順序集合

順序は有向グラフで考えると良い!

順序関係

Def. 順序
A:set, ≦:二項関係
1. 反射律 {}^\forall a \in A \quad a \leq a
2. 反対称律 a \leq b, b \leq a \Rightarrow a=b (等号との関係)
3. 推移律 a \leq b, b \leq c \Rightarrow a \leq c (じゃんけんは順序でない)
さらに,次を満たすとき全順序という。
4. 完全律 ^{}\forall a,b \in A \quad a \leq b \mbox{ or } b \leq a
Ex. ベキ集合内の包含関係
全順序でない順序集合の例
Ex. 倍数関係
a|b(aはbを割り切る)をa≦bとすれば,これは一般に全順序でない順序関係
Ex. 辞書式順序
全順序集合の直積には自然に全順序を入れることができる。
Ex. 閉回路は順序集合でない
例えば,ガロア体GF(3)に通常の順序は入らない。
0 ≦ 1 ≦ 2 ≦ 0 ≦ 1 ≦ …
  ⇒ 0 ≦ 1 かつ 1 ≦ 0 ∴ 0 = 1

極大・極小とか

X:順序集合,A⊂X:部分集合
Def. 上界 upper bound
b∈X が A の上界であるとは,次が成り立つことをいう。
{}^\forall a \in A \quad a \leq b
Aに上界が存在するとき,Aは上に有界という。
Def. 極大元 maximal element
s∈A が A の極大元であるとは,次が成り立つことをいう。
{}^\forall a \in A \quad s \leq a \Rightarrow s=a
Prop. 極大元は複数あるかもしれない。
グラフが二又に分かれるとき考えればよい。
Def. 最大元 maximum element
m∈A が A の最大限であるとは,次が成り立つことをいう。
{}^\forall a \in A \quad a \leq m
つまり,mは少なくとも全員と比較可能でなければならない。
Prop. 最大元はあれば唯一
反対称律より示される。
Prop. 最大元は極大元
Def. 上限 supremum
最小の上界を上限という。
A が最大元Mを持てば,Mは上限である。

整列集合

Def. 整列集合
任意の空でない部分集合に対して,最小元が存在するような順序集合
Prop. 整列集合は全順序集合
Th. Zermeloの整列可能定理
任意の集合は整列集合となるように順序を定めることができる。
Rem. 
整列可能定理は,選択公理と同値。Zornの補題とも同値。

順序位相

Th. 全順序集合には自然な位相を定めることができる。

Prop. 実数の標準位相は,実数の順序位相と同等

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最終更新:2009年07月29日 15:48
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