关系的自反性定义中,要求对于A中 的每一个元素a都有 的每一个元素 都有(a,a) ∈R。所以当 都有 。所以当A={a,b,c},而 , R={(a,a),(b,b)}时,R并不是自反的,因为 时 并不是自反的, 并不是自反的 因为(c,c) ∉R。 。 又如A={1,2,3},R是A上的二元关系,当a,b∈A, , 是 上的二元关系 上的二元关系, 又如 ∈ , 且a和b都是素数时,(a,b) ∈R。 都是素数时, 和 都是素数时 。 可见R= 可见R={(2,2),(3,3),(2,3),(3,2)},R也不是自反关 R= , 系,因为(1,1) ∉R。 因为 。
12
都是A上的关系 上的关系, 例2 设A={1,2,3}, R1, R2, R3和R4都是 上的关系 = 其中 R1={<1,1>,<2,2>}, R2={<1,1>,<1,2>,<2,1>} , R3={<1,2>,<1,3>}, R4={<1,2>,<2,1>,<1,3>} ,
R1 对称、反对称 对称、反对称. R2 对称,不反对称 对称,不反对称. R3 反对称,不对称 反对称,不对称. R4 不对称、也不反对称 不对称、也不反对称.
10
R也是反对称的。 也是反对称的。 也是反对称的
注意, 对称的” 注意,“对称的”和“反对称的”这两个概念并非相互对立, 反对称的”这两个概念并非相互对立, 相互排斥的。 相互排斥的。存在着既不是对称的又不是反对称的二元 关系,也存在着既是对称的又是反对称的二元关系。 关系,也存在着既是对称的又是反对称的二元关系。 例如 A={a,b,c,d} R={(a,b),(b,a),(c,d)}
则R是对称的二元关系。 是对称的二元关系。 又如A 对于A 如果a,b是模 又如A={1,2,3,4,5},对于A中元素 和b,如果 是模 对于 中元素a和 如果 3同余关系,则(a,b) ∈R, 易见R是对称关系。 同余关系, 易见R是对称关系。 同余关系
8
(2). 关系矩阵的特点: 关系矩阵的特点:
3
(2). 关系矩阵的特点: 关系矩阵的特点:
关系矩阵中主对角线上的元素全为1。 关系矩阵中主对角线上的元素全为 。
(3). 关系图的特点: 关系图的特点:
关系图中每个顶点都有环。 关系图中每个顶点都有环。 实例: 实例: A上的全域关系 A, 恒等关系 A,小于等于关系 上的全域关系E 恒等关系I 上的全域关系 整除关系D 都是自反关系 反关系: LA, 整除关系 A都是自反关系:
关系矩阵为对称矩阵。 关系矩阵为对称矩阵。
(3). 关系图的特点: 关系图的特点:
关系图中如果两个顶点之间有边一定是一对 方向相反的边。 方向相反的边。
实例: 实例: A上的全域关系 A, 恒等关系 A和空关系∅ 上的全域关系E 恒等关系I 和空关系∅ 上的全域关系 都是对称关系。 都是对称关系。 对称关系
5 为(b,b), (c,c)都不属于R),R也不是反自反的(因为 都不属于R , 也不是反自反的 因为(a,a) ∈R)。 。 都不属于 因为
(2). 关系矩阵的特点: 关系矩阵的特点:
关系矩阵中主对角线上的元素全为0。 关系矩阵中主对角线上的元素全为 。
(3). 关系图的特点: 关系图的特点:
11
(2). 关系矩阵的特点: 关系矩阵的特点:
关系矩阵中以主对角线对称的元素不能同时为1。 关系矩阵中以主对角线对称的元素不能同时为 。
(3). 关系图的特点: 关系图的特点:
关系图中如果两个顶点之间有边一定是一条有向边。 关系图中如果两个顶点之间有边一定是一条有向边。
实例: 实例: 恒等关系I 空关系∅都是A上的反对称关系 上的反对称关系。 恒等关系 A,空关系∅都是 上的反对称关系。
这里R既不是对称的,也不是反对称的。 这里 既不是对称的,也不是反对称的。 既不是对称的 因为虽有(a,b) ∈R, (b,a) ∈R,但(c,d) ∈R时(d,c) ∉ R, 因为虽有 , 时 因此R不是对称的, 因此 不是对称的, 不是对称的 因为有(a,b) ∈R和(b,a) ∈R,因此 不是反对称的。 不是反对称的。 因为有 和 ,因此R不是反对称的 又如A={a,b,c}, R={(a,a)}, 可知R是对称的,又是反对称的。 可知R是对称的,又是反对称的。 又如
15
关系性质判别汇总
表达式 关系 矩阵 自反性 主对角 线元素 全是1 全是 反自反性 主对角线 元素全是 0 对称性 矩阵是 对称矩 阵 反对称性 若rij=1, 且 i≠j, 则rji=0 传递性
关系图
每个顶 点都有 环
每个顶点 都没有环
如果两 个顶点 之间有 边, 是一 对方向 相反的 边(无单 无单 边)
相关文档
最新文档