Відношення еквівалентності

Означення. Відношення у множині називається відношенням еквівалентності, якщо воно рефлексивне, симетричне і транзитивне.

Виконаємо таке завдання: побудуємо графи заданих відношень.

1) граф відношення «бути паралельним», за умови, що а || b || с, k || d || e, f || h.

Які властивості має дане відношення?

Властивості рефлективності, симетричності і транзитивності.

2) граф відношення «бути рівними» на множині відрізків, якщо a = b = c, d = e, відрізок h не дорівнює жодному з даних відрізків.

Це відношення також має властивості рефлективності, симетричності і транзитивності.

3) На множині А = {1/2,1/3,1/4,2/4,2/6,3/6} встановлено відношення «бути рівним». Побудуємо граф даного відношення.

Усі ці відношення мають властивості рефлективності, симетричності і транзитивності.

Приклади відношень еквівалентності: відношення рівності на довільній множині; відношення паралельності прямих на площині; відношення подібності на множині усіх трикутників; відношення рівносильності на множині рівнянь; відношення «навчатися в одній групі» на множині студентів коледжу.

Дане відношення розбило задані множини на підмножини:

1) { a, b, c }, { d, e }, { f, h } – підмножини паралельних між собою прямих;

2) { a, b, c }, { e, d }, { h }; - підмножини рівних між собою відрізків;

3) {1/2, 2/4, 3/6}, {1/3, 2/6}, {1/4} підмножини рівних між собою дробів.

Ці множини не перетинаються, а їх об’єднання співпадає з множиною X.

Отже, якщо у множині Х задано відношення еквівалентності, то воно розбиває цю множину на підмножини, які попарно не перетинаються (класи еквівалентності).

І навпаки: якщо дане відношення, задане на множині Х, визначило розбиття цієї множини на класи, то це відношення є відношенням еквівалентності.

Отже, за допомогою відношення еквівалентності виконується досить поширена операція – розбиття непорожньої множини на підмножини, які називають класами еквівалентності, при якому:

1) кожен елемент множини належить одному і тільки одному класу;

2) будь-які два елементи одного класу перебувають у даному відношенні еквівалентності;

3) будь-які два елементи, що належать різним класам, не перебувають у цьому відношенні.

Граф відношення еквівалентності є об’єднанням кількох повних графів. Навпаки, якщо граф деякого відношення на множині розпадається на кілька повних графів, то воно є відношенням еквівалентності. Відношення еквівалентності наочно зображується системою повних графів, побудованих на класах еквівалентності. Повним називається граф, в якого всі точки сполучено стрілками і всі вершини мають петлі.

Всі елементи одного класу еквівалентності мають однакові властивості, що дає можливість вивчати властивості одного елемента і поширювати їх на всі елементи класу.