关系(数学中关系)

由网友(樱花落心扉)分享简介:闭系常指2元闭系,数教的基原观点之1,闭系是正在调集的根蒂根基上界说的1个沉要的观点,取调集的观点1样,闭系的观点正在计较机科教中也是最基原的。它首要反应元艳之间的接洽以及性子,正在计较机科教中有沉要的意思,若有限主动机以及情势言语、编译步伐设计、疑息检索、数据布局和算法阐发以及步伐设计的形容中时常呈现。[一]中文名闭系别号2元闭系...

关系常指二元关系,数学的基本概念之一,关系是在集合的基础上定义的一个重要的概念,与集合的概念一样,关系的概念在计算机科学中也是最基本的。它主要反映元素之间的联系和性质,在计算机科学中有重要的意义,如有限自动机和形式语言、编译程序设计、信息检索、数据结构以及算法分析和程序设计的描述中经常出现。[1]

中文名

关系

别名

二元关系

用途

反映元素之间的联系和性质

外文名

binary relation、relation

所属学科

数学

基本概念

中考最容易忽视的考点 数学在生活中应用

给定任意集合A和B,若,则称R为从A到B的二元关系,特别在A=B时,称R为A上的二元关系.可见,R是有序对的集合.若,则也表示为,即

若,则称R为A到B上空关系;若R=A×B,称R为A到B上全域关系.特别当A=B时,称为A上空关系,称R=AXA为A上的全域关系.称为A上的恒等关系,记为.[2]

定义域、值域和域

令,且

则称D(R)、R(R)和F(R)分别是二元关系R的定义域、值域和域。

显然。

关系是有序对的集合,对它可进行集合运算,其结果也是有序对的集合,即也是某一种二元关系。令R和S是两个二元关系,则和R'都分别定义了某一种二元关系,并且可表示成:[2]

关系矩阵与关系图

表达从有穷集合到有穷集合的二元关系时,矩阵和有向图都是得力的工具。

定义给集合和,且.若则称矩阵为R的关系矩阵。

当给定关系R,可求出关系矩阵;反之,若给出关系矩阵,也能求出关系R。

集合A上的二元关系R也可用有向图表示.具体方法是:用小圆圈表示A中的元素,小圆圈称为图的结点,把对应于元素和的结点分别标记和若,则用弧线段或直线段把和连接起来,并在弧线或直线上设置一箭头,使之由指向;若,则在结点上画一条带箭头的自封闭曲线或有向环,称这样的弧线或封闭曲线为弧或有向环,这样得到的有向图叫做关系R的图示,简称关系图,记为。[2]

关系的性质

关系的性质是指集合中二元关系的性质,这些性质扮演着重要角色,下面将定义这些性质。并给出它的关系矩阵和关系图的特点。[2]

自反令,若对A中每个x,都有,则称R是自反的,即A上关系R是自反的。

在全集U中所有子集的集合中,包含关系是自反的,相等关系=也是自反的;但是,真包含关系不是自反的,整数集合Z中,关系≤是自反的,而关系<不是自反的。

反自反令,若对于A中每个x,有,则称R是反自反的,即A上关系R是反自反的。

该定义表明了,一个反自反的关系R中,不应包括有任何相同元素的有序对,由定义说明中可知真包含关系是反自反的,但包含关系不是反自反的;小于关系<是反自反的,而≤不是反自反的。

应该指出,任何一个不是自反的关系,未必是反自反的;反之,任何一个不是反自反的关系,未必是自反的,这就是说,存在既不是自反的也不是反自反的二元关系。

对称令,对于A中每个x和y,若xRy,则yRx,称R是对称的,即A上关系R是对称的。

该定义表明了,在表示对称的关系R的有序对集合中,若有有序对,则必定还会有有序对。

在全集U的所有子集的集合中,相等关系是对称的,包含关系和真包含关系都不是对称的;在整数集合Z中,相等关系=是对称的,而关系≤和<都不是对称的。

反对称令,对于A中每个x和y,若xRy且yRx,则x=y,称R是反对称的,即A上关系R是反对称的。

该定义表明了,在表示反对称关系R的有序对集合中,若存在有序对和,则必定是x=y,或者说,在R中若有有序对,则除非x=y,否则必定不会出现。

在全集U的所有子集的集合中,相等关系=,包含关系和真包含关系都是反对称的,但全域关系不是反对称的.在整数集合Z中,=,≤和<也都是反对称的。

可见,有些关系既是对称的,又是反对称的,如相等关系;有些关系是对称的,但不是反对称的,如Z中的“绝对值相等”;有些关系是反对称的,但不是对称的,如Z中的≤和<;还有的关系既不是对称的,又不是反对称的,例如,A={a,c,b}中.

传递令,对于A中每个x,y,z,若xRy且yRx,则xRz,称R是传递的,即A上关系R是传递的

该定义表明了,在表示可传递关系R的有序对集合中,若有有序对和,则必有有序对。

显然,上述提到的关系中,,=和≤,<,=都是传递的,在直线的集合中,平行关系是传递的,但垂直关系不是传递的。

通过上面几个实例,看出:

①若A上关系R是自反的,则中主对角线上元素全为1,而中每个结点有有向环;反之亦然;

②若A上关系R是反自反的,则中主对角线上元素全为0,而中每个结点无有向环;反之亦然;

③若A上关系R是对称的,则是对称矩阵,而中任何两结点若有弧,弧必成对出现;反之亦然;

④若A上关系R是反对称的,则中主对角线元素不能同时为1,而中若两结点间有弧,弧不能成对出现;反之亦然;

⑤若A上关系R是传递的,则中若,则,而中若有弧和,则必有弧;反之亦然。

此外,还有:

①任何集合上的相等关系=是自反的,对称的、反对称的和传递的,但不是反自反的。

②整数集合Z中,关系≤是自反的、反对称的和传递的,但不是反自反的和对称的,关系<是反自反的、反对称的和传递的,但不是自反的和对称的。

③非空集合上的空关系是反自反的、对称的、反对称的和传递的,但不是自反的,空集合上的空关系则是自反的、反自反的、对称的、反对称的和传递的。

④非空集合上的全域关系是自反的、对称的和传递的,但不是反自反的和反对称的。[2]

定理设,若R是反自反的和传递的,则R是反对称的。[2]

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