Упорядоченные множества и универсальная алгебра (вводный курс). Гуров С.И. - 15 стр.

UptoLike

Составители: 

Далее нам понадобится ещё одно свойство произведения отношений. Пусть
α, β A × B и γ, δ B × C. Тогда для любых a A и c C имеем
a[(α β) ¦ (γ δ)]c =
B
x [a(α β)x x(γ δ)c] =
=
B
x [aαx x c c]
= a(α ¦ γ)c a(β ¦ δ)c = a[(α ¦ γ) (β ¦ δ)]c .
Таким образом, показано, что для указанных выше отношений
(α β) ¦ (γ δ) (α ¦ γ) (β ¦ δ) (1.1)
(обратное, вообще говоря, не верно).
1.2.3 Однородные отношения
Отношение ρ A
2
называется бинарным на A или однородным. Понятно, что если ρ
отношение на A и B A, то ρ B
2
отношение на B.
Множество P(A
2
) всех бинарных на A отношений обозначим R(A). Для элементов
R(A) произведение всегда определено, поэтому в силу ассоциативности произведения
соответствий алгебра h R(A), ¦ i есть полугруппа. Мы будем всегда предполагать, что
A 6= .
Для натурального k вводят естественное обозначение
α ¦ . . . ¦ α
| {z }
k раз
= α
k
.
Проиллюстрируем действие введённых выше операций из R(A) на простом примере.
Пример 6 (Мальцев). Рассмотрим отношение α =< на множестве N.
6
Тогда справедливо
следующее.
1. α
#
: (a <
#
b = b < a) (<
#
= >). Таким образом, псевдообращением отношения
«меньше» будет отношение «больше».
2. α
2
: a <
2
b =
N
x ( a < x x < b ) = a + 1 < b. Отсюда следует, что
a <
k
b = a + k 1 < b для k > 1.
3. α ¦ α
#
: a(< ¦ >)b =
N
x ( a < x x > b ) =
N
x ( x > max {a, b} ) = O
N
.
4. α
#
¦ α : a(> ¦ <)b =
N
x ( a > x x < b ) =
=
N
x ( x < min {a, b} ) = 1 (0), если min {a, b} > 1 (иначе) .
Мы видели, что, вообще говоря, αβ 6= βα. Отношения α, β R(A) называются
перестановочными, если αβ = βα.
Выделим некоторые типы однородных отношений на A. Отношения и O
A
назы-
вают несобственными. Очевидно, что для любого отношения ρ R(A) имеет место
ρ O
A
.
6
Мы используем стандартные обозначения N, Z, Q и R для множеств натуральных, целых, рацио-
нальных и действительных чисел соответственно. N
0
= N {0} пополненный натуральный ряд.
15
   Далее нам понадобится ещё одно свойство произведения отношений. Пусть
α, β ⊆ A × B и γ, δ ⊆ B × C. Тогда для любых a ∈ A и c ∈ C имеем

 a[(α ∩ β) ¦ (γ ∩ δ)]c = ∃ x [a(α ∩ β)x ∧ x(γ ∩ δ)c] =
                            B
                                = ∃ x [aαx ∧ aβx ∧ xγc ∧ xδc] ⇒
                                     B
                                               = a(α ¦ γ)c ∧ a(β ¦ δ)c = a[(α ¦ γ) ∩ (β ¦ δ)]c .

Таким образом, показано, что для указанных выше отношений

                                (α ∩ β) ¦ (γ ∩ δ) ⇒ (α ¦ γ) ∩ (β ¦ δ)                        (1.1)

(обратное, вообще говоря, не верно).

1.2.3       Однородные отношения
Отношение ρ ⊆ A2 называется бинарным на A или однородным. Понятно, что если ρ —
отношение на A и B ⊆ A, то ρ ∩ B 2 — отношение на B.
    Множество P(A2 ) всех бинарных на A отношений обозначим R(A). Для элементов
R(A) произведение всегда определено, поэтому в силу ассоциативности произведения
соответствий алгебра h R(A), ¦ i есть полугруппа. Мы будем всегда предполагать, что
A 6= ∅.
    Для натурального k вводят естественное обозначение

                                          α     . . ¦ α} = αk .
                                          | ¦ .{z
                                             k раз


      Проиллюстрируем действие введённых выше операций из R(A) на простом примере.
Пример 6 (Мальцев). Рассмотрим отношение α =< на множестве N.6 Тогда справедливо
следующее.

  1. α# : (a < # b = b < a) ⇒ (< # = >). Таким образом, псевдообращением отношения
     «меньше» будет отношение «больше».

  2. α2 :       a <2 b    =      ∃ x (a < x ∧ x < b)       =      a + 1 < b. Отсюда следует, что
                                 N
        a  1.

  3. α ¦ α# : a(< ¦ >)b = ∃ x ( a < x ∧ x > b ) =
                                 N
        ∃ x ( x > max {a, b} ) = ON .
        N

  4. α# ¦ α : a(> ¦ <)b = ∃ x ( a > x ∧ x < b ) =
                                 N
        = ∃ x ( x < min {a, b} ) = 1 (0), если min {a, b} > 1 (иначе) .
            N

   Мы видели, что, вообще говоря, αβ 6= βα. Отношения α, β ∈ R(A) называются
перестановочными, если αβ = βα.
   Выделим некоторые типы однородных отношений на A. Отношения ∅ и OA назы-
вают несобственными. Очевидно, что для любого отношения ρ ∈ R(A) имеет место
∅ ⊆ ρ ⊆ OA .
  6
   Мы используем стандартные обозначения N, Z, Q и R для множеств натуральных, целых, рацио-
нальных и действительных чисел соответственно. N0 = N ∪ {0} — пополненный натуральный ряд.

                                                     15