सजातीय संबंध
गणित में, एक सजातीय संबंध (जिसे एंडोरेलेशन भी कहा जाता है) एक सेट X पर X और खुद पर एक द्विआधारी संबंध है, यानी यह कार्टेशियन उत्पाद का एक सबसेट है X × X.[1][2][3] इसे आमतौर पर X पर संबंध के रूप में व्यक्त किया जाता है[4] या एक (द्विआधारी) एक्स पर संबंध।[5][6] सजातीय संबंध का एक उदाहरण रिश्तेदारी का संबंध है, जहां संबंध लोगों पर होता है।
सामान्य प्रकार के एंडोरिलेशन में ऑर्डर (गणित) एस, ग्राफ (असतत गणित) एस, और समकक्ष संबंध शामिल हैं। विशिष्ट अध्ययन आदेश सिद्धांत और ग्राफ सिद्धांत ने एंडोरेलेशन की समझ विकसित की है। ग्राफ़ सिद्धांत के लिए विशेष रूप से शब्दावली का उपयोग वर्णन के लिए किया जाता है, जिसमें एक सामान्य ग्राफ़ को एक सममित संबंध के अनुरूप माना जाता है, और एक निर्देशित ग्राफ़ के अनुरूप एक सामान्य एंडोरेलेशन होता है। एंडोरिलेशन R 0s और 1s के एक तार्किक मैट्रिक्स से मेल खाता है, जहां अभिव्यक्ति xRy ग्राफ में x और y के बीच के किनारे से और R के वर्ग मैट्रिक्स में 1 से मेल खाती है। इसे ग्राफ शब्दावली में एक आसन्न मैट्रिक्स कहा जाता है।
विशेष सजातीय संबंध
एक सेट एक्स पर कुछ विशेष सजातीय संबंध (मनमानी तत्वों के साथ x1, x2) हैं:
- खाली रिश्ता *:E = ∅;
यानी, x1Ex2 कभी नहीं रखता; - सार्वभौमिक संबंध
- U = X × X;
यानी, x1Ux2 हमेशा धारण करता है;
- U = X × X;
- पहचान संबंध (पहचान समारोह भी देखें)
- I = {(x, x) | x ∈ X};
यानी, x1Ix2 अगर और केवल अगर रखता है x1 = x2.
- I = {(x, x) | x ∈ X};
उदाहरण
पृथ्वी की पपड़ी की पंद्रह बड़ी विवर्तनिक प्लेटें एक दूसरे से सजातीय संबंध में संपर्क करती हैं। संबंध को तार्किक मैट्रिक्स के रूप में व्यक्त किया जा सकता है जिसमें 1 संकेत संपर्क और 0 कोई संपर्क नहीं है। यह उदाहरण एक सममित संबंध व्यक्त करता है।
गुण
सजातीय संबंध के कुछ महत्वपूर्ण गुण R एक सेट पर X हो सकता है:
- Reflexive
- सभी के लिए x ∈ X, xRx. उदाहरण के लिए, ≥ एक स्वतुल्य संबंध है लेकिन > नहीं है।
- Irreflexive (या strict)
- सभी के लिए x ∈ X, नहीं xRx. उदाहरण के लिए, > एक अप्रासंगिक संबंध है, लेकिन ≥ नहीं है।
- Coreflexive
- सभी के लिए x, y ∈ X, अगर xRy तब x = y.[7] उदाहरण के लिए, पूर्णांकों पर संबंध जिसमें प्रत्येक विषम संख्या स्वयं से संबंधित है, एक मूल संबंध है। समानता संबंध दोनों प्रतिवर्ती और कोरफ्लेक्सिव संबंध का एकमात्र उदाहरण है, और कोई कोरफ्लेक्टिव संबंध पहचान संबंध का एक सबसेट है।
- Left quasi-reflexive
- सभी के लिए x, y ∈ X, अगर xRy तब xRx.
- Right quasi-reflexive
- सभी के लिए x, y ∈ X, अगर xRy तब yRy.
- Quasi-reflexive
- सभी के लिए x, y ∈ X, अगर xRy तब xRx और yRy. एक संबंध अर्ध-प्रतिवर्ती है यदि, और केवल यदि, यह बाएँ और दाएँ अर्ध-प्रतिवर्ती दोनों है।
पिछले 6 विकल्प संपूर्ण होने से बहुत दूर हैं; उदाहरण के लिए, लाल बाइनरी संबंध y = x2 न तो अकाट्य है, न कोरफ्लेक्सिव है, न ही रिफ्लेक्सिव है, क्योंकि इसमें जोड़ी है (0, 0), और (2, 4), लेकिन नहीं (2, 2), क्रमश। बाद के दो तथ्य भी (किसी भी प्रकार की) अर्ध-प्रतिवर्तता से इंकार करते हैं।
- Symmetric
- सभी के लिए x, y ∈ X, अगर xRy तब yRx. उदाहरण के लिए, एक रक्त रिश्तेदार एक सममित संबंध है, क्योंकि x का रक्त संबंधी है y अगर और केवल अगर y का रक्त संबंधी है x.
- Antisymmetric
- सभी के लिए x, y ∈ X, अगर xRy और yRx तब x = y. उदाहरण के लिए, ≥ एक असममित संबंध है; ऐसा है>, लेकिन रिक्त सत्य (परिभाषा में स्थिति हमेशा गलत होती है)।[8]
- Asymmetric
- सभी के लिए x, y ∈ X, अगर xRy फिर नहीं yRx. एक संबंध असममित है यदि और केवल यदि यह प्रतिसममित और अपरिवर्तनीय दोनों है।[9] उदाहरण के लिए, > एक असममित संबंध है, लेकिन ≥ नहीं है।
फिर से, पिछले 3 विकल्प संपूर्ण होने से बहुत दूर हैं; प्राकृतिक संख्या, संबंध पर एक उदाहरण के रूप में xRy द्वारा परिभाषित x > 2 न तो सममित है और न ही विषम है, अकेले असममित होने दें।
- Transitive
- सभी के लिए x, y, z ∈ X, अगर xRy और yRz तब xRz. एक सकर्मक संबंध अपरिवर्तनीय है अगर और केवल अगर यह असममित है।[10] उदाहरण के लिए, का पूर्वज सकर्मक संबंध है, जबकि का जनक नहीं है।
- Antitransitive
- सभी के लिए x, y, z ∈ X, अगर xRy और yRz तो कभी नहीं xRz.
- Co-transitive
- यदि R का पूरक सकर्मक है। यानी सभी के लिए x, y, z ∈ X, अगर xRz, तब xRy या yRz. इसका उपयोग रचनात्मक गणित में छद्म क्रम में किया जाता है।
- Quasitransitive
- सभी के लिए x, y, z ∈ X, अगर xRy और yRz लेकिन नहीं yRx और न zRy, तब xRz लेकिन नहीं zRx.
- Transitivity of incomparability
- सभी के लिए x, y, z ∈ X, अगर x और y के संबंध में अतुलनीय हैं R और यदि ऐसा ही है y और z, तब x और z के संबंध में भी अतुलनीय हैं R. इसका उपयोग कमजोर आदेश में किया जाता है।
पुनः, पिछले 5 विकल्प संपूर्ण नहीं हैं। उदाहरण के लिए, संबंध xRy अगर (y = 0 या y = x+1) इनमें से किसी भी गुण को संतुष्ट नहीं करता है। दूसरी ओर, खाली रिश्ता उन सभी को तुच्छ रूप से संतुष्ट करता है।
- Dense
- सभी के लिए x, y ∈ X ऐसा है कि xRy, कुछ मौजूद है z ∈ X ऐसा है कि xRz और zRy. इसका उपयोग घने आदेशों में किया जाता है।
- Connected
- सभी के लिए x, y ∈ X, अगर x ≠ y तब xRy या yRx. यह गुण कभी-कभी होता है[citation needed] जिसे टोटल कहा जाता है, जो नीचे दी गई लेफ्ट/राइट-टोटल की परिभाषाओं से अलग है।
- Strongly connected
- सभी के लिए x, y ∈ X, xRy या yRx. यह गुण भी कभी-कभी होता है[citation needed] जिसे टोटल कहा जाता है, जो नीचे दी गई लेफ्ट/राइट-टोटल की परिभाषाओं से अलग है।
- Trichotomous
- सभी के लिए x, y ∈ X, बिल्कुल एक xRy, yRx या x = y रखता है। उदाहरण के लिए, > एक त्रिगुणात्मक संबंध है, जबकि प्राकृतिक संख्याओं पर विभाजित संबंध नहीं है।[11]
- Right Euclidean (या केवल Euclidean)
- सभी के लिए x, y, z ∈ X, अगर xRy और xRz तब yRz. उदाहरण के लिए, = एक यूक्लिडियन संबंध है क्योंकि यदि x = y और x = z तब y = z.
- Left Euclidean
- सभी के लिए x, y, z ∈ X, अगर yRx और zRx तब yRz.
- Well-founded
- हर गैर-खाली सबसेट S का X के संबंध में अधिकतम और न्यूनतम तत्व शामिल हैं R. अच्छी तरह से स्थापित होने का तात्पर्य अवरोही श्रृंखला की स्थिति से है (अर्थात, कोई अनंत श्रृंखला नहीं है ... xnR...Rx3Rx2Rx1 मौजूद हो सकता है)। यदि आश्रित पसंद का स्वयंसिद्ध मान लिया जाए, तो दोनों स्थितियाँ समतुल्य हैं।[12][13]
इसके अलावा, द्विआधारी संबंधों के सभी गुण सामान्य रूप से सजातीय संबंधों पर भी लागू हो सकते हैं:
- Set-like
- सभी के लिए x ∈ X, सभी का वर्ग (सेट सिद्धांत)। y ऐसा है कि yRx एक समुच्चय है। (यह तभी समझ में आता है जब उचित वर्गों पर संबंधों की अनुमति हो।)
- Left-unique
- सभी के लिए x, z ∈ X और सभी y ∈ Y, अगर xRy और zRy तब x = z.
- Univalent
- सभी के लिए x ∈ X और सभी y, z ∈ Y, अगर xRy और xRz तब y = z.[14]
- Total (जिसे लेफ्ट-टोटल भी कहा जाता है)
- सभी के लिए x ∈ X वहाँ एक मौजूद है y ∈ Y ऐसा है कि xRy. यह संपत्ति कनेक्टेड की परिभाषा से अलग है (जिसे कुछ लेखकों द्वारा कुल भी कहा जाता है)।[citation needed]
- Surjective (जिसे राइट-टोटल भी कहा जाता है)
- सभी के लिए y ∈ Y, एक मौजूद है x ∈ X जैसे कि xRy.
ए preorder एक ऐसा संबंध है जो प्रतिवर्ती और सकर्मक है। ए total preorder, यह भी कहा जाता है linear preorder या weak order, एक ऐसा रिश्ता है जो रिफ्लेक्सिव, सकर्मक और जुड़ा हुआ है।
ए partial order, यह भी कहा जाता है order,[citation needed] एक ऐसा रिश्ता है जो रिफ्लेक्सिव, एंटीसिमेट्रिक और सकर्मक है। ए strict partial order, यह भी कहा जाता है strict order,[citation needed] एक ऐसा संबंध है जो अप्रासंगिक, प्रतिसममित और सकर्मक है। ए total order, यह भी कहा जाता है linear order, simple order, या chain, एक ऐसा रिश्ता है जो रिफ्लेक्सिव, एंटीसिमेट्रिक, सकर्मक और जुड़ा हुआ है।[15] A strict total order, यह भी कहा जाता है strict linear order, strict simple order, या strict chain, एक ऐसा संबंध है जो अप्रतिवर्ती, प्रतिसममित, सकर्मक और जुड़ा हुआ है।
ए partial equivalence relation एक संबंध है जो सममित और सकर्मक है। एक equivalence relation एक ऐसा संबंध है जो प्रतिवर्त, सममित और सकर्मक है। यह एक ऐसा संबंध भी है जो सममित, सकर्मक और कुल है, क्योंकि ये गुण रिफ्लेक्सिविटी का संकेत देते हैं।
Implications and conflicts between properties of homogeneous binary relations |
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संचालन
यदि R एक सेट X पर एक सजातीय संबंध है तो निम्नलिखित में से प्रत्येक X पर एक सजातीय संबंध है:
- Reflexive closure, आर=
- R के रूप में परिभाषित=</सुप> = {(एक्स, एक्स) | x ∈ X} ∪ R या R युक्त X पर सबसे छोटा रिफ्लेक्सिव संबंध। यह R वाले सभी रिफ्लेक्सिव संबंधों के प्रतिच्छेदन (सेट सिद्धांत) के बराबर साबित हो सकता है।
- Reflexive reduction, आर≠
- R के तौर पर परिभाषित किया गया है≠ = R \ {(x, x) | x ∈ X} या R में निहित X पर सबसे बड़ा अप्रासंगिक संबंध।
- Transitive closure, आर+
- R वाले X पर सबसे छोटे सकर्मक संबंध के रूप में परिभाषित किया गया है। इसे R वाले सभी सकर्मक संबंधों के प्रतिच्छेदन के बराबर देखा जा सकता है।
- Reflexive transitive closure, आर*
- के रूप में परिभाषित R* = (R+)=, सबसे छोटा पूर्व आदेश जिसमें R है।
- Reflexive transitive symmetric closure, आर≡
- R वाले X पर सबसे छोटे समतुल्य संबंध के रूप में परिभाषित।
में परिभाषित सभी ऑपरेशन Binary relation § Operations on binary relations सजातीय संबंधों पर भी लागू होता है।
Homogeneous relations by property Reflexivity Symmetry Transitivity Connectedness Symbol Example Directed graph → Undirected graph Symmetric Dependency Reflexive Symmetric Tournament Irreflexive Asymmetric Pecking order Preorder Reflexive Transitive ≤ Preference Total preorder Reflexive Transitive Connected ≤ Partial order Reflexive Antisymmetric Transitive ≤ Subset Strict partial order Irreflexive Asymmetric Transitive < Strict subset Total order Reflexive Antisymmetric Transitive Connected ≤ Alphabetical order Strict total order Irreflexive Asymmetric Transitive Connected < Strict alphabetical order Partial equivalence relation Symmetric Transitive Equivalence relation Reflexive Symmetric Transitive ∼, ≡ Equality
गणना
सभी सजातीय संबंधों का सेट एक समुच्चय के ऊपर X समुच्चय है 2X × X जो कि एक बूलियन बीजगणित (संरचना) है जो इसके विपरीत संबंध के संबंध के मानचित्रण के समावेशन (गणित) के साथ संवर्धित है। संबंधों की संरचना को एक बाइनरी ऑपरेशन के रूप में देखते हुए , यह समावेशन के साथ एक मोनोइड बनाता है जहां पहचान तत्व पहचान संबंध है।[16] एक एन-एलिमेंट सेट पर अलग-अलग सजातीय संबंधों की संख्या है 2n2 (sequence A002416 in the OEIS):
Elements | Any | Transitive | Reflexive | Symmetric | Preorder | Partial order | Total preorder | Total order | Equivalence relation |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
1 | 2 | 2 | 1 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
2 | 16 | 13 | 4 | 8 | 4 | 3 | 3 | 2 | 2 |
3 | 512 | 171 | 64 | 64 | 29 | 19 | 13 | 6 | 5 |
4 | 65,536 | 3,994 | 4,096 | 1,024 | 355 | 219 | 75 | 24 | 15 |
n | 2n2 | 2n2−n | 2n(n+1)/2 | n! | |||||
OEIS | A002416 | A006905 | A053763 | A006125 | A000798 | A001035 | A000670 | A000142 | A000110 |
Note that S(n, k) refers to Stirling numbers of the second kind.
टिप्पणियाँ:
- अप्रासंगिक संबंधों की संख्या वही है जो प्रतिवर्ती संबंधों की है।
- आंशिक रूप से आदेशित सेट की संख्या # सख्त और गैर-सख्त आंशिक आदेश संबंधों (अपरिवर्तनीय सकर्मक संबंध) के अनुरूप आंशिक आदेश के समान है।
- सख्त कमजोर ऑर्डर की संख्या कुल प्रीऑर्डर की संख्या के समान है।
- कुल ऑर्डर आंशिक ऑर्डर होते हैं जो कुल प्रीऑर्डर भी होते हैं। ऐसे प्रीऑर्डर्स की संख्या जो न तो आंशिक ऑर्डर हैं और न ही कुल प्रीऑर्डर, इसलिए, प्रीऑर्डर्स की संख्या, माइनस आंशिक ऑर्डर्स की संख्या, माइनस कुल प्रीऑर्डर्स की संख्या, प्लस कुल ऑर्डर्स की संख्या: 0, 0, 0, क्रमशः 3, और 85।
- तुल्यता संबंधों की संख्या एक सेट के विभाजन की संख्या है, जो बेल संख्या है।
सजातीय संबंधों को जोड़ों में बांटा जा सकता है (संबंध, द्विआधारी संबंध # पूरक), इसके अलावा n = 0 संबंध अपना ही पूरक होता है। गैर-सममित वाले को 4-टपल (संबंध, पूरक, बाइनरी संबंधों पर #ऑपरेशन, व्युत्क्रम पूरक) में बांटा जा सकता है।
उदाहरण
- सख्त आदेश सहित आदेश संबंध:
- तुल्यता संबंध:
- समानता (गणित)
- समानांतर (ज्यामिति) के साथ (एफ़िन रिक्त स्थान के लिए)
- समतुल्यता या आपत्ति में है
- समरूपता
- संतुलन (ज्यामिति)
- टॉलरेंस रिलेशन, एक रिफ्लेक्सिव और सिमेट्रिक रिलेशन:
- निर्भरता संबंध, एक परिमित सहिष्णुता संबंध
- स्वतंत्रता संबंध, कुछ निर्भरता संबंध का पूरक
- रिश्तेदारी#संबंधों की संरचना
सामान्यीकरण
- सामान्य रूप से एक द्विआधारी संबंध को सजातीय होने की आवश्यकता नहीं है, इसे मनमाने सेट X और Y के लिए एक उपसमुच्चय R ⊆ X × Y के रूप में परिभाषित किया गया है।
- एक परिमित संबंध एक उपसमुच्चय R ⊆ X है1 × ... × एक्सn कुछ प्राकृतिक संख्या n और मनमाना सेट X के लिए1, ..., एक्सn, इसे n-ary संबंध भी कहते हैं।
संदर्भ
- ↑ Michael Winter (2007). Goguen Categories: A Categorical Approach to L-fuzzy Relations. Springer. pp. x–xi. ISBN 978-1-4020-6164-6.
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- ↑ Tanaev, V.; Gordon, W.; Shafransky, Yakov M. (6 December 2012). समयबद्धन सिद्धांत। सिंगल-स्टेज सिस्टम. Springer Science & Business Media. p. 41. ISBN 978-94-011-1190-4.
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- ↑ Since neither 5 divides 3, nor 3 divides 5, nor 3=5.
- ↑ "अच्छी तरह से स्थापित होने की स्थिति". ProofWiki. Archived from the original on 20 February 2019. Retrieved 20 February 2019.
- ↑ Fraisse, R. (15 December 2000). Theory of Relations, Volume 145 - 1st Edition (1st ed.). Elsevier. p. 46. ISBN 9780444505422. Retrieved 20 February 2019.
- ↑ Gunther Schmidt & Thomas Strohlein (2012)[1987] Relations and Graphs, p. 54, at Google Books
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