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离散数学复习资料(4)

来源:网络收集 时间:2019-04-15 下载这篇文档 手机版
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={<1,1>,<1,2>,<2,1>,<2,2>,<3,3>,<3,4>,<3,5>,<4,3>,<4,4>,<4,5>,<5,3>,<5,4>,<5,5>}

b)

上图是相容关系图(简单一些)

Mρ= 1 2 3 4 5 1| 1 1 0 0 0 | 2| 1 1 0 0 0 | 3| 0 0 1 1 1 | 4| 0 0 1 1 1 | 5| 0 0 1 1 1 |

只画黄色部分也可以。

________________________________________

6、设正整数的序偶集合A,在A上定义二元关系R如下: <,>?R,当且仅当xv=yu,证明:R是一个等价关系。 晓津证明如下:

(1)因为xv=yu,则有x/y=u/v 且有x/y=x/y,u/v=u/v

因此有<,>?R,<,>?R 所以R是自反的。

(2)因为xv=yu,则有x/y=u/v ,且有u/v=x/y,

因此有<,>?R, 所以R是对称的。

(3)设有s,t,?A

若有x/y=u/v且u/v=s/t 则s/t=x/y, 则有x/y=s/t 因此有<,>?R 所以R是传递的。

因而R是一个等价关系。

________________________________________

7、设集合A有4个元素,那么,A中有多少个划分?A上有多少个等价关系? 解:有下列几种划分: { { } ,{ } ,{ },{ } }

四个元素的划分有 1个

{ { } ,{ } ,{ } } 三个元素的划分有 12种 { { } ,{ } } 二个元素的划分有 6种

{ { } } 一个元素的划分有 1种 总共有 20种划分。

20种划分对应20种等价关系

阮允准提醒说划分只有15种,晓津现给出确定的结果,三个元素的划分只有6种,二个元素的划分有7种。总共15种。

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8、设П1与П2是非空集合A的划分,问:П1∪П2、П1∩П2、和П1-П2是A的划分吗?在什么条件下,它们能构成A的划分。

解:П1∪П2:不是A的划分。 П1∩П2:不是划分。 П1-П2: 不是划分。

在 П1=П2 的情况下,它们能构成A的划分 晓津补充证明: (1)

П1∪П2不一定是A的划分:

若有S1?Π1 ,S2?Π2, 有a?A 且 a?S1且a?S2 , 则S1∪S2 A ,S1∪S2?Π1∪Π2 但S1∩S2≠φ 所以, Π1∪Π2不一定是A的划分 其他类似。

3.8节习题参考答案

(本节习题答案由jhju提供,晓津补充。旨在抛砖引玉,不同意见请到分课论坛发表) http://jjzk.yeah.net 题号:1 2 3 4 5 6

________________________________________

1、画出A={3,9,27,54}上整除关系的哈斯图,并说明是否为全序关系。 解:

/={<3,3>,<3,9>,<3,27>,<3,54>,<9,9>,<9,27>,<9,54>,<27,27>,<27,54>,<54,54>}

哈斯图见上。其不是全序关系。

晓津认为这个关系应是全序关系,因为对于任意两个元素a,b,必有a<=b 或b<=a。 ________________________________________

2、设 A={1,2,3,4,5,6},R为A上的整除关系,试求: a) A的极大元、极小元、最大元和最小元。

b) 子集 A1={2,3,6} 和A2={2,3,5}的上界、下界、上确界、下确界。 解:

R={<1,2>,<1,3>,<1,4>,<1,5>,<1,6>,<2,4>,<2,6>,<3,6>,<1,1>,<2,2>,<3,3>,<4,4>,<5,5>,<6,6>} COVA={<1,2>,<1,3>,<1,5>,<2,4>,<2,6>,<3,6>}

a) 其极大元为 {4,5,6} 极小元 { 1 } 最大元不存在.最小元 { 1 }

从哈斯图上看出 最大元、最小元、极小元、极大元的方法:以下均就A是一个偏序集而言,B包含于A,求B中的极大元、极小元、最大元、最小元。

(1)极大元:在B的哈斯图中每一个孤立结点或只有下方连线的结点都是B的极大元。

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(2)极小元:在B的哈斯图中每一个孤立结点或只有上方连线的结点都是B的极小元。

(3)最大元和最小元:首先找出B的极大元和极小元。若极大元或极小元只有一个,则这个极大元或极小元就是B的最大元或最小元;若不止一个,则B的最大元或最小元不存在。

b) A1的上界、上确界为 { 6 } 下界、下确界为 { 1 } A2的上界、上确界不存在, 下界、下确界为 { 1 }

从哈斯图上看出 上界、上确界、下界、下确界的方法:A是一个偏序集,B包含于A,在哈斯图中,求B的上界、上确界,下界、下确界。

在A的哈斯图中,标出B中的结点,则不低于(不高于)其中最高结点(最低结点)并有与它们均相连且只通过下方( 上方)直线相连(包括环)的结点都为B的上界(下界);在上界集(下界集)中距B中最高结点(最低结点)路径最短的结点是上确界(下确界)。

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3、设集合R是A上的二元关系,证明:

a) 如果R是A上拟序关系,则 r(R)=R∪IA是偏序关系。 b) 如果R是一偏序关系,则 R-IA是拟序关系。 证明:

a) R是A上拟序关系,则有:R是反自反和传递的。 R∪IA

{| ?R∧x?A∧y?A∧x x} ∪ {| x?A∧y?A∧xRx}

{ | ?R∧x?A∧y?A∧x x∨xRx} { |

?R∧x?A∧y?A∧xRx} 可见R∪IA 具有自反性

R具有传递性,则

?R 且 ?R ,则必有 ?R

?R => ?R∪IA ?R =>?R∪IA ?R => ?R∪IA

?R∪IA 且 ?R∪IA ,则必有 ?R∪IA

可见R∪IA 具有传递性

根据定理3.8.1 R是拟序,则R必有反对称性 => R={ |x,y?A∧xRy∧x≠y∧y x} R∪IA

{|x,y?A∧xRy∧x≠y∧y x} ∪ {| x?A∧y?A∧xRx}

{ |x,y?A∧xRy∧x≠y∧y x∧xRx} 可见R∪IA 具有反对称性

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得证:r(R)=R∪IA是偏序关系

b) 如果R是一偏序关系,则 R-IA是拟序关系。

简略证明:偏序关系与拟序关系相比,区别在于自反性和反自反性 而 R

一旦失去了IA,则自反性也就丢失了。故R-IA是拟序关系 阮允准同学认为上述证明不够规范,给出证明如下: a) 如果R是A上拟序关系,则 r(R)=R∪IA是偏序关系。

a)对于任意x?A,有<x,x>?IA ∴?R∪IA ∴r(R)是自反的

对于任意(x≠y) ?R∪IA ∴?R

∵R是A上的拟序关系 ∴R 又IA

∴r(R)是反对称的

设x,y,z?A,且,?R∪IA 则,?R或,?IA ∴?R或?IA ∴?R∪IA ∴r(R)是传递的 b)证法类似

________________________________________

4、设R是集合S上的关系,S'是S的子集,定义S'上关系R'如下: R'=R∩(S'×S')

确定下述每一条断言是真还是假

a) 如果R在S上是传递的,那么R'在S'上是传递的。 b) 如果R是S上偏序关系,那么R'是S'上的偏序关系。 c)

如果R是S上的拟序关系,那么R'是S'上的拟序关系。 d) 如果R是S上的线序关系,那么R'是S'上线序关系。 解: a)

为真,因为S'×S'在S'是传递的,而R在S上是传递的,经过∩运算后仍具有传递性 b) 为假 因为S'×S'在S'是对称的 c) 为假

d) 为真

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阮允准同学认为:a,b,c,d都是正确的 b)证明:

显然R′是自反的,传递的 现证反对称 ?R′且(x≠y) 则?R

∵R是偏序关系 ∴R ∴R′

∴R是反对称的 其它证法类似。

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5、设偏序集 ,若有B A,如B中存在最大元(最小元),则必为惟一。 晓津证明:

设若B中有最大元a,b,则对于B中任一元素x有x a ,x b , 对于a为最大元,应有b a 对于b为最大元,应有a b,如果a≠b,则表明B上关系不是反对称的,这个结论与B A且A上关系是偏序集的前提相矛盾,因此必有a=b,即最大元只能有一个。推广到更多的情况也是如此。对于最小元,其情形与之相同,因此最小元也只能是唯一的。

________________________________________

6、证明每一个良序集合一定是一个全序集合;反之成立吗?试说明理由? 晓津证明:

根据定义,设为全序集,如果A的任何非空子集都含有最小元,则为良序集合,所以良序集必为全序集。 反之不一定成立,如果一个全序集合A中有一非空子集不含有最小元,则该全序集就不是良序集。 ________________________________________

阮允准同学认为书中的定义是错误的

良序的定义是:设<A,?>为偏序集......

现证明:设<A,?>为良序集,对任意的a,b?A,构造集合 {a,b},显然{a,b}包含于A,

∴{a,b}有最小元,故必有a?b或b?a ∴<A,?>是全序集

反之也成立,因为全序集中任意两个元素都可比 所以对每一个非空子集,必有最小元

(事实上,全序的哈斯图是一条直线,从哈斯图中不难看出对每一个非空集合都有最小元) 3.9习题参考答案

(本节习题答案由jhju提供,晓津,阮允准补充。旨在抛砖引玉,欢迎到分课论坛发表不同意见) http://jjzk.yeah.net 题号:1 2 3 4

________________________________________

1、下列集合条件分别确定f是否从X到Y上的函数,并对f:X->Y指出哪些是入射,哪些是满射,哪些是双射? a) X={1,2,3,4,5}, Y={6,7,8,9,10},

f={<1,8>,<3,10>,<2,6>,<4,9>}; 其不是满射、是入射。

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