设P是论域,当需要考虑论域中对象之间相互比较的问题时,数学中常用的方法是在论域P上赋予一种称之为序结构的二元关系,并把赋予序结构的P称为序集.对于这种描述性的序和序集概念来说,其意义过于宽泛.下面我们将为读者介绍其准确的含义和基本性质.
例1.3.2 如图1.1所示,设P是黑点构成之集,规定位置较低的点不大于位置较高的点,也不大于自身,则各图中的P都是偏序集.
图1.1 几类偏序集的Hasse图
(1)如果对任意x∈X,有a≤x,则称a为X的一个下界;
(2)如果对任意x∈X,有x≤a,则称a为X的一个上界;
(3)设a为X的一个下界,如果对X的任一下界b均有b≤a,则称a为X的最大下界,也称下确界,记为a=infX或a=∧X;
(4)设a为X的一个上界,如果对X的任一上界b均有a≤b,则称a为X的最小上界,也称上确界,记为a=supX或a=∨X.
例1.3.4 如图1.1所示.
(1)在图(a)中,{a ,b}有下确界c,但没有上界;
(2)在图(b)中,{a, b, c}的上、下确界分别是a和c;
(3)在图(e)中,{a, b, c}有下确界0,X有两个上界d与e,但没有上确界.
例1.3.5在偏序集(P(X),⊆)中,设{Aλ|λ∈Λ}⊆P(X),则{Aλ|λ∈Λ}的下确界和上确界都存在,就是{Aλ|λ∈Λ}中各集合的交与并,即
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例1.3.6 设P=[0,1],≤是通常序且X⊆P.若X=∅,则supX=0且infX=1.这是因为:空集∅以P中的每个元素为上(下)界,上确界作为最小上界当然为0,而下确界作为最大下界当然为1.这里需要注意:当x∈∅时,x≤a(或a≤x)对P中的每个元素a都成立.
定义1.3.5 设(P,≤)是偏序集,X⊆P且a∈X.
(1)如果对任意x∈X,恒有a≤x,则称a是X的极小元;
(2)如果对任意x∈X,恒有x≤a,则称a是X的极大元.
例1.3.7 在例1.3.3中,偏序集(P(X),⊆)是定向集.
定义1.3.7 设(P,≤)和(Q,≤)是两个偏序集,φ:P →Q是映射.
(1)如果对任意的x, y∈P,当x≤y时,总有φ(x)≤φ(y ),则称映射φ是保序的(order-preserving)或单调的(monotone),有时也称之为序同态.
(2)如果对任意的x,y∈P,x≤y在P中成立当且仅当φ(x)≤φ(y )在Q中成立,则称映射φ是保序嵌入(order-embedding).
(3)如果φ是满的保序嵌入,则称φ是保序同构(order-isomorphism).
一般地,如果偏序集(P,≤)和(Q,≤)之间存在保序同构,则称P和Q是保序同构的(Order preserving isomorphism),记为P≅Q.
定理1.3.2 设(P,≤)和(Q,≤)是两个偏序集,则下列陈述等价:
(1)P和Q是保序同构的;
(3)存在一一映射φ:P →Q 使得φ和φ-1:Q →P 都是保序映射.
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