От решёток к булевым алгебрам. Султанбеков Ф.Ф. - 29 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

y x
y. Следовательно, z x
sup E . Далее z = z 0 = z (x x
) =
(z x) (z x
) (z x) supE x sup E . Значит x sup E наименьшая
из верхних границ для множества x E , то есть выполнено равенство D3.
6.7. Следствие. Пусть X булева алгебра и E X такое, что суще-
ствует inf E . Тогда для любого x X
x inf E = inf(x E). D4
Доказательство. В силу свойства d) из 6.4. и D3 имеем (x inf E)
=
x
(inf E)
= x
(sup E
) = sup(x
E
) = sup(x E)
= (inf(x E))
.
Следовательно, выполнено равенство D4.
6.8. Дадим теперь акже как это было сделано для решёток) алгебраиче-
ское определение б.а. Алгебраическая система X c двумя бинарными опера-
циями , и одной унарной операцией
) называется булевой алгеброй если
a, b, c X выполнены требования
a1) операции , коммутативны и ассоциативны,
a2) a (a b) = a, a (a b) = a (законы поглощения);
a3) (a a
) b = b, (a a
) b = b;
a4) a (b c) = (a b) (a c).
6.9. Теорема. Алгебраическое и порядковое определения булевой алгебры
эквивалентны.
Доказательство. Пусть (X, ,
, 0, 1) порядковая б.а. Тогда, положив
a b = sup{a, b}, a b = inf{a, b}, (1)
получаем, что алгебраическая система (X, , ,
) удовлетворяет всем требо-
ваниям a1) a4).
Обратно, пусть X алгебраическая б.а. Согласно теореме 2.2 условие a =
a b a b определяет порядок в X . При этом a = a b a b = b,
и относительно этого порядка имеют место равенства (1). Из аксиомы a3)
следует, что a a
b a a
для любых a, b X . Следовательно, a a
есть наименьший, а a a
есть наибольший элементы в у X . Но в у
29
y ∨ x′ ≥ y . Следовательно, z ∨ x′ ≥ sup E . Далее z = z ∨ 0 = z ∨ (x ∧ x′ ) =
(z ∨ x) ∧ (z ∨ x′ ) ≥ (z ∨ x) ∧ supE ≥ x ∧ sup E . Значит x ∧ sup E – наименьшая
из верхних границ для множества x ∧ E , то есть выполнено равенство D3.

  6.7. Следствие. Пусть X – булева алгебра и E ⊂ X такое, что суще-
ствует inf E . Тогда для любого x ∈ X

                              x ∨ inf E = inf(x ∨ E).                        D4

Доказательство. В силу свойства d) из 6.4. и D3 имеем (x ∨ inf E)′ =
x′ ∧ (inf E)′ = x′ ∧ (sup E ′ ) = sup(x′ ∧ E ′ ) = sup(x ∨ E)′ = (inf(x ∨ E))′ .
Следовательно, выполнено равенство D4.

  6.8. Дадим теперь (также как это было сделано для решёток) алгебраиче-
ское определение б.а. Алгебраическая система X c двумя бинарными опера-
циями ∨, ∧ и одной унарной операцией ′ ) называется булевой алгеброй если
∀a, b, c ∈ X выполнены требования
  a1) операции ∨, ∧ коммутативны и ассоциативны,
  a2) a ∧ (a ∨ b) = a, a ∨ (a ∧ b) = a (законы поглощения);
  a3) (a ∧ a′ ) ∨ b = b, (a ∨ a′ ) ∧ b = b;
  a4) a ∧ (b ∨ c) = (a ∧ b) ∨ (a ∧ c).

  6.9. Теорема. Алгебраическое и порядковое определения булевой алгебры
эквивалентны.

  Доказательство. Пусть (X, ≤,′ , 0, 1) – порядковая б.а. Тогда, положив

                       a ∨ b = sup{a, b}, a ∧ b = inf{a, b},                 (1)

получаем, что алгебраическая система (X, ∨, ∧,′ ) удовлетворяет всем требо-
ваниям a1) – a4).
  Обратно, пусть X – алгебраическая б.а. Согласно теореме 2.2 условие a =
a ∧ b ⇔ a ≤ b определяет порядок в X . При этом a = a ∧ b ⇔ a ∨ b = b,
и относительно этого порядка имеют место равенства (1). Из аксиомы a3)
следует, что a ∧ a′ ≤ b ≤ a ∨ a′ для любых a, b ∈ X . Следовательно, a ∧ a′
есть наименьший, а a ∨ a′ есть наибольший элементы в у.м X . Но в у.м

                                          29