МНОЖИНИ І ВІДНОШЕННЯ

inf{R'',R'''} = {{1,2},{3},{4,5}}, inf{R',R''} = {{1,2},{3},{4,5}}.

Оскільки за теоремою 1.10 існує взаємно одозначна відповідність між усіма розбиттями даної множини M і всіма відношеннями еквівалентності на M, то множина всіх відношень еквівалентності на M може бути перетворена в решітку.

Скінченну частково впорядковану множину M зручно зображати у вигляді діаграми або структурного графа, вершини якого відповідають елементам множини M. З вершини a проводимо стрілку у вершину b, якщо a b і не існує такого c, що a c і c b. Стрілки (петлі), що відповідають діагональним парам (a,a) не проводимо.

Приклад 1.20. 1. На рис.1.6 зображено діаграми для чотирьох частково впорядкованих множин:

а) множини двійкових кортежів B3;

б) булеана (M) множини M = {a,b,c} з відношенням включення ;

в) множини натуральних чисел C={2,5,7,10,28,70} з відношенням "ділить";

г) множини D={a,b,c,d} з відношенням часткового порядку R={(a,a),(b,b),(c,c), (d,d),(a,c),(b,c),(a,d), (b,d)}.

2. Діаграма будь-якої скінченної лінійно впорядкованої множини M={a1,a2,...,an}, ai ai+1, i=1,2,...,n-1 має

Неважко переконатись, що ab, a,bM тоді і тільки тоді, коли в діаграмі частково впорядкованої множини M існує складений зі стрілок шлях, що веде з вершини a у вершину b. Верхня грань для {a,b} - це елемент, в який ведуть шляхи з a і з b. Нижня грань {a,b} - це елемент, з якого існують шляхи і в a, і в b.

Частково впорядкована множина не є решіткою тоді, коли1) деяка пара елементів не має верхньої або нижньої грані;

2) для деякої пари елементів найменша верхня (або найбільша нижня) грань не існує.

Наприклад, перші дві множини B і (M) з прикладу 1.20 є решітками, тому що для їхніх діаграм не виконується жодна з наведених умов. Множина C не є решіткою, оскільки, наприклад, для пар {2,5}, {5,7}, {7,10} не існують нижні грані, а пари {10, 28} і { 28,70} не мають верхніх граней. Пара елементів {a,b} ({c,d}) множини D має дві верхні (дві нижні) грані c і d (відповідно a і b), однак не має найменшої верхньої (найбільшої нижньої) грані, оскільки елементи c і d (a і b) непорівнювані між собою.

Частково впорядкована множина M називається повною решіткою, якщо для будь-якої непорожньої підмножини AM в множині M існують найменша верхня грань sup A і найбільша нижня грань inf A. Очевидно, що довільна повна решітка є решіткою, але не будь-яка решітка є повною решіткою. Якщо M - повна решітка, то найменша верхня грань усієї множини M (sup M) називається одиницею даної решітки і позначається 1, а найбільша нижня грань множини M (inf M) називається нулем решітки і позначається 0. Вибір цих назв для sup M і inf M пояснюється такими властивостями елементів 1 і 0.

Для довільного елемента aM виконується

sup {1,a} = 1, sup {0,a} = a, a 1,

inf {1,a} = a, inf {0,a} = 0, a 0.

Очевидно, що елементи 0 і 1 є відповідно найменшим і найбільшим елементами повної решітки M.

Приклад 1.21. 1. Решітки B, (M) і P з прикладу 1.19 є повними решітками. Одиницями цих решіток будуть відповідно (1,1,1), M і {M}, а нулями - (0,0,0), і { {a} | aM }.