傳遞關係

傳遞關係

傳遞關係(transitive relation)是一種特殊的關係,指由甲、乙和乙、丙都有,可推知甲、丙也有的那種關係。集合A上的二元關係R,對任何a,b,c∈A,當aRb,bRc時,有aRc,用符號表示:R是A上的傳遞關係⇔∀a∀b∀c(a∈A∧b∈A∧c∈A∧aRb∧bRc→aRc)。當A上的R是傳遞關係時,稱R在A上是傳遞的,或說A上的關係R有傳遞性。例如,實數集中的小於關係與不小於關係都是傳遞的;而人群中的同學關係是不傳遞的。若R在A上是傳遞的,則R°R⊆R;反之,如R°R⊆R,則R在A上是傳遞的。一個反自反的傳遞關係是不對稱的,一個反自反的對稱非空關係不是傳遞關係。

基本內容


二元關係R是傳遞關係,當且僅當對任意對象,如果a和b有關係R,b和c有關係R,那麼a和c有關係R。如“大於”關係。
邏輯學和數學中,若對所有的屬於X,下述語句保持有效,則集合X上的二元關係R是傳遞的:「若a關係到b且b關係到c,則a關係到c。」
數學上表示為:
\foralla,b,c\inX,\aRb\andbRc\;\RightArrowaRc
例如:"大於等於"是種傳遞關係:若且則。
傳遞關係舉例:
"等於"(等於)
"是……的子集"(集合的包含)
"小於等於"和"大於等於"(不等)
"除"(整除)
滿足自反性的傳遞關係稱為預序關係。滿足反對稱性的預序關係稱為偏序關係。滿足對稱性的預序關係稱為等價關係

判斷


綜上所述。判斷一個A上的二元關係具有哪些性質。可以從定義出發,或者觀察關係的關係圖和關係矩陣。對於一些簡單的特徵明顯的關係是容易判斷的,然而如何判斷任意一個關係具有哪些性質呢?下面給出判斷的形式化表示。
定理1設R是A上的二元關係,則
(1)R是自反關係。
(2)R是反自反關係。
(3)R是對稱關係。
(4)R是反對稱關係。
(5)R是傳遞關係。
例2利用定理1判斷例1中各關係具有的性質。
解:5種性質都不具備,原因如下。
(1),而,所以,故不具有自反性。
(2),故不具有自反性。
(3),故不是對稱的。
(4),故不是反對稱的。
(5),故不是傳遞的。
同理可以判斷:
是對稱的,不是自反的、反自反的、反對稱的、傳遞的;
是自反的、對稱的,不是反自反的、反對稱的、傳遞的;
是反自反的、反對稱的、傳遞的,不是自反的、對稱的;
是自反的、反對稱的、傳遞的,不是反自反的、對稱的;
是反自反的、反對稱的、傳遞的,不是自反的、對稱的。

有關概念


傳遞關係二元關係
設A,B是兩個集合,R是A×B的任意一個子集,即
則稱R為從集合A到集合B的一個二元關係,簡稱為從A到B的一個二元關係。
若稱R為空關係。
若,稱為全關係。
當時,稱二元關係為A上的二元關係。
當時,記稱之為A上的恆等關係。
傳遞關係自反關係與反自反關係
定義1令R是A上的二元關係,若對於A中的每個都有,則稱R具有自反性(或稱R是自反關係)。
即R是A上的自反關係。
定義2令R是A上的二元關係,若不存在A中的,使得,則稱R具有反自反性(或稱R是反自反關係)。
即R是A上的反自反關係。
自反的關係亦稱“具有反身性的關係”。對於類K中一個確定的關係R來說,若類K中任意的個體和它自身都具有關係R,則稱關係R在類K中為自反的關係。若類K中沒有一個個體和它自己具有關係R,則稱關係R在類K中為反自反的關係。若類K中有的個體和它自己具有關係R,而有的個體和它自己不具有關係R,則稱關係R在類K中為非自反的關係。例如,設類K為實數域,則等於關係“=”是自反的關係,大於關係“>”,小於關係“<”都是反自反的關係。“x的平方數是Y”的這種關係就是非自反的關係。因為0的平方數是0,1的平方數是1,即當x為0(或1)時,y也同時為0(或1),但當x為其它實數時,x的平方數y就不能再與x相同了。所以,“x的平方數是y”的這種關係就既不是自反的關係,也不是反自反的關係,而是非自反的關係。

例題解析


【例1】設,下列幾個是A上的二元關係。
其中,哪些是傳遞關係?
解:是傳遞的。對這些關係可以證明,若和屬於一個關係,則也屬於這個關係,例如傳遞的,因為中只有和和和以及和是這樣的有序對,而和屬於。
同理可證是傳遞的。
雖然只有一個序對,但它沒有違反傳遞性的規則,故也是傳遞的。
不是傳遞的。因為。
不是傳遞的,因為而。
不是傳遞的,因為,而。
傳遞關係在關係圖上特徵表現為如果結點u到v有邊,v到w有邊,則必有從u到w的邊。