RELACIONES DE ORDEN Definiciones Una relación R en un

Departamento de Matemática Aplicada. ETSIInf. UPM.
Victoria Zarzosa Rodríguez
RELACIONES DE ORDEN
Definiciones
 Una relación R en un conjunto A es una relación de orden si
verifica las propiedades reflexiva, antisimétrica y transitiva.
 Un conjunto parcialmente ordenado ( A, R ) es un par formado
por un conjunto A y una relación de orden R definida en él.
 Los elementos a y b del conjunto ordenado (A, R) se dicen
comparables si a R b o b R a.
 (A, R) es un conjunto totalmente ordenado si dos elementos
cualesquiera de A son comparables.
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Ejemplos
1) (N,  ) es un conjunto totalmente ordenado.
a  b  existe n     tal que b = a + n
2) (N,  ), donde  indica la relación de divisibilidad, es un conjunto
parcialmente ordenado.
a  b  existe n   tal que b = a n
3) Sea Dn = { z   / z divide a n }
(Dn, ), donde  indica la relación de divisibilidad, es un conjunto
parcialmente ordenado.
4) ((S), ) es un conjunto parcialmente ordenado.
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DIAGRAMAS DE HASSE
(Helmut Hasse, 1898  1979)
1. El diagrama de Hasse de un conjunto ordenado finito es una
representación del mismo en la que cada elemento se representa
por un punto del plano.
2. Si a R b se dibuja a por debajo de b y se une a con b por
medio de un segmento.
3. Finalmente se suprimen los segmentos que corresponden a la
propiedad transitiva, es decir, si a R b y b R c se suprime el
segmento correspondiente a a R c.
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ELEMENTOS CARACTERÍSTICOS
Sea ( A,  ) un conjunto ordenado.
 mA es maximal de A si no existe x A tal que m  x.
 m A es minimal de A si no existe x A tal que x  m.
 mA es máximo de A si  x  A, x  m.
 m  A es mínimo de A si  x  A, m  x.
El máximo de A, se nota I y se llama elemento unidad.
El mínimo de A, se nota O y se llama elemento cero.
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Sea S un subconjunto no vacío del conjunto ordenado ( A,  ).
 c A es cota superior de S si  x  S, x  c.
 cA es cota inferior de S si  x  S, c  x.
 S está acotado si tiene una cota superior y una cota inferior.
 s A es supremo (o mínima cota superior) de S si es cota
superior de S y  cota superior c de S se tiene que s  c.
 i  A es ínfimo (o máxima cota inferior) de S si es cota inferior
de S y  cota inferior c de S se tiene que c  i.
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Ejercicio
Representar el diagrama de Hasse del conjunto ordenado (D48, |) y
hallar los maximales y minimales, las cotas superiores e inferiores, el
supremo, el ínfimo, el máximo y el mínimo (si los hay) del
subconjunto A = {2, 3, 4, 6, 12} en el conjunto ordenado (D48,|).
Solución
cotas superiores de A = {12, 24, 48}
cota inferior de A = {1}
supremo de A = {12}, ínfimo de A = {1}
maximal de A = {12}, minimales de A = {2, 3}
máximo de A = {12} y no existe mínimo de A.
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Definición
Si ( A, R ) y ( B, S ) son dos conjuntos ordenados, en el conjunto
producto AB se pueden definir dos relaciones de orden:
 Orden producto:
( a, b ) Prod ( c, d )  a R c y b S d
 Orden lexicográfico:
( a, b ) Lex ( c, d ) 

a c y a R c
a = c y b S d.
Si ( A, R ) y ( B, S ) son dos conjuntos totalmente ordenados,
 (AB, Lex ) es totalmente ordenado.
 (AB, Prod ) no es necesariamente totalmente ordenado.
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Ejemplo
Sean (A = {1, 2, 3}, R) y (B = {, , , }, S) conjuntos ordenados
según los diagramas de Hasse siguientes
entonces
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Ordenación topológica
Si (A, P ) es un conjunto finito ordenado, entonces existe un orden
total (A, T ) que lo contiene, es decir, si a P b entonces a T b.
Demostración
Sean
a1 elemento minimal en A,
a2 elemento minimal en A  {a1},
…,
ai minimal en A  {a1, a2, … , ai1}, …
Como A es finito, en un número finito de pasos se obtiene
un orden total para los elementos de A:
a1 T a2  T …  T ai  T …  Tan
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RETÍCULOS
Definición
A) Un conjunto ordenado ( L, ) es un retículo si
para todo par de elementos a, b L existen
sup { a, b } L
e
inf { a, b } L.
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Ejemplos
1) (N,  ) es un retículo.
Sup  {a, b} = máx {a, b}
inf  {a, b} = mín {a, b}
2) (N,  ), donde  indica la relación de divisibilidad, es un retículo.
Sup  {a, b} = mcm {a, b}
inf  {a, b} = mcd {a, b}
3) Sea Dn = { z   / z divide a n }
(Dn, ), donde  indica la relación de divisibilidad, es un retículo.
Sup  {a, b} = mcm {a, b}
inf  {a, b} = mcd {a, b}
4) ((S), ) es un retículo.
Sup  {A, B} = A  B
inf  {A, B} = A  B
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5) Si ( A, R ) y ( B, S ) son retículos, entonces
 ( AB, Prod ) es retículo
sup Prod {(a, b), (c, d)} = (sup R { a, c }, sup S { b, d })
inf Prod {(a, b), (c, d)} = (inf R { a, c }, inf S { b, d })
 ( AB, Lex ) es retículo
sup Lex {(a, b), (c, d)} =
inf Lex {(a, b), (c, d)} =

( sup R { a, c }, inf S { b, d }), si a  c

( inf R { a, c }, supS { b, d }), si a  c
( a, supS { b, d } ),
( a, infS { b, d } ),
si a = c
si a = c
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Definición
B) Un retículo es una terna ( L,  , ) donde L es un conjunto y
 ,  son dos operaciones binarias definidas en L que cumplen
las siguientes propiedades:
1. idempotente : a  a = a , a  a = a
2. conmutativa : a  b = b  a , a  b = b  a
3. asociativa : (a  b)  c = a  (b  c) , (a  b)  c = a  (b  c)
4. absorción : a  (a  b) = a, a  (a  b) = a.
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Proposición
 Las dos definiciones anteriores son equivalentes:
a b  sup { a, b }
a  b = inf { a, b }
 La relación entre las operaciones y el orden es:
ab

abb

aba
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Definiciones
 Un retículo L es acotado si posee elemento máximo y mínimo.
Se designa por 1 al elemento máximo y por 0 al mínimo.
1 es el elemento neutro para  : x  1 = x,  x  L
0 es el elemento neutro para  : x  0 = x,  x  L
 Un retículo ( L, ,  ) es distributivo si  a, b, c  L se cumple:
a(bc)(ab)(ac)
a(bc)(ab)(ac)
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Ejemplos
1) (Dn ,  ) es retículo acotado y distributivo  n  .
2) Los siguientes retículos acotados no son distributivos ya que
a(bc)(ab)(ac)
Teorema
Un retículo (L, , ) es no distributivo si y sólo si contiene a uno de
los dos retículos del ejemplo anterior 2).
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Definiciones
 Sea ( L, ,  ) un retículo acotado.
 a  L se dice que a’ L es complementario de a si
a  a’ = 1
a  a’ = 0
 Un retículo acotado L es complementario si todos sus elementos
poseen complementario.
Ejemplos
1) ((S), ) es retículo acotado, distributivo y complementario.
2) (Bn={0,
1}n,
PROD)
es
retículo
acotado,
distributivo
y
complementario.
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3) (D ,  ) es retículo acotado, distributivo y complementario.
4) (D ,  ) es acotado y distributivo, pero no es complementario.
5) Los
siguientes
retículos
acotados,
no
distributivos,
son
complementarios, pero el complementario del elemento c no es único.
´
, ´
, ´
´
,
´
, ´
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Teorema
Sea ( L, ,  ) un retículo acotado y distributivo.
El complementario de cada elemento, si existe, es único.
Definición
Un álgebra de Boole
es un retículo acotado, distributivo y
complementario.
 George Boole (1815  1864), en “Las leyes de la verdad” (1854)
utiliza el álgebra para tratar expresiones de lógica proposicional.
 Claude Shannon (1916  2001), en su tesis doctoral demostró
cómo utilizar las leyes de la lógica para diseñar circuitos (1938).
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