Бинарные отношения

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 31 Января 2011 в 12:17, реферат

Описание работы

Бинарные отношения служат простым и удобным аппаратом для весьма широкого круга задач. Язык бинарных и n-арных отношений используется во многих прикладных (для математики) областях, например, таких как математическая лингвистика, математическая биология, математическая теория баз данных. Широкое использование языка бинарных отношений легко объясняется - геометрический аспект теории бинарных отношений есть попросту теория графов.

Файлы: 1 файл

бинарные отношения.docx

— 37.40 Кб (Скачать файл)

1. Бинарные отношения

Бинарные отношения  служат простым и удобным аппаратом  для весьма широкого круга задач. Язык бинарных и n-арных отношений используется во многих прикладных (для математики) областях, например, таких как математическая лингвистика, математическая биология, математическая теория баз данных. Широкое использование языка бинарных отношений легко объясняется - геометрический аспект теории бинарных отношений есть попросту теория графов.

Введем необходимые  определения.

Определение 1.1Декартовым произведением множеств и называется множество Xxвсех упорядоченных пар (xy) таких, что x  Xy Y.

Определение 1.2Соответствием между множествами и (или соответствием из в Y) называется любое подмножество декартова произведения XxY. Если множества и совпадают, то соответствие между множествами и называют также бинарным отношением на множестве X.

Пример 1.1. Пусть = {abcd}, = {12345}. Тогда множество кортежей a={(a1), (b2), (c3), (d4)} являются соответствием из в Y.

Отметим, что  обычно соответствия задаются не путем указания подмножества a декартова произведения XxY, а путем указания свойства пар (xy), принадлежащих этому подмножеству

a. Например, отношение a= {(44), (33), (22), (42)} на множестве = {432} можно определить как свойство "Делится" на этом подмножестве целых чисел.

Хорошо известными примерами отношений из школьного  курса математики являются:

  • на множестве целых чисел Z отношения "делится", "делит", "равно", "больше", "меньше", "взаимно просты";
  • на множестве прямых пространства отношения "параллельны", "взаимно перпендикулярны", "скрещиваются", "пересекаются", "совпадают";
  • на множестве окружностей плоскости "пересекаются", "касаются", "концентричны".

Факт принадлежности кортежа (xy) соответствию a, часто обозначают с помощью так называемой инфиксной формы записи: xay. Типичными примерами таких записей из курса математики являются: yb8 4m||la  и т. п.

Отношения могут  задаваться формулами:

  • формулы

y = x+5x - 6  или  

задают бинарные отношения на множестве действительных чисел;

  • формула

= любовь,

задает бинарное отношение на множестве людей. Этому  отношению принадлежит любая  пара людей, между которыми существует любовь.

Задание отношений  в виде формул достаточно широко распространено. Об этом свидетельствуют многочисленные надписи на деревьях заборах или  стенах домов типа:

"Вася + Таня = любовь",

увековечивающие принадлежность конкретной пары (Вася, Таня) отношению "любовь".

Рассмотрим еще  три формы представления бинарных отношений: матричное представление  и два графических представления. В качестве носителя отношения для  иллюстрирующих примеров будем использовать множество = {abcde}.

Вначале рассмотрим метод, восходящий к аналитической  геометрии. Начертим пару взаимно перпендикулярных осей (OX - горизонтальная ось, а OY - вертикальная ось) и на каждой отметим точки, представляющие элементы множества (рис. 1).

Рис. 1. Координатная сетка

Считая метки abcdкоординатами точек на горизонтальной и вертикальной осях, отметим на плоскости точки с координатами (xy) такими, что (xy)  . На рисунке 2 изображено множество точек, соответствующее отношению a= {(ab), (ac), (bd), (ce), (e,b), (ee)}.

Рис. 2. Бинарное отношение a

Другой широко распространенный способ представления  отношений основан на использовании  ориентированных графов. При таком  представлении элементы множества изображаются вершинами графа (точками плоскости), а элементы (xy) отношения a дугами (стрелками), соединяющими первую компоненту отношения со второй компонентой y. Граф бинарного отношения a изображен на рисунке 3.

Рис. 3. Граф бинарного отношения

Для бинарных отношений, определенных на конечных множествах, часто используется матричный способ задания. Пусть на некотором конечном множестве задано отношение a. Упорядочим каким-либо образом элементы множества = {x1x2, ..., xn} и определим матрицу отношения A = [aij] следующим образом:

Таким образом, матрица отношения a, представленного графом на рисунке 3, имеет вид

Часто матрицу  отношения называют булевой, чтобы  подчеркнуть, что ее элементами являются только нули и единицы.

Информация о работе Бинарные отношения