关系及其表示

发布时间 2023-10-19 16:23:49作者: ssnape

关系分类:

  • n元关系
  • 二元关系
  • 空关系
  • 全关系

几个定义

  1. 二元关系 AxB 记为$xRy$
  2. 全域关系$A \times B$, 恒等关系$I_A = {<x,x> | x \in A}$
  3. 两个$R_1$, $R_2$关系相等要求:1. $R_1 = R_2$。2. $R_1$,$R_2$来自的集合相等。
  4. 定义域 dom R,值域 ran R

关系的表示

  1. 列举法
  2. 关系图
  3. 关系矩阵 $a_{ij} = (x_i==y_j)$ 矩阵先行后列

关系的性质

谓词逻辑

P -> Q 真值表

P Q P ->Q
F F T
F T T
T F F
T T T

五种典型二元关系

  • 自反,反自反
  • 对称,反对称
  • 传递
R 自反 反自反 对称 反对称 传递
$M_R$ 对角线元素全1 对角线元素全0 对称矩阵 非对称矩阵 字面意思
$G_R$ 每个节点有自圈 节点都无自圈 成对出现有向边 无成对有向边 处处有捷径
既对称又反对称则关系矩阵只包括对角线

关系的运算

  • 关系的交 ,和, 差,对称差。
  • 补关系,逆关系
  • 复合关系
  • 关系幂

补充定理

若二元关系$R \in A^2$,则
i)   R是自反的       iff  $R^{-1}$是自反的
ii)  R是反自反的    iff  $R^{-1}$是反自反的
iii) R是对称的       iff  $R^{-1}$是对称的,且$R = R^{-1}$
iv) R是反对称的  iff  $R^{-1}$是反对称的
v)  R是传递的       iff  $R^{-1}$是传递的

关系的闭包

  • 自反闭包 r(R)
  • 对称闭包 s(R)
  • 传递闭包 t(R)
    R为集合A上的二元关系,
         i)     r(R) = R∪$I_A$;
         ii)    s(R) = R∪$R^{-1}$;
         iii)   t(R) = $R^+$ 。$R^+ = R^1 \cup R^2 \cup R^3 .... \cup R^n$
    设二元关系R1,R2 $\in A^2$,R1 $\in$ R2则
    i)     $r(R1) \in r(R2)$;
    ii)    $s(R1) \in s(R2)$;
    iii)   $s(R1) \in s(R2)$。
    设二元关系R $\in A^2$,
     i)      若R是自反的,则s(R)和t(R)也是自反的;
     ii)     若R是对称的,则r(R)和t(R)也是对称的;
     iii)    若R是传递的,则r(R)也是传递的;s(R)不一定传递
     v)      rs(R) = sr(R);
     vi)     rt(R) = tr(R);
     vii) st(R) $\in$ ts(R);