离散数学(十一):关系的概念、表示和运算 |
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0 前言
这一章 的题目是二元关系与函数。如何理解? 函数,是x 到y 的映射,这种映射反应的就是一种关系(涉及到了x、y两个变量,所以是二元关系),因为定义域x 是一个集合、值域y 也是一个集合所以函数就是一个 有序对的集合! 所以函数即是数对的集合! 函数的最基本定义不再是一种“对应规则”,而是集合。 有了函数的定义,我们就可以用 关系 来定义函数的复合、反函数 等概念。 此外,我们常常讲关系数据库,一个关系实际对应到一张关系数据表,作为数据库操作的数学基础,关系中不同的运算可映射到数据库中的不同操作。 1 有序对与笛卡尔积 1.1 有序对定义: 由两个客体 x 和 y,按照一定的顺序组成的二元组称为有序对,记作 实例:点的直角坐标(3,-4) 性质: 有序性 (当xy时) 例1 = ,求 x, y. 解 3y- 4 = 2, x+5 = y y = 2, x = - 3 1.2 笛卡尔积定义 设A,B为集合,A与B 的笛卡儿积记作AXB, 即 A X B ={ | xA yB } 例2 A={1,2,3}, B={a,b,c} AXB ={,,,,,, ,,} BXA ={,,,,,, , ,} 1.3 笛卡尔积的性质 2 关系 2.1 二元关系 定义 如果一个集合满足以下条件之一, 则称该集合为一个二元关系, 简称为关系,记作R. (1)集合非空, 且它的元素都是有序对 (2)集合是空集 如∈R, 可记作 xRy; 实例:R={,}, S={,a,b}. R是二元关系, 当a, b不是有序对时,S不是二元关系 2.2 A上的二元关系定义 设A,B为集合, A×B的任何子集所定义的二元关系叫做从A到B的二元关系, 当A=B时则叫做 A上的二元关系. 例4 A={0,1}, B={1,2,3}, R1={}, R2=A×B, R3={}. 那么 R1, R2, R3 是从 A 到 B 的二元关系, R3 也是 A上的二元关系. 计数:|A|=n, |A×A|=n2, A×A的子集有 个. 所以 A上有 个不同的二元关系. 例如 |A|=3, 则 A上有=512个不同的二元关系. 2.3 关系举例空关系:设 A 为任意集合,是 A 上的关系,称为空关系. 全域关系: ={|x∈A∧y∈A}=A×A恒等关系: ={|x∈A} 小于等于关系: 整除关系: 包含关系:例如, A={1,2}, 则 EA={,,,} IA={,} 2.4 关系的表示关系的表示方式有三种:关系的集合表达式、关系矩阵、关系图。 关系集合:关系矩阵:若A={a1, a2, …, am},B={b1, b2, …, bn},R是从A到B的关系,R的关系矩阵是布尔矩阵 关系图:若A= {x1, x2, …, xm},R是从A上的关系,R的关系图是GR=, 其中A为结点集,R为边集.如果属于关系R,在图中就有一条从 xi 到 xj 的有向边.注意:A, B为有穷集,关系矩阵适于表示从A到B的关系或者A上的关系,关系图适于表示A上的关系。 3 关系的运算
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