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Hacer un pedido

Diagrama de Hasse del preorden x R y definido por x // 4≤ y // 4 en los números naturales . Debido a los ciclos, R no es antisimétrico. Si todos los números de un ciclo se consideran equivalentes, se obtiene un orden parcial, par lineal [1] . Vea el primer ejemplo a continuación.

En matemáticas , especialmente en teoría del orden , un preorden o cuasiorden es una relación binaria que es reflexiva y transitiva . Los preordenes son más generales que las relaciones de equivalencia y los órdenes parciales (no estrictos) , los cuales son casos especiales de un preorden: un preorden antisimétrico (o esquelético ) es un orden parcial, y un preorden simétrico es una relación de equivalencia.

El nombre preorder proviene de la idea de que los preorder (que no son pedidos parciales) son pedidos "casi" (parciales), pero no del todo; no son necesariamente antisimétricos ni asimétricos . Debido a que un preorden es una relación binaria, el símbolo se puede utilizar como dispositivo de notación para la relación. Sin embargo, debido a que no son necesariamente antisimétricos, es posible que parte de la intuición ordinaria asociada al símbolo no se aplique. Por otro lado, un preorden se puede utilizar, de manera sencilla, para definir un orden parcial y una relación de equivalencia. Sin embargo, hacerlo no siempre es útil o vale la pena, dependiendo del dominio del problema que se estudie.

En palabras, cuando se puede decir que b cubre a o que a precede a b , o que b se reduce a a . Ocasionalmente, se utiliza la notación ← o → o en lugar de

A cada preorden le corresponde un grafo dirigido , con elementos del conjunto correspondientes a los vértices, y la relación de orden entre pares de elementos correspondiente a las aristas dirigidas entre vértices. Lo contrario no es cierto: la mayoría de los grafos dirigidos no son reflexivos ni transitivos. Por lo general, las gráficas correspondientes pueden contener ciclos . Un preorden que es antisimétrico ya no tiene ciclos; es un orden parcial, y corresponde a un grafo acíclico dirigido . Un preorden que es simétrico es una relación de equivalencia; se puede pensar que ha perdido los marcadores de dirección en los bordes del gráfico. En general, el gráfico dirigido correspondiente de un pedido anticipado puede tener muchos componentes desconectados.

Definicion formal

Considere una relación homogénea en un conjunto dado de modo que, por definición, sea algún subconjunto de y la notación se use en lugar de. Entonces se llama preorden o cuasiorden si es reflexivo y transitivo ; es decir, si satisface:

  1. Reflexividad : para todos y
  2. Transitividad : si para todos

Un conjunto que está equipado con un pedido anticipado se llama conjunto reservado (o proset ). [2] Para enfatizar o contrastar con los pedidos anticipados estrictos (definidos a continuación), un pedido anticipado también puede denominarse pedido anticipado no estricto .

Si la reflexividad se reemplaza por la irreflexividad (mientras se mantiene la transitividad), entonces el resultado se denomina preorden estricto; explícitamente, un preorden estricto es una relación binaria homogénea que satisface las siguientes condiciones:

  1. Irreflexividad o Antirreflexividad: no para todo lo que es, es falso para todos y
  2. Transitividad : si para todos

Una relación binaria es un preorden estricto si y sólo si es un orden parcial estricto . Por definición, un orden parcial estricto es un preorden estricto asimétrico , donde se llama asimétrico si para todos . Por el contrario, cada preorden estricto es un orden parcial estricto porque cada relación transitiva irreflexiva es necesariamente asimétrica . Aunque son equivalentes, normalmente se prefiere el término "orden parcial estricta" a "orden anticipada estricta" y se remite a los lectores al artículo sobre órdenes parciales estrictas para obtener detalles sobre dichas relaciones. A diferencia de los pedidos anticipados estrictos, hay muchos pedidos anticipados (no estrictos) que no son pedidos parciales (no estrictos) .

Definiciones relacionadas

Si un preorden también es antisimétrico , es decir, e implica entonces es un orden parcial .

En cambio, si es simétrica , es decir, si implica entonces es una relación de equivalencia .

Un pedido anticipado es total si o para todos.

La noción de conjunto preordenado puede formularse en un marco categórico como una categoría delgada ; es decir, como una categoría con como máximo un morfismo de un objeto a otro. Aquí los objetos corresponden a los elementos de y hay un morfismo para los objetos que están relacionados, cero en caso contrario. Alternativamente, un conjunto reservado puede entenderse como una categoría enriquecida , enriquecida sobre la categoría.

Una clase reservada es una clase equipada con un pedido anticipado. Cada conjunto es una clase y, por lo tanto, cada conjunto reservado es una clase reservada.

Ejemplos

Teoría de grafos

Ciencias de la Computación

En informática, se pueden encontrar ejemplos de los siguientes pedidos anticipados.

Otro

Más ejemplos:

Ejemplo de un pedido anticipado total :

Usos

Los pedidos por adelantado juegan un papel fundamental en varias situaciones:

Construcciones

Cada relación binaria en un conjunto se puede extender a un preorden tomando el cierre transitivo y el cierre reflexivo . El cierre transitivo indica conexión de camino en si y sólo si hay un camino desde hasta

Preorden residual izquierdo inducido por una relación binaria

Dada una relación binaria, la composición complementada forma un preorden llamado residual izquierdo , [6] donde denota la relación inversa de y denota la relación complementaria de mientras que denota la composición de la relación .

Pedidos anticipados y pedidos parciales en particiones.

Dado un pedido anticipado en uno, se puede definir una relación de equivalencia tal que

Usando esta relación, es posible construir un orden parcial en el conjunto cociente de la equivalencia, que es el conjunto de todas las clases de equivalencia de Si el preorden se denota por entonces es el conjunto de - clases de equivalencia del ciclo : si y sólo si o está en un ciclo con En cualquier caso, es posible definir si y sólo si Eso está bien definido, lo que significa que su condición definitoria no depende de qué representantes de y se eligen, se desprende de la definición de Es Se verifica fácilmente que esto produce un conjunto parcialmente ordenado.

Por el contrario, a partir de cualquier orden parcial sobre una partición de un conjunto es posible construir un preorden sobre sí mismo. Existe una correspondencia uno a uno entre pedidos anticipados y pares (partición, pedido parcial).

Ejemplo : Sea una teoría formal , que es un conjunto de oraciones con ciertas propiedades (cuyos detalles se pueden encontrar en el artículo sobre el tema ). Por ejemplo, podría ser una teoría de primer orden (como la teoría de conjuntos de Zermelo-Fraenkel ) o una teoría de orden cero más simple . Una de las muchas propiedades de es que está cerrado bajo consecuencias lógicas, de modo que, por ejemplo, si una oración implica lógicamente alguna oración que se escribirá como y también como entonces necesariamente (por modus ponens ). La relación es un preorden porque siempre se cumple y cuando y ambos se cumplen, entonces también se cumple . Además, para cualquiera si y solo si ; es decir, dos oraciones son equivalentes respecto de si y sólo si son lógicamente equivalentes . Esta relación de equivalencia particular se denota comúnmente con su propio símbolo especial y, por lo tanto, este símbolo puede usarse en lugar de. La clase de equivalencia de una oración denotada por consta de todas las oraciones que son lógicamente equivalentes a (es decir, todas aquellas que ). El orden parcial inducido por el cual también será denotado por el mismo símbolo se caracteriza por si y sólo si donde la condición del lado derecho es independiente de la elección de los representantes y de las clases de equivalencia. Todo lo que se ha dicho hasta ahora también se puede decir de su relación inversa. El conjunto preordenado es un conjunto dirigido porque if y if denota la oración formada por la conjunción lógica entonces y dónde . El conjunto parcialmente ordenado es, en consecuencia, también un conjunto dirigido. Consulte Álgebra de Lindenbaum-Tarski para ver un ejemplo relacionado.

Pedidos anticipados y pedidos anticipados estrictos

Reserva estricta inducida por una reserva

Dado un pedido anticipado, se puede definir una nueva relación declarando que si y solo si Usando la relación de equivalencia introducida anteriormente, si y solo si y así se cumple lo siguiente

orden parcial estrictotodoSiantisimétrico
nono

Pedidos anticipados inducidos por un pedido anticipado estricto

Utilizando la construcción anterior, múltiples pedidos anticipados no estrictos pueden producir el mismo pedido anticipado estricto, por lo que sin más información sobre cómo se construyó (como el conocimiento de la relación de equivalencia, por ejemplo), podría no ser posible reconstruir el pedido anticipado no estricto original a partir de Posible. Los pedidos anticipados (no estrictos) que inducen el pedido anticipado estricto dado incluyen lo siguiente:

Si entonces Lo contrario se cumple (es decir, ) si y sólo si siempre que entonces o

Número de pedidos anticipados

Tenga en cuenta que S ( n , k ) se refiere a los números de Stirling del segundo tipo .

Como se explicó anteriormente, existe una correspondencia 1 a 1 entre pedidos anticipados y pares (partición, pedido parcial). Por tanto, el número de pedidos anticipados es la suma del número de pedidos parciales en cada partición. Por ejemplo:

Intervalo

Porque el intervalo es el conjunto de puntos x satisfactorios y también escritos . Contiene al menos los puntos a y b . Se puede optar por ampliar la definición a todos los pares. Los intervalos adicionales están todos vacíos.

Usando la relación estricta correspondiente " ", también se puede definir el intervalo como el conjunto de puntos x que satisfacen y también se escriben. Un intervalo abierto puede estar vacío incluso si

También y se puede definir de manera similar.

Ver también

Notas

  1. ^ en el conjunto de números divisibles por 4
  2. ^ Para "proset", véase, por ejemplo, Eklund, Patrik; Gähler, Werner (1990), "Espacios de Cauchy generalizados", Mathematische Nachrichten , 147 : 219–233, doi :10.1002/mana.19901470123, SEÑOR  1127325.
  3. ^ Pierce, Benjamín C. (2002). Tipos y Lenguajes de Programación . Cambridge, Massachusetts/Londres, Inglaterra: The MIT Press. págs. 182 y siguientes. ISBN 0-262-16209-1.
  4. ^ Robinson, JA (1965). "Una lógica orientada a máquina basada en el principio de resolución". ACM . 12 (1): 23–41. doi : 10.1145/321250.321253 . S2CID  14389185.
  5. ^ Kunen, Kenneth (1980), Teoría de conjuntos, Introducción a las pruebas de independencia , Estudios de lógica y fundamentos de las matemáticas, vol. 102, Ámsterdam, Países Bajos: Elsevier.
  6. ^ En este contexto, " " no significa "establecer diferencia".

Referencias