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集合論
関係
〈 写像
集合の濃度 〉
複数の物事が互いに関わり合っている状態を「関係」と呼びますが、これは数学的には2つの集合の直積の部分集合として定義されます。関係や二項関係、同値関係、順序関係など代表的な関係について解説します。
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学習内容
関係
関係は2つの集合の直積の部分集合として定式化されます。
二項関係の定義と具体例
複数の物事が互いに関わり合っている状態を関係と呼びますが、数学において関係(二項関係)とは、2つの集合の直積の部分集合として定式化されます。
自己関係の定義と具体例
始集合と終集合が一致する関係を自己関係と呼びます。自己関係は与えられた集合の直積の部分集合として定義されます。
二項関係の逆関係
集合Aから集合Bへの二項関係Rが与えられたとき、Rの要素である順序対(a,b)の成分を入れ替えることにより得られる順序対(b,a)からなるBからAへの二項関係をもとの二項関係Rの逆関係と呼びます。
二項関係どうしの合成関係
2つの関係 R, S が与えられたとき、xRy と ySz がともに成り立つような y が存在するような順序対 (x,z) からなる集合を R と S の合成関係と呼び、これを S∘R で表します。
二項関係どうしの演算(補関係・共通関係・和関係・差関係)
関係は集合として定義されるため、関係に対して通常の集合演算が適用可能です。補関係、共通関係、和関係、差関係などの概念を定義します。
二項関係の性質
二項関係の基本的な性質について解説します。
二項関係の反射律
集合A上の二項関係Rのもとで、Aの任意の要素xがx自身と関係を持つ場合、Rは反射律を満たすと言います。反射律を満たす二項関係の例を挙げます。
二項関係の非反射律(無反射律)
集合A上の二項関係Rのもとで、Aの任意の要素xがx自身と関係を持たない場合、Rは非反射律を満たすと言います。非反射律を満たす二項関係の例を挙げます。
二項関係の対称律
集合A上の二項関係Rのもとで、Aの任意の要素x,yについて、Rのもとでxがyと関係を持つ場合にはyとxが関係を持つ場合、Rは対称律を満たすと言います。対称律を満たす二項関係の例を挙げます。
二項関係の反対称律
集合A上の二項関係Rのもとで、Aの任意の要素x,yについて、xがyと関係を持つとともにyがxと関係を持つ場合にはxとyが一致する場合、Rは反対称律を満たすと言います。反対称律を満たす二項関係の例を挙げます。
二項関係の非対称律
集合A上の二項関係Rのもとで、Aの任意の要素x,yについて、xがyと関係を持つ場合にはyがxと関係を持たない場合、Rは非対称律を満たすと言います。非対称律を満たす二項関係の例を挙げます。
二項関係の推移律
集合A上の二項関係Rのもとで、Aの任意の要素x,y,zについて、xがyと関係を持つとともにyがzと関係を持つ場合にxとzが関係を持つことが保証されるならば、Rは推移律を満たすと言います。推移律を満たす二項関係の例を挙げます。
二項関係の完備律・完全律・三分律
集合A上の二項関係Rが完備律、完全律、三分律を満たすことの意味をそれぞれ定義した上で、それらの関係を解説するとともに、具体例を挙げます。
同値関係
反射律、対称律、推移律を満たす関係を同値関係と呼びます。
同値関係の定義と具体例
反射律、対称律、推移律を満たす二項関係を同値関係と呼びます。また、同値関係のもとで 2 つの要素が関係を持つとき、それらの要素は同値であると言います。同値関係を定義した上で、同値関係の具体例を提示します。
同値類と商集合
同値類と商集合について、同値関係にもとづく同値類の定義、代表元の交換可能性、同値類どうしの関係、商集合の定義と具体例を解説します。さらに、商集合が集合の分割を与えることや、逆に分割から同値関係を構成できることを通じて、同値関係と集合の分割の対応を体系的に学びます。
確認テスト
関係に関する確認テストです。
確認テスト I(関係)
関係(同値関係)に関する確認テストです。
確認テスト II(関係)
関係(同値関係)に関する確認テストです。
確認テスト III(関係)
関係(同値関係)に関する確認テストです。
〈 写像
集合の濃度 〉
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