偏序关系哈斯图的一种求解方法
邹又姣,冉占军,王晓峰
(西安理工大学应用数学系,陕西西安710048)
摘要
引入基本边和生成边的概念,并从偏序关系的特性人手,给出一种通过计算基本边和生成边来求解
偏序关系哈斯图的方法。
关键词
哈斯图;偏序关系;基本边;生战边
0158
中图分类号文献标识码
A
文章编号1008—1399(2013)01—0055—03
在计算机科学中,关系的概念具有十分重要的意义。而偏序关系是关系中比较典型和重要的一种关系,它是集合上的传递关系,同时还提供了一种比较集合元素间次序的工具,其偏序关系的关系图
地描述了偏序集合中元素间的次序关系。
对给定的偏序集(A,≤),它的盖住关系是唯一的,我们可以用盖住的定义求解哈斯图。
例1
给定集合A一{2,3,6,8),令
≤一{<z,y>:oZ"整除Y},
——哈斯图简单形象地描述了集合间元素的这种
次序关系。
离散数学教材中一般采用计算盖住关系的方法来求解一个偏序关系的哈斯图n。],这种方法在比较元素的次序时运算量大,容易出错,并且有时运用起来比较困难,学生普遍感觉比较棘手。有些学者对哈斯图进行了研究并给出了一些重要的求解方法[4,但这些方法学生不易掌握,运用困难。
本文通过研究偏序关系的性质,分析并证明了偏序关系的哈斯图运算转化为关系的复合运算,这一方法思路清晰,让学生在求解哈斯图时有法可依。
1
、
画出这个偏序关系的哈斯图。
解
由题意可得偏序关系
≤一{(2,2),(3,3),(6,6),(8,8>,
2,6>,(2,8),<3,6)},
所以
COVA一{(2,6>,<2,8),(3,6)),
其哈斯图如图1所示。
预备知识
定义1¨。23
设A是一个集合,如果A上的一个
图1
二元关系尺满足自反性、反对称性和传递性,则称R是A上的一个偏序关系,记作≤,序偶(A,≤>称为偏序集。
定义2¨1
例1哈斯图
如用“盖住”的定义来求解关系R的基本边,我们需要一一考虑(2,6),(2,8>和(3,6)这三个序偶
在偏集中,如果z,y∈A,z≤y,
是否是盖住关系里的元素,而在考虑每一个序偶比如(2,6>时都要将2和6与集合A中的元素2,3,6,8进行比较。对这个例子而言,比较的次数为
AI×2×t一4×2×3—24,
z≠Y且没有其他元素z满足z≤z,z≤y,则称元素Y盖住元素z,并记
COVA一{(z,了>:z,Y∈A;Y盖住z)。哈斯图是偏序关系的关系图的简化,它更清楚
收稿日期:2010—11—25;修改日期:2012—12-24
基金项目:西安理工大学精品课程建设项目(离散数学)
作者简介:邹又姣(1975一),女,湖北孝感人,博士研究生,讲师,从事
密码学研究.Email:yjzou2009@126.corn
冉占军(1977--),男,河南郑州人,讲师,从事计算机软件及应用研究。Email:ranzhj@126.corn
王晓峰(1966--).女,河南人,博士,教授.从事密码理论及
其中
t—IR—JA1,
而k为A上的相等关系。当I
A
I较大或者t的值较
大时这个运算量就更大了,而且这种方法在比较元素的大小时很容易出错。
定义3E卜胡
设R是A上的二元关系,如果有另
一个关系R7满足
(1)R7是可传递的.
应用研究。Email:xfwan966@sina.com.ca
56
高等数学研究
(2)R7三R.
然而R2∈R,从而
R3一R2。R
R4一R3。R
(3)对任何可传递关系彤,如果有彤三R,就
奄R]R;.
则称R7是R的传递闭包。
定理1Ⅲ
设I
A
ER2,
E
R2。RER2,…
R”一[R2.
I一押,R是A上的二元关系,
于是关系R的生成边为
R2
则R的传递闭包
t(R)一RUR2
U
R3
U…U
R“一R2.
UR3U…UR”.
结论1的基本边集合
设R是A上的拟序关系,那么关系尺
定理2E21设R是A上的二元关系,那么R是
传递的当且仅当t(R)一R.
2
COVA—R—R2.
A上的偏序关系R是A上的自反、反对称、传递
偏序关系的哈斯图求解法
由于定义法求解关系R的哈斯图存在运算量
关系,我们如何利用结论1得到其基本边集合呢?
结论2的基本边集合
COVA一(R一厶)一(R一厶)2.
设R是A上的偏序关系,那么关系R
大、比较时容易出错的特点,在此,我们给出了一种便于计算的简单方法。这种方法在关系R中的元素较多时优点尤为明显。
2.1
证明
设R7一R一厶,若R7是A上的拟序关
方法的提出和证明
为了清楚地表示出偏序关系的哈斯图中的边及
系,则由结论1即证。
显然关系R7是A上的反自反关系。下证R7是A
后续方法描述的方便起见,我们引入一个新的概念。
定义4
上的可传递关系。
设(口,6),<6,f>∈R7,由R7反自反知a,b,C互不相同,则(以,6>,(b,f)∈R.而R是A上的可传递关系,从而得到<口,c)∈R且a≠f。故R7是A上的可传递关系。
2.2
把COVA中的元素称为基本边,把在
R中而不在CoVA中的边称为由基本边通过传递性生成的边,简称生成边。
由定理1和定理2得到,如果R是A上的传递关
系,则
R2
应用举例及两种方法运算量的比较
例2
U.R3U…UR”∈R,
对A一{a,b,f,d,e)上的偏序关系
从而有
R1ER(i一2,3,…,竹).
R一{(a,口>,(a,6),(a,c>,<口,d),(a,8>,
<b,6>,(b,f),<b,e),<c,f>,(b,P>,
.
若R是A上的拟序关系,即R是反自反的、可传递的,现来分析这种关系的基本边。假设(a,6>∈R,(6,f)∈R,由R是A上的反自反关系,有a≠b,b≠f;又由R是A上的传递关系,有(a,f)∈R并且n≠C。而{(口,6>}。{(6,c)}一{<口,f)},从而得到:如果<n,6),(6,f)是R的基本边,则由其通过传递关系生成的边(a,c)必然在R2中,并且a≠c。而且所有由两条基本边通过传递关系生成的边必然在R2中。
如果有三条基本边(口,6),(b,c>,(f,d>∈R,则由R是A上的传递关系,有<口,f>∈R且口,6,f,d互
不相同。而
{(口,6))。{(b,f))一{<a,f>)∈R2,.{(口,f)}。{(f,d))一{(n,d>}∈R3,
(d,d>,(d,P>,(e,P>),
画出其哈斯图。
解
因为
R一厶一{(a,6),<a,f),(a,d>,(a,P>,
(b,f),<b,P>,(C,e),(d,e)},(R—jA)2一{(a,f>,(口,e),(b,P)),
所以
CK)、厂4一{<口,6),(口,d>,(6,f),(c,已),(d,e>),
其哈斯图如图2所示。
即由三条基本边通过传递性生成的边必然在R3中。
由i条基本边通过传递关系生成的边必然在R。中,从而关系R的生成边为R其基本边
COVA—R—R2UR3
2
图2例2哈斯图
UR3U…UR”,故对于例2而言,用定义法求解COVA需要比较80次,而如果用本文中提出的方法,仅需要比较运算24次数。比如R一,。中的序偶(口,6>,因为R—L
U…U
R”。
第16卷第1期邹又姣,冉占军,王晓峰:偏序关系哈斯图的一种求解方法57
是反自反、反对称关系,所以(6,6),(6,口)∈R—J。,我们无需进行相关比较,而只需要判断是否有
参考文献
(6,c),(6,d>,<6,P>ER——j^且Ⅱ可。
关系R中的元素越多,通过这种方法计算[1]左孝凌,李为缢,刘永才.离散数学[M].上海:上海科学
COVA的运算量的优点越明显。
技术文献出版社,2004:140—141.
[2]方世昌.离散数学[M].2版.西安:西安电子科技大学出
3
结束语
版社,2006:107—108.
偏序关系是集合上的传递关系,它提供了一种
[3]徐洁磐.离散数学导论[M].2版.北京:高等教育出版
社,2000:40—41.
比较集合元素间次序的工具,其哈斯图简单形象地[4]丁树良,罗芬.求偏序关系Hasse图的算法[J].江西师
描述了集合间元素的关系,然而对一个给定的偏序范大学学报:自然科学版.2005,29(2):150—152.
关系,哈斯图的求解在离散数学教材中没有给出一[5]潘美芹,丁志军.一个快速求解哈斯图的算法[J].山东
个简单易执行的方法。基于此,本人通过对偏序关系科技大学学报:自然科学版.2003,22(3):89—90.
的理论分析,给出了一个求解偏序关系哈斯图的简[6]范懿.一个有关哈斯图的解析方法[J].上海第二工业大
单方法,该方法运算量小,便于学生接受和掌握。
学学报.2003(1):17—22.
ASolutionofHasseDiagramwithPartial--orderRelation
ZOUYoujiao。
RANZhanj
un.
WANG
Xiaofeng
(MathematicsDepartment,Xi’anUniversityofTechnology,Xi’an710048,PRC)
Abstract:Theconceptsofthebasicedgeandthegeneratingedge
are
introduced.With
the
characteristicsofthepartialorderrelation,theHassediagramisanalyzedbycomputingthebasicedgesandthegeneratingedges.
Keywords:HasseDiagram,partialorderingrelation,basicedge,generationedge
(上接第54页)
根据罗尔定理,存在e∈(o,1),使
F7(e)一e5[厂(手)一,(手)]一0,
参考文献
因为e5≠0,故必有
Eli莫国良,唐志丰.微积分学:上册[M].杭州:浙江大学
/’(e)一厂(∈)。
出版社,2009:69.
上述例题的求解过程说明,“逆”用函数积求导[2]徐兵.高等数学证明题500例解析[M].北京:高等教育
法则,有时候可使证明简洁,因此值得思索与学习。
出版社,2007:14-15.
ReversingtheProductRuleforDerivatives
WU
Lincong,LIUGuimei,
MO
Guoliang
(ZhejiangUniversityCityCollege,Hangzhou310015,PRC)
Abstract:
Applyingtheproductruleforderivativesreversely,somedifferentialequations
or
meanvalueproblemsofderivativescan
besolvedeasily.Severalsuchexamples
are
presented
to
illustratetheideaandtechnique.
Keywords:productruleforderivative,firstorderlineardifferential
equation,differential
meanvalueproblem
万方数据
偏序关系哈斯图的一种求解方法
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):
邹又姣, 冉占军, 王晓峰, ZOU Youjiao, RAN Zhanjun, WANG Xiaofeng西安理工大学应用数学系,陕西西安,710048高等数学研究
Studies in College Mathematics2013,16(1)
1. 左孝凌;李为鑑;刘永才 离散数学 20042. 方世昌 离散数学 20063. 徐洁磐 离散数学导论 2000
4. 丁树良;罗芬 求偏序关系Hasse图的算法[期刊论文]-江西师范大学学报(自然科学版) 2005(02)5. 潘美芹;丁志军 一个快速求解哈斯图的算法[期刊论文]-山东科技大学学报(自然科学版) 2003(03)6. 范懿 一个有关哈斯图的解析方法[期刊论文]-上海第二工业大学学报 2003(01)
引用本文格式:邹又姣. 冉占军. 王晓峰. ZOU Youjiao. RAN Zhanjun. WANG Xiaofeng 偏序关系哈斯图的一种求解方法[期刊论文]-高等数学研究 2013(1)
偏序关系哈斯图的一种求解方法
邹又姣,冉占军,王晓峰
(西安理工大学应用数学系,陕西西安710048)
摘要
引入基本边和生成边的概念,并从偏序关系的特性人手,给出一种通过计算基本边和生成边来求解
偏序关系哈斯图的方法。
关键词
哈斯图;偏序关系;基本边;生战边
0158
中图分类号文献标识码
A
文章编号1008—1399(2013)01—0055—03
在计算机科学中,关系的概念具有十分重要的意义。而偏序关系是关系中比较典型和重要的一种关系,它是集合上的传递关系,同时还提供了一种比较集合元素间次序的工具,其偏序关系的关系图
地描述了偏序集合中元素间的次序关系。
对给定的偏序集(A,≤),它的盖住关系是唯一的,我们可以用盖住的定义求解哈斯图。
例1
给定集合A一{2,3,6,8),令
≤一{<z,y>:oZ"整除Y},
——哈斯图简单形象地描述了集合间元素的这种
次序关系。
离散数学教材中一般采用计算盖住关系的方法来求解一个偏序关系的哈斯图n。],这种方法在比较元素的次序时运算量大,容易出错,并且有时运用起来比较困难,学生普遍感觉比较棘手。有些学者对哈斯图进行了研究并给出了一些重要的求解方法[4,但这些方法学生不易掌握,运用困难。
本文通过研究偏序关系的性质,分析并证明了偏序关系的哈斯图运算转化为关系的复合运算,这一方法思路清晰,让学生在求解哈斯图时有法可依。
1
、
画出这个偏序关系的哈斯图。
解
由题意可得偏序关系
≤一{(2,2),(3,3),(6,6),(8,8>,
2,6>,(2,8),<3,6)},
所以
COVA一{(2,6>,<2,8),(3,6)),
其哈斯图如图1所示。
预备知识
定义1¨。23
设A是一个集合,如果A上的一个
图1
二元关系尺满足自反性、反对称性和传递性,则称R是A上的一个偏序关系,记作≤,序偶(A,≤>称为偏序集。
定义2¨1
例1哈斯图
如用“盖住”的定义来求解关系R的基本边,我们需要一一考虑(2,6),(2,8>和(3,6)这三个序偶
在偏集中,如果z,y∈A,z≤y,
是否是盖住关系里的元素,而在考虑每一个序偶比如(2,6>时都要将2和6与集合A中的元素2,3,6,8进行比较。对这个例子而言,比较的次数为
AI×2×t一4×2×3—24,
z≠Y且没有其他元素z满足z≤z,z≤y,则称元素Y盖住元素z,并记
COVA一{(z,了>:z,Y∈A;Y盖住z)。哈斯图是偏序关系的关系图的简化,它更清楚
收稿日期:2010—11—25;修改日期:2012—12-24
基金项目:西安理工大学精品课程建设项目(离散数学)
作者简介:邹又姣(1975一),女,湖北孝感人,博士研究生,讲师,从事
密码学研究.Email:yjzou2009@126.corn
冉占军(1977--),男,河南郑州人,讲师,从事计算机软件及应用研究。Email:ranzhj@126.corn
王晓峰(1966--).女,河南人,博士,教授.从事密码理论及
其中
t—IR—JA1,
而k为A上的相等关系。当I
A
I较大或者t的值较
大时这个运算量就更大了,而且这种方法在比较元素的大小时很容易出错。
定义3E卜胡
设R是A上的二元关系,如果有另
一个关系R7满足
(1)R7是可传递的.
应用研究。Email:xfwan966@sina.com.ca
56
高等数学研究
(2)R7三R.
然而R2∈R,从而
R3一R2。R
R4一R3。R
(3)对任何可传递关系彤,如果有彤三R,就
奄R]R;.
则称R7是R的传递闭包。
定理1Ⅲ
设I
A
ER2,
E
R2。RER2,…
R”一[R2.
I一押,R是A上的二元关系,
于是关系R的生成边为
R2
则R的传递闭包
t(R)一RUR2
U
R3
U…U
R“一R2.
UR3U…UR”.
结论1的基本边集合
设R是A上的拟序关系,那么关系尺
定理2E21设R是A上的二元关系,那么R是
传递的当且仅当t(R)一R.
2
COVA—R—R2.
A上的偏序关系R是A上的自反、反对称、传递
偏序关系的哈斯图求解法
由于定义法求解关系R的哈斯图存在运算量
关系,我们如何利用结论1得到其基本边集合呢?
结论2的基本边集合
COVA一(R一厶)一(R一厶)2.
设R是A上的偏序关系,那么关系R
大、比较时容易出错的特点,在此,我们给出了一种便于计算的简单方法。这种方法在关系R中的元素较多时优点尤为明显。
2.1
证明
设R7一R一厶,若R7是A上的拟序关
方法的提出和证明
为了清楚地表示出偏序关系的哈斯图中的边及
系,则由结论1即证。
显然关系R7是A上的反自反关系。下证R7是A
后续方法描述的方便起见,我们引入一个新的概念。
定义4
上的可传递关系。
设(口,6),<6,f>∈R7,由R7反自反知a,b,C互不相同,则(以,6>,(b,f)∈R.而R是A上的可传递关系,从而得到<口,c)∈R且a≠f。故R7是A上的可传递关系。
2.2
把COVA中的元素称为基本边,把在
R中而不在CoVA中的边称为由基本边通过传递性生成的边,简称生成边。
由定理1和定理2得到,如果R是A上的传递关
系,则
R2
应用举例及两种方法运算量的比较
例2
U.R3U…UR”∈R,
对A一{a,b,f,d,e)上的偏序关系
从而有
R1ER(i一2,3,…,竹).
R一{(a,口>,(a,6),(a,c>,<口,d),(a,8>,
<b,6>,(b,f),<b,e),<c,f>,(b,P>,
.
若R是A上的拟序关系,即R是反自反的、可传递的,现来分析这种关系的基本边。假设(a,6>∈R,(6,f)∈R,由R是A上的反自反关系,有a≠b,b≠f;又由R是A上的传递关系,有(a,f)∈R并且n≠C。而{(口,6>}。{(6,c)}一{<口,f)},从而得到:如果<n,6),(6,f)是R的基本边,则由其通过传递关系生成的边(a,c)必然在R2中,并且a≠c。而且所有由两条基本边通过传递关系生成的边必然在R2中。
如果有三条基本边(口,6),(b,c>,(f,d>∈R,则由R是A上的传递关系,有<口,f>∈R且口,6,f,d互
不相同。而
{(口,6))。{(b,f))一{<a,f>)∈R2,.{(口,f)}。{(f,d))一{(n,d>}∈R3,
(d,d>,(d,P>,(e,P>),
画出其哈斯图。
解
因为
R一厶一{(a,6),<a,f),(a,d>,(a,P>,
(b,f),<b,P>,(C,e),(d,e)},(R—jA)2一{(a,f>,(口,e),(b,P)),
所以
CK)、厂4一{<口,6),(口,d>,(6,f),(c,已),(d,e>),
其哈斯图如图2所示。
即由三条基本边通过传递性生成的边必然在R3中。
由i条基本边通过传递关系生成的边必然在R。中,从而关系R的生成边为R其基本边
COVA—R—R2UR3
2
图2例2哈斯图
UR3U…UR”,故对于例2而言,用定义法求解COVA需要比较80次,而如果用本文中提出的方法,仅需要比较运算24次数。比如R一,。中的序偶(口,6>,因为R—L
U…U
R”。
第16卷第1期邹又姣,冉占军,王晓峰:偏序关系哈斯图的一种求解方法57
是反自反、反对称关系,所以(6,6),(6,口)∈R—J。,我们无需进行相关比较,而只需要判断是否有
参考文献
(6,c),(6,d>,<6,P>ER——j^且Ⅱ可。
关系R中的元素越多,通过这种方法计算[1]左孝凌,李为缢,刘永才.离散数学[M].上海:上海科学
COVA的运算量的优点越明显。
技术文献出版社,2004:140—141.
[2]方世昌.离散数学[M].2版.西安:西安电子科技大学出
3
结束语
版社,2006:107—108.
偏序关系是集合上的传递关系,它提供了一种
[3]徐洁磐.离散数学导论[M].2版.北京:高等教育出版
社,2000:40—41.
比较集合元素间次序的工具,其哈斯图简单形象地[4]丁树良,罗芬.求偏序关系Hasse图的算法[J].江西师
描述了集合间元素的关系,然而对一个给定的偏序范大学学报:自然科学版.2005,29(2):150—152.
关系,哈斯图的求解在离散数学教材中没有给出一[5]潘美芹,丁志军.一个快速求解哈斯图的算法[J].山东
个简单易执行的方法。基于此,本人通过对偏序关系科技大学学报:自然科学版.2003,22(3):89—90.
的理论分析,给出了一个求解偏序关系哈斯图的简[6]范懿.一个有关哈斯图的解析方法[J].上海第二工业大
单方法,该方法运算量小,便于学生接受和掌握。
学学报.2003(1):17—22.
ASolutionofHasseDiagramwithPartial--orderRelation
ZOUYoujiao。
RANZhanj
un.
WANG
Xiaofeng
(MathematicsDepartment,Xi’anUniversityofTechnology,Xi’an710048,PRC)
Abstract:Theconceptsofthebasicedgeandthegeneratingedge
are
introduced.With
the
characteristicsofthepartialorderrelation,theHassediagramisanalyzedbycomputingthebasicedgesandthegeneratingedges.
Keywords:HasseDiagram,partialorderingrelation,basicedge,generationedge
(上接第54页)
根据罗尔定理,存在e∈(o,1),使
F7(e)一e5[厂(手)一,(手)]一0,
参考文献
因为e5≠0,故必有
Eli莫国良,唐志丰.微积分学:上册[M].杭州:浙江大学
/’(e)一厂(∈)。
出版社,2009:69.
上述例题的求解过程说明,“逆”用函数积求导[2]徐兵.高等数学证明题500例解析[M].北京:高等教育
法则,有时候可使证明简洁,因此值得思索与学习。
出版社,2007:14-15.
ReversingtheProductRuleforDerivatives
WU
Lincong,LIUGuimei,
MO
Guoliang
(ZhejiangUniversityCityCollege,Hangzhou310015,PRC)
Abstract:
Applyingtheproductruleforderivativesreversely,somedifferentialequations
or
meanvalueproblemsofderivativescan
besolvedeasily.Severalsuchexamples
are
presented
to
illustratetheideaandtechnique.
Keywords:productruleforderivative,firstorderlineardifferential
equation,differential
meanvalueproblem
万方数据
偏序关系哈斯图的一种求解方法
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):
邹又姣, 冉占军, 王晓峰, ZOU Youjiao, RAN Zhanjun, WANG Xiaofeng西安理工大学应用数学系,陕西西安,710048高等数学研究
Studies in College Mathematics2013,16(1)
1. 左孝凌;李为鑑;刘永才 离散数学 20042. 方世昌 离散数学 20063. 徐洁磐 离散数学导论 2000
4. 丁树良;罗芬 求偏序关系Hasse图的算法[期刊论文]-江西师范大学学报(自然科学版) 2005(02)5. 潘美芹;丁志军 一个快速求解哈斯图的算法[期刊论文]-山东科技大学学报(自然科学版) 2003(03)6. 范懿 一个有关哈斯图的解析方法[期刊论文]-上海第二工业大学学报 2003(01)
引用本文格式:邹又姣. 冉占军. 王晓峰. ZOU Youjiao. RAN Zhanjun. WANG Xiaofeng 偏序关系哈斯图的一种求解方法[期刊论文]-高等数学研究 2013(1)