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数学代写|离散数学代写Discrete Mathematics代考|TYPES OF RELATIONS AND RELATION MATRIX

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数学代写|离散数学代写Discrete Mathematics代考|TYPES OF RELATIONS AND RELATION MATRIX

数学代写|离散数学代写Discrete Mathematics代考|TYPES OF RELATIONS AND RELATION MATRIX

Let $\mathrm{A}=\left{a_1, a_2, \ldots, a_i, \ldots, a_j, \ldots \ldots, a_n\right}$ be a non-empty set and $\mathrm{R}$ be a relation defined on the set A. Hence the matrix of the relation $\mathrm{R}$ relative to the ordering $a_1, a_2, \ldots, a_i, \ldots, a_j, \ldots \ldots$, $a_n$ is defined as
$$
\begin{aligned}
\mathrm{M}(\mathrm{R}) & =\left[m_{i j}\right]{n \times n} \ m{i j} & = \begin{cases}1 & \text { If } a_i \mathrm{R} a_j \
0 & \text { If } a_i \mathrm{R} a_j\end{cases}
\end{aligned}
$$
3.12.1 Reflexive Relations
The relation $\mathrm{R}$ is said to be reflexive if $m_{i i}=1 \forall 1 \leq i \leq n$ i.e. all elements of the main diagonal in relation matrix $\mathrm{M}(\mathrm{R})$ are 1 .
3.12.2 Symmetric Relations
The relation $\mathrm{R}$ is said to be symmetric if $m_{i j}=m_{j i} \forall 1 \leq i \leq n$ and $1 \leq j \leq n$.
In other words the relation $R$ is said to be symmetric if $M(R)=[M(R)]^T$. where $[M(R)]^{\mathrm{T}}$ represents the transpose of the relation matrix $M(R)$.
3.12.3 Transitive Relation
The relation $\mathrm{R}$ is said to be transitive if $m_{i j}=1$ and $m_{j k}=1$, then $m_{i k}=1$ for $1 \leq i \leq n ; 1 \leq j \leq n$ and $1 \leq k \leq n$.

In other words the relation $\mathrm{R}$ is said to be transitive if and only if $\mathrm{R}^2 \subseteq \mathrm{R}$. i.e. Whenever entry $i, j$ in $[\mathrm{M}(\mathrm{R})]^2$ is non-zero, entry $i, j$ in $\mathrm{M}(\mathrm{R})$ is also non-zero.
Let $R$ be a relation on the set $A$ and $R$ is transitive.
Let
$$
(x, z) \in \mathrm{R}^2=\mathrm{R} . \mathrm{R} \text {. }
$$
So, there exists $y \in \mathrm{A}$ such that $(x, y) \in \mathrm{R}$ and $(y, z) \in \mathrm{R}$
Thus $(x, z) \in \mathrm{R}[\because \quad \mathrm{R}$ is transitive $]$
i.e.
$$
(x, z) \in \mathrm{R}^2 \Rightarrow(x, z) \in \mathrm{R}
$$
Therefore
$$
\mathrm{R}^2 \subseteq \mathrm{R}
$$
Conversely,Suppose that $\mathrm{R}^2 \subseteq R$.
Let $\quad(x, y) \in \mathrm{R}$ and $(y, z) \in \mathrm{R}$
This implies
i.e.
$(x, z) \in \mathrm{R} . \mathrm{R}=\mathrm{R}^2$
i.e.
$(x, z) \in \mathrm{R}^2 \subseteq \mathrm{R}$
$(x, z) \in \mathrm{R}$
Therefore $\mathrm{R}$ is transitive.

数学代写|离散数学代写Discrete Mathematics代考|Anti-Reflexive Relations

The relation $\mathrm{R}$ is said to be anti-reflexive if $m_{i i}=0 \forall 1 \leq i \leq n$ i.e. All elements of the main diagonal in relation matrix $\mathrm{M}(\mathrm{R})$ are 0 (zero).
3.12.5 Asymmetric Relations
The relation R is said to be asymmetric if $m_{i j}=1$, then $m_{j i}=0$ and $m_{i i}=0$.
3.12.6 Anti-Symmetric Relations
The relation R is said to be anti-symmetric if $a_i \neq a_j$ then either $m_{i j}=0$ or $m_{j i}=0$ and $m_{i j}=1$ $=m_{j i}$ implies $a_i=a_j$.
Consider the following relations on the set $\mathrm{A}={1,3,5,7}$
$$
\begin{aligned}
& \mathrm{R}1={(1,1),(1,3),(1,7),(3,3),(3,7),(5,5),(5,7),(7,7)} \ & \mathrm{R}_2={(1,1),(1,5),(1,7),(3,5),(3,7),(5,1),(5,3),(7,1),(7,3)} \ & \mathrm{R}_3={(1,1),(1,3),(1,5),(1,7),(3,1),(3,3),(3,5),(3,7),(5,7)} \ & \mathrm{R}_4={(1,3),(1,7),(3,7),(5,7),(7,1)} \ & \mathrm{R}_5={(1,3),(3,5),(5,7),(7,1),(7,3)} \ & \mathrm{R}_6={(1,1),(1,7),(7,5),(7,3),(5,3)} \end{aligned} $$ Relative to the ordering $1,3,5,7$ we get $$ \begin{array}{ll} M\left(R_1\right)=\left[\begin{array}{llll} 1 & 1 & 0 & 1 \ 0 & 1 & 0 & 1 \ 0 & 0 & 1 & 1 \ 0 & 0 & 0 & 1 \end{array}\right] ; & \mathbf{M}\left(\mathbf{R}_2\right)=\left[\begin{array}{llll} 1 & 0 & 1 & 1 \ 0 & 0 & 1 & 1 \ 1 & 1 & 0 & 0 \ 1 & 1 & 0 & 0 \end{array}\right] ; \ M\left(R_3\right)=\left[\begin{array}{llll} 1 & 1 & 1 & 1 \ 1 & 1 & 1 & 1 \ 0 & 0 & 0 & 1 \ 0 & 0 & 0 & 0 \end{array}\right] ; & \mathbf{M}\left(\mathrm{R}_4\right)=\left[\begin{array}{llll} 0 & 1 & 0 & 1 \ 0 & 0 & 0 & 1 \ 0 & 0 & 0 & 1 \ 1 & 0 & 0 & 0 \end{array}\right] ; \ \mathbf{M}\left(\mathrm{R}_5\right)=\left[\begin{array}{llll} 0 & 1 & 0 & 0 \ 0 & 0 & 1 & 0 \ 0 & 0 & 0 & 1 \ 1 & 1 & 0 & 0 \end{array}\right] ; & \mathbf{M}\left(\mathrm{R}_6\right)=\left[\begin{array}{llll} 1 & 0 & 0 & 1 \ 0 & 0 & 0 & 0 \ 0 & 1 & 0 & 0 \ 0 & 1 & 1 & 0 \end{array}\right] ; \end{array} $$ From the above matrices it is clear that $m{i i}=1$ in $\mathbf{M}\left(\mathrm{R}1\right)$ and $m{i i}=0$ in $\mathbf{M}\left(\mathrm{R}_4\right)$ and $\mathbf{M}\left(\mathrm{R}_5\right)$. Thus the relation $R_1$ is reflexive where as the relations $R_4$ and $R_5$ are anti-reflexive. Again
$$
\left[M\left(R_2\right)\right]^T=\left[\begin{array}{llll}
1 & 0 & 1 & 1 \
0 & 0 & 1 & 1 \
1 & 1 & 0 & 0 \
1 & 1 & 0 & 0
\end{array}\right]=M\left(R_2\right)
$$
So, the relation $R_2$ is symmetric. Also $\left[M\left(R_1\right)\right]^T \neq M\left(R_1\right)$, and hence the relation $R_1$ is not symmetric. Similarly it can be shown that the relations $R_3, R_4, R_5$ and $R_6$ are not symmetric.
Now in $M\left(R_1\right), M\left(R_2\right), M\left(R_3\right)$ and $M\left(R_6\right)$, we see that $m_{i i} \neq 0$, so the relations $R_1, R_2, R_3$ and $R_6$ are not asymmetric. In $\mathrm{M}\left(\mathrm{R}4\right)$ we see that $m{i i}=0$, but $m_{14}=1=m_{41}$. This violate the conditions of asymmetric relation hence not asymmetric. It is also observed that in $\mathbf{M}\left(\mathrm{R}5\right), m{i i}=0 ; m_{12}$ $=1, m_{21}=0 ; m_{23}=1, m_{32}=0 ; m_{34}=1, m_{43}=0 ; m_{41}=1, m_{14}=0$ and $m_{42}=1, m_{24}=0$. Thus the relation $R_5$ is asymmetric. Again
$$
\left[M\left(R_3\right)\right]^2=\left[\begin{array}{llll}
1 & 1 & 1 & 1 \
1 & 1 & 1 & 1 \
0 & 0 & 0 & 1 \
0 & 0 & 0 & 0
\end{array}\right]\left[\begin{array}{llll}
1 & 1 & 1 & 1 \
1 & 1 & 1 & 1 \
0 & 0 & 0 & 1 \
0 & 0 & 0 & 0
\end{array}\right]=\left[\begin{array}{llll}
2 & 2 & 2 & 3 \
2 & 2 & 2 & 3 \
0 & 0 & 0 & 0 \
0 & 0 & 0 & 0
\end{array}\right]
$$
We see that whenever $i, j$ in $\left[\mathrm{M}\left(\mathrm{R}_3\right)\right]^2$ is non-zero, entry $i, j$ in $\mathrm{M}\left(\mathrm{R}_3\right)$ is also non-zero. So the relation $\mathrm{R}_3$ is transitive. It is also cleared that $\left[\mathrm{M}\left(\mathrm{R}_i\right)\right]^2 \nsubseteq \subset \mathrm{M}\left(\mathrm{R}_i\right)$ for $i=1,2,4,5,6$. Thus the relations $R_1, R_2, R_4, R_5$ and $R_6$ are not transitive. Also it can be shown that the relation $R_6$ is anti-symmetric.

数学代写|离散数学代写Discrete Mathematics代考|TYPES OF RELATIONS AND RELATION MATRIX

离散数学代写

数学代写|离散数学代写Discrete Mathematics代考|TYPES OF RELATIONS AND RELATION MATRIX

让 $\mathrm{A}=\left{a_1, a_2, \ldots, a_i, \ldots, a_j, \ldots \ldots, a_n\right}$ 非空集合和 $\mathrm{R}$ 是定义在集合a上的关系,因此是该关系的矩阵 $\mathrm{R}$ 相对于排序 $a_1, a_2, \ldots, a_i, \ldots, a_j, \ldots \ldots$, $a_n$ 定义为
$$
\begin{aligned}
\mathrm{M}(\mathrm{R}) & =\left[m_{i j}\right]{n \times n} \ m{i j} & = \begin{cases}1 & \text { If } a_i \mathrm{R} a_j \
0 & \text { If } a_i \mathrm{R} a_j\end{cases}
\end{aligned}
$$
3.12.1自反关系
关系 $\mathrm{R}$ 据说是自反的吗 $m_{i i}=1 \forall 1 \leq i \leq n$ 即关系矩阵中主对角线的所有元素 $\mathrm{M}(\mathrm{R})$ 是1。
3.12.2对称关系
关系 $\mathrm{R}$ 是对称的,如果 $m_{i j}=m_{j i} \forall 1 \leq i \leq n$ 和 $1 \leq j \leq n$.
换句话说就是关系 $R$ 是对称的,如果 $M(R)=[M(R)]^T$. 在哪里 $[M(R)]^{\mathrm{T}}$ 表示关系矩阵的转置 $M(R)$.
3.12.3传递关系
关系 $\mathrm{R}$ 说它是传递物如果 $m_{i j}=1$ 和 $m_{j k}=1$那么, $m_{i k}=1$ 为了 $1 \leq i \leq n ; 1 \leq j \leq n$ 和 $1 \leq k \leq n$.

换句话说,关系$\mathrm{R}$当且仅当$\mathrm{R}^2 \subseteq \mathrm{R}$是可传递的。即,每当$[\mathrm{M}(\mathrm{R})]^2$中的条目$i, j$不为零时,$\mathrm{M}(\mathrm{R})$中的条目$i, j$也不为零。
设$R$是集合上的一个关系$A$和$R$是可传递的。

$$
(x, z) \in \mathrm{R}^2=\mathrm{R} . \mathrm{R} \text {. }
$$
因此,存在$y \in \mathrm{A}$使得$(x, y) \in \mathrm{R}$和$(y, z) \in \mathrm{R}$
因此$(x, z) \in \mathrm{R}[\because \quad \mathrm{R}$是可传递的$]$
例如:
$$
(x, z) \in \mathrm{R}^2 \Rightarrow(x, z) \in \mathrm{R}
$$
因此
$$
\mathrm{R}^2 \subseteq \mathrm{R}
$$
反过来,假设$\mathrm{R}^2 \subseteq R$。
让$\quad(x, y) \in \mathrm{R}$和$(y, z) \in \mathrm{R}$
这意味着
例如:
$(x, z) \in \mathrm{R} . \mathrm{R}=\mathrm{R}^2$
例如:
$(x, z) \in \mathrm{R}^2 \subseteq \mathrm{R}$
$(x, z) \in \mathrm{R}$
因此$\mathrm{R}$是可传递的。

数学代写|离散数学代写Discrete Mathematics代考|Anti-Reflexive Relations

如果$m_{i i}=0 \forall 1 \leq i \leq n$,即关系矩阵$\mathrm{M}(\mathrm{R})$中主对角线的所有元素都是0(零),则关系$\mathrm{R}$被称为反自反的。
3.12.5非对称关系
关系R是不对称的,如果$m_{i j}=1$,那么$m_{j i}=0$和$m_{i i}=0$。
3.12.6反对称关系
关系R是反对称的,如果$a_i \neq a_j$,那么$m_{i j}=0$或$m_{j i}=0$和$m_{i j}=1$$=m_{j i}$暗示$a_i=a_j$。
考虑集合$\mathrm{A}={1,3,5,7}$上的下列关系
$$
\begin{aligned}
& \mathrm{R}1={(1,1),(1,3),(1,7),(3,3),(3,7),(5,5),(5,7),(7,7)} \ & \mathrm{R}2={(1,1),(1,5),(1,7),(3,5),(3,7),(5,1),(5,3),(7,1),(7,3)} \ & \mathrm{R}_3={(1,1),(1,3),(1,5),(1,7),(3,1),(3,3),(3,5),(3,7),(5,7)} \ & \mathrm{R}_4={(1,3),(1,7),(3,7),(5,7),(7,1)} \ & \mathrm{R}_5={(1,3),(3,5),(5,7),(7,1),(7,3)} \ & \mathrm{R}_6={(1,1),(1,7),(7,5),(7,3),(5,3)} \end{aligned} $$相对于顺序$1,3,5,7$,我们得到$$ \begin{array}{ll} M\left(R_1\right)=\left[\begin{array}{llll} 1 & 1 & 0 & 1 \ 0 & 1 & 0 & 1 \ 0 & 0 & 1 & 1 \ 0 & 0 & 0 & 1 \end{array}\right] ; & \mathbf{M}\left(\mathbf{R}_2\right)=\left[\begin{array}{llll} 1 & 0 & 1 & 1 \ 0 & 0 & 1 & 1 \ 1 & 1 & 0 & 0 \ 1 & 1 & 0 & 0 \end{array}\right] ; \ M\left(R_3\right)=\left[\begin{array}{llll} 1 & 1 & 1 & 1 \ 1 & 1 & 1 & 1 \ 0 & 0 & 0 & 1 \ 0 & 0 & 0 & 0 \end{array}\right] ; & \mathbf{M}\left(\mathrm{R}_4\right)=\left[\begin{array}{llll} 0 & 1 & 0 & 1 \ 0 & 0 & 0 & 1 \ 0 & 0 & 0 & 1 \ 1 & 0 & 0 & 0 \end{array}\right] ; \ \mathbf{M}\left(\mathrm{R}_5\right)=\left[\begin{array}{llll} 0 & 1 & 0 & 0 \ 0 & 0 & 1 & 0 \ 0 & 0 & 0 & 1 \ 1 & 1 & 0 & 0 \end{array}\right] ; & \mathbf{M}\left(\mathrm{R}_6\right)=\left[\begin{array}{llll} 1 & 0 & 0 & 1 \ 0 & 0 & 0 & 0 \ 0 & 1 & 0 & 0 \ 0 & 1 & 1 & 0 \end{array}\right] ; \end{array} $$从上面的矩阵可以清楚地看到$\mathbf{M}\left(\mathrm{R}1\right)$中的$m{i i}=1$和$\mathbf{M}\left(\mathrm{R}_4\right)$和$\mathbf{M}\left(\mathrm{R}_5\right)$中的$m{i i}=0$。因此,关系$R_1$是自反的,而关系$R_4$和$R_5$是反自反的。再一次。 $$ \left[M\left(R_2\right)\right]^T=\left[\begin{array}{llll} 1 & 0 & 1 & 1 \ 0 & 0 & 1 & 1 \ 1 & 1 & 0 & 0 \ 1 & 1 & 0 & 0 \end{array}\right]=M\left(R_2\right) $$ 关系$R_2$是对称的。还有$\left[M\left(R_1\right)\right]^T \neq M\left(R_1\right)$,因此关系$R_1$不是对称的。同样地,可以证明关系$R_3, R_4, R_5$和$R_6$不是对称的。 现在在$M\left(R_1\right), M\left(R_2\right), M\left(R_3\right)$和$M\left(R_6\right)$中,我们看到$m{i i} \neq 0$,所以$R_1, R_2, R_3$和$R_6$的关系不是不对称的。在$\mathrm{M}\left(\mathrm{R}4\right)$中我们看到$m{i i}=0$,但是$m_{14}=1=m_{41}$。这违反了不对称关系的条件,因此不是不对称的。还可以观察到,在$\mathbf{M}\left(\mathrm{R}5\right), m{i i}=0 ; m_{12}$$=1, m_{21}=0 ; m_{23}=1, m_{32}=0 ; m_{34}=1, m_{43}=0 ; m_{41}=1, m_{14}=0$和$m_{42}=1, m_{24}=0$。因此关系$R_5$是不对称的。再一次。
$$
\left[M\left(R_3\right)\right]^2=\left[\begin{array}{llll}
1 & 1 & 1 & 1 \
1 & 1 & 1 & 1 \
0 & 0 & 0 & 1 \
0 & 0 & 0 & 0
\end{array}\right]\left[\begin{array}{llll}
1 & 1 & 1 & 1 \
1 & 1 & 1 & 1 \
0 & 0 & 0 & 1 \
0 & 0 & 0 & 0
\end{array}\right]=\left[\begin{array}{llll}
2 & 2 & 2 & 3 \
2 & 2 & 2 & 3 \
0 & 0 & 0 & 0 \
0 & 0 & 0 & 0
\end{array}\right]
$$
我们看到,只要$\left[\mathrm{M}\left(\mathrm{R}_3\right)\right]^2$中的$i, j$不为零,$\mathrm{M}\left(\mathrm{R}_3\right)$中的条目$i, j$也不为零。所以关系$\mathrm{R}_3$是可传递的。也可以将$\left[\mathrm{M}\left(\mathrm{R}_i\right)\right]^2 \nsubseteq \subset \mathrm{M}\left(\mathrm{R}_i\right)$替换为$i=1,2,4,5,6$。因此,关系$R_1, R_2, R_4, R_5$和$R_6$不是可传递的。也可以证明关系$R_6$是反对称的。

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