相容關系(Consistent Relation)是一種重要的二元關系,指集合A上具有自反性與對稱性的二元關系。若R是A上的相容關系,S?A,S內任何兩元素有關系R,而A-S內任何元素至少與S內某一個元素沒有關系R,則稱S是A關于R的一個極大相容類,S的子集都稱為相容類。A的任何一個元素組成的單元集都是一個相容類。任何兩個元素a,b只要aRb,就組成相容類a,b。一般地,任何α個元素,只要在關系圖中每兩個元素都有雙向箭頭相連,就組成一個相容類,極大相容類是A的具有這個性質的最大子集,A的極大相容類可以不只一個。A的極大相容類可以不只一個。
基本介紹
定義1 設R是集合A上的一個二元關系,如果R是自反的、對稱的,則稱R 是 相容關系。
容易看到,等價關系是一種特殊的相容關系,即具有傳遞性的相容關系。在人際關系中,朋友關系是相容關系,但它不是等價關系,因為它滿足自反性、對稱性但不滿足傳遞性。
又如,設A是由一些英文單詞為元素組成的集合,, R是A上的二元關系,其定義為:當兩個單詞具有相同的字母,則認為它們是相關的。
顯然,R是自反的、對稱的,所以R是相容關系。但R不是等價關系,因為它不是可傳遞的,如, , ,但。
在相容關系的關系圖上,每個結點處都有自回路且每兩個相關結點間的弧線都是成對出現的。為了簡化圖形,我們對相容關系圖,不畫自回路,并且用單線代替成對的弧線。
定義2 設R是集合A上的一個相容關系,C是A的子集,如果對于C中任意兩個元素x,y,有,,稱C是相容關系R產生的 相容類。
例如上例的相容關系R,可產生相容類等。
對于相容類,能加進新的元素組成新的相容類,而相容類加入任意一個新元素,就不能組成相容類,這里稱作最大相容類。
定義3 設R是集合A上的一個相容關系,不能真包含在任何其他相容類中的相容類,稱作 最大相容類,記作C。
又如,設, R是A上的二元關系,其定義為: , 且a和b至少有一一個數字相同,則a和b相關。顯然R是相容的。A的子集:等都是相容類。
對于前兩個相容類,都能添加新的元素組成新的相容類。如在相容類中添加元素: 345,可組成新的相容類: ;在相容類中添加新的元素: 347,可組成新的相容類: 。因此相容類, 不是最大相容類。
而對于相容類,添加任意的元素就不再組成相容類,因此相容類 是最大相容類。
對于最大相容類也可以認為: R是A上的相容關系,B是相容類,在差集中沒有元素能和B中所有元素都相關的,則稱B為 最大相容類。
在相容關系圖中,完全多邊形的結點集合,就是相容類。完全多邊形是指每個結點與其他結點聯接的多邊形。例如一個三角形是完全多邊形,一個四邊形加上兩條對角線就是完全多邊形。最大完全多邊形的結點集合,就是最大相容類。
此外,在相容關系圖中,一個孤立結點,以及不是完全多邊形的兩個結點的連線,也是最大相容類。
例題解析
例1 設給定相容關系圖如圖1所示,寫出最大相容類。
解 最大相容類為: 。
相關定理
定理 設R是有限集A上的相容關系,C是一個相容類,那么一定存在一個最大相容類CR,使得。
證明
設,構造相容類序列
其中 ,且,其中j是滿足而與中各元素都有相容關系,且j是滿足上述條件的最小下標。
由于A的元素個數,所以至多經過步,就使這個過程結束,而這個序列的最后一個相容類,就是所要找的最大相容類。
參考資料 >