Relacje porządku
Definicje
Relację R nazywamy częściowo porządkującą w zbiorze A wtedy i tylko wtedy, gdy
jest ona zwrotna, przechodnia i na wpół antysymetryczna.
Zbiór, w którym określono relację częściowego porządku nazywamy zbiorem częścio-
wo uporządkowanym.
Przykłady
Relacja mniejszy lub równy (
≤
) określona w zbiorze liczb jest częściowym porządkiem,
gdyŜ:
a) dla kaŜdej liczby a mamy a
≤
a , relacja
≤
jest zwrotna,
b) jeśli tylko a
≤
b oraz b
≤
c, to oczywiście a
≤
c , relacja
≤
jest przechodnia,
c) jeśli tylko a
≤
b i b
≤
a, to oczywiście a = b, relacja
≤
jest na wpół antysymetryczna.
Relacja podzielności (tzn zdefiniowana warunkiem a | b
⇔
a jest dzielnikiem b ) określo-
na w zbiorze liczb naturalnych jest częściowym porządkiem, gdyŜ:
a) dla kaŜdej liczby a mamy a | a , relacja | jest zwrotna,
b) jeśli a jest dzielnikiem b oraz b jest dzielnikiem c, to oczywiście a jest dzielnikiem
liczby c, czyli relacja | jest przechodnia,
c) jeśli tylko a jest dzielnikiem b i b jest dzielnikiem a, to oczywiście a = b, relacja | jest
na wpół antysymetryczna.
Relacja S określona warunkiem x S y
⇔
x – y jest liczbą parzystą określona w zbiorze
liczb całkowitych nie jest częściowym porządkiem, gdyŜ
a) dla kaŜdej liczby a mamy aSa, bo a – a = 0 , czyli róŜnica jest liczbą parzystą, a to
znaczy, Ŝe S jest relacją zwrotną,
b) S jest relacją przechodnią, bo jeśli tylko a S b (czyli róŜnica a - b jest liczbą parzystą)
oraz b S c, (czyli róŜnica b – c jest liczbą parzystą), to oczywiście a S c , bo suma
(a – b) + (b – c) = a – c jako suma liczb parzystych jest liczbą parzystą. Zatem relacja S
jest przechodnia.
c) S nie jest relacją na wpół antysymetryczną, bo jeśli 6 – 2 jest liczbą parzystą oraz 2 – 4
jest liczbą parzystą, ale nie prawda, Ŝe 6 = 6.
Odniesienia do nauczania
W praktyce szkolnej z zagadnieniami porządkowania zbiorów (konkretnych przedmio-
tów, wyrazów, liczb, dzieci) uczniowie spotykają się bardzo często. Pojawiają się one w sytu-
acjach zabawowych, gdy pojawia się potrzeba ustawienia dzieci w róŜny sposób, m.in. wg
wzrostu, alfabetycznie bądź losowo, gdy wskazuje się mu miejsce w szeregu. Porządkuje się
równieŜ litery, wyrazy (lista alfabetyczna), wytwory (np. prace plastyczne).
Pełne ukształtowanie pojęcia liczby naturalnej wymaga rozumienia jej aspektu porząd-
kowego, który wyraźnie ujawnia się, gdy naleŜy określić „z którym z kolei elementem mamy
do czynienia”. Dziecko obiera kolejność przeliczania elementów (ustala konkretny porządek)
i stwierdza, który liczebnik wypowie jako ostatni podczas liczenia.
Jeden i ten sam zbiór moŜna porządkować rozmaicie, tzn. moŜna w nim zdefiniować
porządek na wiele róŜnych sposobów. Fakt ten nie jest jednak tak oczywisty dla dzieci.
Literatura
T. Sawicki, R. Reclik, J. Nowik, Matematyka, Wydawnictwo Nowik, Opole 1997;
s. 57.
Ćwiczenia
1.
Uzasadnij, Ŝe relacja zawierania się zbiorów (
⊂
) jest relacją częściowo porządkującą
zbiór podzbiorów zbioru {1, 3, 5, 7}.
2.
Zbadaj, czy zbiór uczniów pewnej klasy wraz z relacją:
a) … nie jest starszy niŜ … ,
b) miesiąc urodzenia ucznia A jest wcześniejszy niŜ miesiąc urodzenia B
jest zbiorem częściowo uporządkowanym.
3.
Wiemy, Ŝe zbiór { 2, 3, 4, 6} jest zbiorem częściowo uporządkowanym przez relację
R, której niepełny graf przedstawia rysunek. Dorysuj brakujące strzałki.
2
6
3
4
4.
Osoby o inicjałach: Marek B., Jakub N., Jan C., Wojciech A., Wanda S., Krystyna A.,
Monika B. stoją:
a) w jednej kolejce zgodnie z zasadą: najpierw alfabetycznie kobiety, potem alfabe-
tycznie męŜczyźni, b) w dwóch kolejkach, w jednej alfabetycznie kobiety, w drugiej
alfabetycznie męŜczyźni, c) wszyscy w jednej kolejce wg porządku alfabetycznego.
W którym przypadku uporządkowano częściowo zbiór tych osób ?
5.
Zaproponuj sposób uporządkowania:
a) zestawu kart jednej tali,
b) domów jednej ulicy wybranego miasta,
c) ulic miasta Kielc, wykorzystaj plan miasta,
d) zestawu klocków logicznych Dienesa,
e) uczniów pewnej klasy spoŜywających obiad w stołówce, w której są stoliki cztero-
osobowe.