Дискретная математика: Конспект лекций (Описание основных понятий и методов решения задач дискретной математики, относящихся к теории множеств, отношениям на множествах, теории графов и комбинаторике), страница 7

Так как занятия ведутся в каждой учебной группе, то область значений этого отображения совпадает с областью прибытии и Г есть отображение множества преподавателей Х на множество учебных групп Y.

Пример 1.10.

   Пусть X = Y = R - множество вещественных чисел и Г = {(x, y) | y = cos x}. Так как косинус определен для любого вещественного числа, то Г является отображением множества вещественных чисел.

Так как косинус принимает не любые значения, а только значения в диапазоне от -1 до +1, то Г есть отображение множества вещественных чисел в себя.

   Частным видом отображения является функция. Отображение называется функцией, если каждый элемент области определения отображается ровно в один элемент области значений.

Пример 1.11.

   Отображение из примера 1.10 является функцией, так как для каждого значения х существует только одно значение косинуса, а отображение из примера 1.9 функцией не является, так как преподаватель может вести занятия в нескольких группах.

Пример 1.12.

   Пусть X = Y = R - множество вещественных чисел, Г = {(x, y)| y = tg x}. Это соответствие не является отображением, так как тангенс определен не для любых вещественных чисел (например, tg (p/2) = ¥), следовательно, с точки зрения введенных определений он не является и функцией. Однако, это утверждение справедливо только при принятом определении области отправления (Х = R).

Если принять, что Х = ] - p/2,+ p/2 [, а Y = R, то тангенс будет функцией, отображающей Х на Y.

Пример 1.13.

   Пусть соответствие q = <X,Y,Q> задано матрицей

                                     

Так как в каждой строке этой матрицы имеются единицы, то это соответствие является отображением (каждому элементу множества Х соответствует хотя бы один элемент множества Y), то Q - отображение, причем отображение Х в Y (почему?). Так единиц в каждой строке имеется ровно по одной, то это отображение является функцией.

   Ответьте, является ли функцией обратное соответствие Q-1?

1.4.5. Отношения

1.4.5.1. Определение

   Отношением называется соответствие, в котором область отправления совпадает с областью прибытия.

   Пусть <X,Y,R> - соответствие, в котором X = Y, то есть отношение. Так как области отправления и прибытия совпадают, то в описании отношения указывается только одно из этих множеств. Таким образом, отношение представляет собой пару <X,R>, где R Í Х´Х.

   Такое отношение называют бинарным отношением на множестве Х.

Оно состоит из множества пар (хi, хj), в которых хiÎХ и хjÎХ.

   Понятие отношения можно распространить и на случай декартова произведения большего числа множеств Х ´ Х ´...´ Х, т.е. считать, что в паре <X,R>  
R Í Х´Х´...´Х. Если декартово произведение содержит n сомножителей, то отношение называют n-арным. Оно состоит из упорядоченных наборов по n элементов, каждый из которых принадлежит множеству Х:

                                                                                           ___

R = {(x1, x2, ... ,xn) | хiÎХ, i=1,n}

Пример 1.14. Операция сложения на множестве вещественных чисел a+b=c может рассматриваться как тернарное отношение на этом множестве (тернарное означает, что декартово произведение содержит три сомножителя):

R = {(a, b, c)| a, b, c Î E, (a, b, c) Í Е´Е´Е},

где Е - множество вещественных чисел.

   Пропорция

 

может рассматриваться как 4-арное отношение на множестве вещественных чисел

    R = {(x, y, z, u) | x, y, z, u Î E, (x, y, z, u) Í Е´Е´Е´Е}.

   Далее мы будем рассматривать только бинарные отношения. При  этом тот факт, что (x, y) Î R, будем обычно записывать xRy (читается: х находится в отношении R к y).

Пример 1.15.

   Пусть Х - множество людей. Будем считать, что xRy означает, что "х – брат y". Тогда

R = {(x, y) | х, y Î Х, х – брат y}

есть отношение на множестве людей.

Пример 1.16.

   Пусть Х - множество вещественных чисел.

   R = {(x, y) | х, y Î Х, х = tg y} – отношение на множестве вещественных чисел.

Пример 1.17.

   Пусть Х = {1, 2, 3, 4, 5, 6}.

R = {(x, y) | х, y Î Х, х – делитель y}.

1.4.5.2. Задание отношений