离散数学关系的基本运算和关系的性质闭包
关系的运算
定义5.2.1: 设R,S是X到Y的二元关系,则R∪S,R∩S,R-S,~R,R ⨁ S也是X到Y的二元关系。 二元关系是以序偶为元素的集合,因此可以对它进行集合的运算,如∩、∪、-、 ~和⨁运算而产生新的集合。
基本运算
例子:
关系的复合运算
(实例引导) 设有家族成员集合A: R1是A上的姐弟关系,<x,y>R1,表示x是y的姐妹, R2是A上的父子关系,<y,z>R2,表示y是z的父亲。 由于y的中间作用,x与z之间产生了一种新的关系:姑侄关系。 关系复合运算性质:
关系的逆运算
逆运算的性质:
关系的性质
一. 自反性和反自反性
定义5.3.1: 从关系有向图看自反性:每个结点都有环。 从关系矩阵看自反性:主对角线都为1。 从关系有向图看反自反性:每个结点都无环。 从关系矩阵看反自反性:主对角线都为0。
集合A上自反、反自反关系的个数 例5.3.1: 设|A|=n,试计算A上所有具有自反和反自反性质关系R 的个数。
二.对称性和反对称性
从关系有向图看对称性:在两个不同的结点之间,若有边的话,则有方向相反的两条边。 从关系矩阵看对称性:以主对角线对称的矩阵。 由R的关系图看反对称性:两个不同的结点之间最 多有一条边。 从关系矩阵看反对称性:以主对角线对称的两个 元素中最多有一个1。 对称与反对称不是完全对立的,有些关系它既是对称也是反对称的,如空关系和恒等关系;亦存在既不对称也不是反对称的关系。
三. 传递性
从关系图和关系矩阵中不易看清是否有传递性。一般直接根据传递的定义来检查。 检查时要特别注意使得传递定义表达式的前件为F的时候此表达式为T,即是传递的。 即:对任意的x,y,z∈A,如果<x,y>R或者<y,z>R,则R在A上是传递的。
空关系是一种特殊关系,指关系集A×B中的子集∅。非空集合中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;
关系性质的判定定理
关系的性质闭包
闭包定义: 自反闭包对称闭包传递闭包计算方法: 传递闭包:
整数集上的自反闭包
关系的幂运算
单位元(幺元) 鸽巢原理一般指抽屉原理,是组合数学中一个重要的原理。抽屉原理的含义:如果每个抽屉代表一个集合,每一个苹果代表一个元素,假如有n+1个元素放到n个集合中,其中必定有一个集合里至少有两个元素
传递闭包的关系矩阵
Warshall算法
闭包关系的性质
- R是A上关系,则 ⑴ R是自反的,当且仅当 r(R )=R。 ⑵ R是对称的,当且仅当 s(R )=R。 ⑶ R是传递的,当且仅当 t(R )=R。
多重闭包
二元关系的闭包仍然是二元关系,还可以继续对求得的关系求闭包。 例如,R是A上的二元关系, r®是它的自反闭包,还可以求r®的对称闭包。r®的对称闭包记为s(r®),简记为sr®,读作R的自反闭包的对称闭包。 类似的,R的对称闭包的自反闭包r(s®)简记为rs®,R的对称闭包的传递闭包t(s®),简记为ts®,……