保序映射
序论中的一种重要映射
保序映射(order-preserving mapping)是序论中的一种重要映射,设f:P→Q是偏序集P到偏序集Q的映射,对任意a,b∈P,若a≤b有f(a)≤f(b) (f(a)≥f(b)),则称f为保序映射(反序映射),格与格之间的同态必是保序映射,而其逆一般不成立。
基本介绍
设 与 是两个偏序集, 为映射。
(1)若 则称 为保序映射或序同态;
(2)若 则称 为逆序映射或反序同态;
(3)若 ,则称 为保任意并映射,简称保并映射;
(4)若 ,则称 为保任意交映射,简称保交映射;
(5)若(3)和(4)中的S限定取有限集时,则称 为保有限并映射与保有限交映射;
显然,保(有限)并映射或保(有限)交映射都是保序映射,反之不然。
(6)若θ 为保序双射,并且其逆映射也是保序映射,则称θ 为序同构;
(7)若θ 为反序双射,并且其逆映射也是反序映射,则称θ 为反序同构(或对偶同构)。
显然序同构一定是序同态,当 时,序同态(或序同构)θ 叫做偏序集 的自同态(或自同构)。若序同态 是满射,则称偏序集P与Q同态,记作 ;若 是序同构,则称P与Q同构,记作 :若P与Q的某一个子偏序集同构,则称偏序集P可同构嵌入到偏序集Q中,若 是对偶同构,并且 ,则称 为P的一个自对偶同构,并说偏序集P是自对偶的。
显然,与 同构的偏序集一定与P对偶同构,偏序集在一个反序同构对应下,若不是自对偶的。就一定是成对地对偶的。同样地,关于偏序集的定义和定理,在一个反序同构对应下,若不是自对偶的,就一定是成对地对偶的。
相关定理
由序同构及反序同构的定义,容易证明下述定理。
定理1 设 与 是两个偏序集, 是满射,则下述条件等价:
(1)θ 是序同构(反序同构);
(2)θ 是可逆映射,并且θ 与 皆是保序的(反序的);
(3)θ 是双保序的(双反序的),即 ,
注:定理1(2)中要求 保序(反序)是必需的,存在双射(即可逆映射) ,使得θ 是保序的,但 不是保序的,因而θ 不是序同构。
设A是任意一个偏序集, ,称A的下述子集 ,为由 决定的截段。
在偏序集 与偏序集 之间定义映射: 。则易见 ,当且仅当 。特别,当 时,必有 。因此A与 的子偏序集 同构,即偏序集A可以同构嵌入到偏序集 中,于是我们证明了下述结果。
定理2 任意偏序集 均可同构嵌入到某个集合A的幂集偏序集 中。
该定理表明了幂集偏序集的特殊地位。
利用序同构的定义,关于有限偏序集的示图,显然有:
(1)两个有限偏序集同构当且仅当它们可由同一个Hasse图表示;
(2)偏序集P的对偶 的示图可由P的示图上下倒置得到;
(3)有限偏序集P自对偶,当且仅当P有一个上下对称的示图。
根据(1),对于每一个确定的自然数n,有可能求得所有彼此不同构的n阶偏序集的个数。
推论1两个有限链(反链)同构当且仅当它们的长(宽)相等。
关于对偶同构,我们易证下面定理成立。
定理3 设 与 是两个偏序集, 是对偶同构,A是P的子集, ,则
(1) b是A的最大(小)元 是 的最小(大)元;
(2) b是A的极大(小)元 是 的极小(大)元;
(3) b是A的上(下)界 是 的下(上)界;
(4) b是A的上(下)确界 是 的下(上)确界;
(5) b是P的单位元(零元) 是 的零元(单位元)。
根据定理3,显然有:
对偶原则 若一个关于偏序集的命题在所在偏序集中为真,则其对偶命题(即把其中的偏序代以逆序,最大(小)元代以最小(大)元,极大(小)元代以极小(大)元,上(下)界代以下(上)界,上(下)确界代以下(上)确界,单位元代以零元(单位元),等等)亦真。
设A是任意集合,A的子集族S叫做一个子集环,如果S关于集合的交、并封闭,即 ,称S是一个子集域,如果S关于集合的交、并、补封闭,其中补封闭是指 。
显然A的幂集 是一个子集环,也是一个子集域。
定义 设P偏序集, ,
(1)如果 ,那么 ,则称A是上集(或序滤子);
(2)对偶地,如果 ,那么 ,则称A是下集(或序理想)。
容易证明:
定理4 设P偏序集,则
(1) 是P的上集(下集);
(2) P的任意多个上集(下集)的并、交仍是上集(下集);
(3) A是上集当且仅当 是下集;
(4) P的所有上集(下集)构成一个子集环。
设 ,定义 { 存在 使得 }, { 存在 使得 }。
定理5 设P偏序集,,则以下各条等价:
(1);
(2) ;
(3) 对任意P的下集Q,。
格的保序映射
设φ是格到的一个映射,如果对任意,如果,则,称是一个从格到的保序映射。
定理6设φ是格到的一个映射,则
(1) 如果φ是一个同态映射,则φ一定是一个保序映射;
(2) 如果φ是双射,则φ是同构映射,当且仅当都是保序映射。
(1)中表明保序映射只是同态映射的必要条件,不是充分条件。利用定理(2)可方便地判别两个格是否同构。如果两个格同构,则两者元素个数一定相同。
参考资料
最新修订时间:2022-09-20 21:07
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