关系的运算
重点:(1) 掌握逆关系,合成关系的概念及求法,
(2) 掌握关系 次幂的概念及性质。
因为关系是有序对的集合,所以有关集合的运算,如交,并,差,补等对关系都适用,除此外,关系的逆运算,合成运算(也称复合运算)是两种重要的运算。
1、关系的逆。
(1)定义:关系 的逆关系定义为 。
例1、 , 为 上小于等于关系, 为 上整除关系,分别求出 , 。
解:
即 为 上大于等于关系。
即 为 上的倍数关系。
(2) 的关系矩阵 与 的关系矩阵 ,满足 的转置。
如例1中
,
即 与 互为转置矩阵。
的关系图只需将 的关系图中的有向弧改向即得。
如例1中,
(3) 。
2、关系的合成 (复合)
(1)定义,关系 和 的合成关系定义为:
在定义中, 起着中介作用,它与 和 都有联系,但 不在 中直接出现。
例2、设 ,求 , , , , , 。
解: ,
,
,
,
,
。
(2) 的关系矩阵 与 的关系矩阵 满足 。
注意:右式中的两个布尔矩阵( 矩阵)相乘时,用到的加法应是逻辑加法,即:
, , , 。
的关系图可将
的关系图连接起来求得。
如例2中,
(3) 合成关系满足结合律: 。
(4) 关系 的 次幂。
定义:设 为 上关系, , 的 次幂规定为:
①
②
次幂的运算满足: ,
例3、 ,求 , 。
[解法一]用集合表示。
[解法二]用关系图表示。
[解法三]用矩阵表示(略)。
3、关系的逆与合成间的联系。
证明:任取
故 。
,
,
。
显然, 为 中所有有序对的第一个元素构成的集合,
为 中所有有序对的第二个元素构成的集合。
例4、分别求出以下关系的定义域和值域。
(1)
(2)
(3)
(4)
解:(1)
(2)
(3)
即偶数集
(4)