תורת הקבוצות/יחסי סדר: הבדלים בין גרסאות בדף

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
שורה 18:
הקבוצה <math>\prec = \{(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(2,4),(3,5)\}</math> היא יחס סדר חלקי.
 
למשל, <math>1\prec2</math> (נקרא זאת: 1 קטן מ-2, או 1 לפני 2) וגם <math>2\prec4</math> ואכן מתקיים ש- <math>1\prec4</math>.
 
ניתן גם לראות כי <math>3\cancel{\prec}4</math> וגם <math>4\cancel{\prec}3</math>.
 
ניתן לראות יחס זה ניתן לתיאור גם באופן גרפי:
 
<math>\begin{matrix} 4 & & 5\\ \uparrow && \uparrow
שורה 48:
<math>|_2=\{(a,b)|\exist m\in \mathbb{N}: m>1 \land b=a\cdot m\}</math>
 
(כלומר <math>a|_2b</math> אם ורק אם <math>b</math> מתחלק ב-<math>a</math> ללא שארית ותוצאת החלוקה גדולה מ-1. למשל <math>5|_215</math> אבל <math>15 \cancel{|_2}5</math> וגם <math>5\cancel{|_2}5</math>)
 
נראה כי מדובר ביחס סדר חלקי.
 
תכונה ידוע היא שלכל מספר טבעי <math>n</math> שונה מ-0, מתקיים <math>{n\over n} = 1</math> ולכן <math>n\cancel{|_2}n</math>. כלומר, היחס אי-רפלקסיבי.
 
נניח כי <math>n|_2 m</math> ו-<math>m |_2 k</math> לכן קיימים <math>x,y>1</math> טבעיים עבורם <math>k=x\cdot m</math> וגם <math>m = y\cdot n</math>.
 
מטרנזיטיביות השוויון (ראה [[תורת הקבוצות/יחסי שקילות|יחסי שקילות]]) נקבל כי <math>k = x\cdot m = x\cdot y \cdot n</math>. כלומר <math>k=xy\cdot n</math>.
 
כמו כן, <math>x,y>1\to x\cdot y >1</math> וגם כפל של טבעיים הוא מספר טבעי ולכן <math>n|k_2k</math>.
 
בכך הראנו כי אכן מדובר ביחס סדר חלקי.
שורה 66:
לו היינו מוותרים על הדרישה שהחלוקה תהיה ללא שארית?
 
לקבוצה עם יחס סדר חלקי אנו קוראים '''קבוצה''' '''סדורה חלקית'''. נגדיר:
 
{{הגדרה|שם=קבוצה סדורה חלקית|תוכן=יהי <math>\prec</math> יחס סדר חלקי על קבוצה <math>A</math>. לזוג הסדור <math>(A,\prec)</math> אנו קוראים '''קבוצה סדורה חלקית'''.}}
שורה 76:
מבחינה זו מדובר בהגדרה קולעת. נביא לכם תרגיל שימחיש את המשמעות של שוויון זה:
 
א. נסו למצוא קבוצות <math>A,B</math> שונות ויחס סדר חלקי <math>\prec</math> כך שמתקיים <math>\{(a,b)\in A\times A|a\prec b\}=\{(a,b)\in B\times B| a\prec b\}</math>.
 
כלומר, בעוד היחס בפני עצמו הוא אותה קבוצה (יחס הוא הרי פשוט קבוצה של זוגות) אם הקבוצות שונות, מדובר '''בקבוצות סדורות שונות'''.
ב. נסו למצוא קבוצה <math>A</math> ושני יחסי סדר חלקי שונים <math>\prec_1, \prec_2</math> כך שמתקיים <math>\{(a,b)\in A\times A|a\prec_1 b\}=\{(a,b)\in A\times A| a\prec_2 b\}</math>.
 
כמובן שאם זו אותה קבוצה אבל הסידור שונה אז מדובר בקבוצות סדורות שונות.
(כדי לענות על שאלה זו, נבהיר כי אנו מבקשים סדרים "אבסטרקטיים" כלומר <math>a\prec b</math>אם ורק אם משהו.. וקבוצות ספציפיות).
 
אם נחזור לסרטוט 1, נוכל לראות, כפי שאמרנו, שיש כמה סוגים של איברים. כאלו שגדולים/קטנים מכולם וכאלו שאף אחד אינו גדול/קטן מהם. נביא הגדרות:
על אף שבשתי הדוגמאות בשאלה, כקבוצת זוגות נקבל בסוף את אותו הדבר, עדיין מדובר '''בקבוצות סדורות שונות''' (או קבוצות שונות, או סדרים שונים).
 
אם נחזור לסרטוט 1, נוכל לראות כפי שאמרנו שיש כמה סוגים של איברים. כאלו שגדולים/קטנים מכולם וכאלו שאף אחד אינו גדול/קטן מהם. נביא הגדרות:
 
{{הגדרה|שם=איבר מינימלי/מקסימלי, איבר קטן/גדול ביותר|תוכן=תהי קבוצה סדורה חלקית <math>(A,\prec)</math> ויהי <math>a\in A</math>. איבר <math>a</math> יקרא:
שורה 93 ⟵ 91:
# '''איבר גדול ביותר''': אם לכל <math>b\in A</math> מתקיים <math>b \preceq a</math> (<math>b\prec a</math> או <math>a=b</math>).}}
 
תהי <math>A=\{a,b,c,d,e,f,g,x,y,z\}</math>.
 
התבוננו בתרשים של היחס סדר החלקי <math>\lessdot</math> המוגדר עליה :
 
<math>\begin{matrix}
שורה 125 ⟵ 123:
\end{matrix}</math>
 
מהתרשים ניתן לראות שביחס יש אבעה איברים מקסימליים (<math>g,e,f,z</math>, למה?)
 
ושני איברים מינימליים (מי הם?).
 
אם נקח את התת קבוצה <math>B=\{a,b,c,d,e,f,g\}</math>ונצמצם את היחס אליואליה (בצמצום הכוונה ל-<math>\lessdot \cap (B \times B)</math>)
 
אז ביחס החדש יש 3 איברים מקסימליים, ואיבר קטן ביותר (<math>a</math>) [הכוונה, אם נתאלם מהחלק הימני ונסתכל רק ב"גוש" השמאלי שבסרטוט).
 
התבוננות בתרשים מביאמביאה אותנו לחשוד בטענה הבאה:
{{טענה|תוכן=תהי קבוצה סדורה חלקית <math>(A,\prec)</math>. ויהי <math>a\in A</math>.
 
שורה 163 ⟵ 161:
נניח בשלילה כי <math>m\ne a</math>.
 
מהנחת השלילה נובע כי <math>a\ne m</math> וגם <math>a \cancel {\prec} am</math> בסתירה לכך ש-<math>a</math> איבר קטן ביותר.
 
ההנחה הובילה לסתירה ולכן <math>a=m</math>ובכך הראנו כי <math>a</math> הוא האיבר המינימלי היחיד. כפי שרצינו.
 
ם:ההנחה הובילה לסתירה ולכן <math>a=m</math>ובכך הראנו כי <math>a</math> הוא האיבר המינימלי היחיד. כפי שרצינו.}}שימו לב, הוכחנו כי אם ביחס סדר חלק יש איבר קטן/גדול ביותר אז הוא האיבר המינימלי/מקסימלי היחיד. הכיוון השני אינו נכון (חשבו על דוגמה נגדית).
 
'''מסקנה מהשפט:''' אם יש יותר מאיבר מינימלי/מקסימלי אחד אז אין איבר קטן/גדול ביותר.