等價關係

集合上特殊的二元關係

等價關係,專業術語,拼音為děng jià guān xì,是集合上的一種特殊的二元關係,它同時具有自反性、對稱性和傳遞性。常用等價關係來劃分集合,選取每類的代表元素來降低問題的複雜度,如軟體測試時,可利用等價關係來選擇測試用例

定義


設R是集合A上的一個二元關係,若R滿足:
自反性:∀a∈A,=>(a,a)∈R
對稱性:(a,b)∈R∧a≠b=>(b,a)∈R
傳遞性:(a,b)∈R,(b,c)∈R=>(a,c)∈R
則稱R是定義在A上的一個等價關係。設R是一個等價關係,若(a,b)∈R,則稱a等價於b,記作a~b。

應用


例一:
等價關係
等價關係
設A={1,4,7},定義A上的關係R如下:
R={(a,b)|a,b∈A∧a≡bmod3}
其中a≡bmod 3叫做 a與b模3同餘,即a除以3的餘數與b除以3的餘數相等。不難驗證R為A上的等價關係。
設f是從A到B的一個函數,定義A上的關係R:aRb,當且僅當f(a)=f(b),R是A上的等價關係。
例二:
設R為定義在集合A上的一個關係,若R是自反的、對稱的和傳遞的,則稱R為等價關係。設R為集合A上的等價關係,對任何a∈A,集合[a]={b|(a,b)∈R}稱為元素a形成的等價類,其等價類集合{[a]|a∈A},稱作A關於R的商集,記作A/R。定理3.7.1設給定非空集合A上等價關係R,對於a,b∈A,有aRb當且僅當[a]=[b]。定理3.7.2集合A上的等價關係R,確定了A的一個劃分,該劃分就是商集A/R。定理3.7.3集合A的一個劃分,確定A的元素間的一個等價關係。