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格與布爾代數(shù)

格與布爾代數(shù)

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1、第九章格與布爾代數(shù)9.1格9.2布爾代數(shù)9.3子布爾代數(shù)、積布爾代數(shù)和布爾代數(shù)同態(tài)9.4布爾代數(shù)的原子表示9.5布爾代數(shù)Br29.6布爾表達式及其范式定理退出9.1格1.格作為偏序集定義9.1.1設是一個偏序集,若對任意a,b,?L,存在glb{a,b}和lub{a,b},則稱為格,并記為a*b=glb{a,b},a?b=lub{a,b},稱?和?分別為L上的交(或積)和并(或和)運算。稱所誘導的代數(shù)結構的格。若L是有限集合,稱為有限格。格的對偶性原理是成立的:令是偏序集,且是其對偶的偏序集。若

2、,≤>是格,則也是格,反之亦然。這是因為,對于L中任意a和b,中l(wèi)ub{a,b}等同于中glb{a,b},中glb{a,b}等同于中的lub{a,b}。若L是有限集,這些性質易從偏序集及其對偶的哈斯圖得到驗證。從上討論中,可知兩格互為對偶?;閷ε嫉膬蓚€有著密切關系,即格中交運算?正是格中的并運算?,而格中的并運算?正是格中的交運算?。因此,給出關于格一般性質的任何有效命題,把關系≤換成≥(或者≥換成≤),交換成并,并換成交,可得到另一個有效命題,這就是關于格的對

3、偶性原理。定義9.1.2設是格,且S?L。若對任意a,b?S,有a*b?S和a?b?S,則稱是格的子格。2.格的基本性質在證明格的性質前,回憶一下a*b和a?b的真正含義是有好處的。①a*b≤a和a?b≤b,則表明a*b是a和b的下界。②若c≤a和c≤b,則c≤a*b,這表明a*b是a和b的最大下界。①’a≤a?b和b≤a?b,則表明a?b是a和b的上界。②’若a≤c,且b≤c,則a?b≤c,這表明a?b是a和b的最小上界。定理9.1.1設是格,對任意a,b?L,有①a?b=b?a≤b②a*b=a?a≤b③a*b=a?a?b=b亦即a

4、≤b?a?b=b?a*b=a定理9.1.2設是格,對任意a,b?L,有①a*b=a,a?a=a。(冪等律)②a*b=b*a,a?b=b?a。(交換律)③a*(b*c)=(a*b)*ca?(b?c)=(a?b)?c(結合律)④a*(a?b)=aa?(a*b)=a(吸收律)定理9.1.3設是格,對任意a,b,c?L,有①若a≤b和c≤d,則a*c≤b*d,a?c≤b?d。②若a≤b,則a*c≤b*c,a?c≤b?c。③c≤a和c≤bc≤a*b④a≤c和b≤ca?b≤c定理9.1.4設是格,對任意的a,b,c?L,有a?(b*c)≤(a?b)*(a?

5、c)(a*b)?(a*c)≤a*(b?c)通常稱上二式為格中分配不等式。定理9.1.5設是格,對任意的a,b,c?L,有a≤c?a?(b*c)≤(a?b)*c推論:在格中,對任意的a,b,c?L,有(a*b)?(a*c)≤a*(b?(a*c))a?(b*(a?c))≤(a?b)*(a?c)3.特殊的格定義9.1.3設是格,若L中有最大元和最小元,則稱為有界格。一般把格中最大元記為1,最小元記為0。由定義可知,對任意a?L,有0≤a≤1a*0=0,a?0=aa*1=a,a?1=1定理9.1.6設是有限格,其中L={a1,a2,

6、···,an},則是有界格。定義9.1.4設是有界格,對于a?L,存在b?L,使得a*b=0,a?b=1稱b為a的補元,記為a’。由定義可知,若b是a的補元,則a也是b的補元,即a與b互為補元。顯然,0’=1和1’=0,且易證補元是唯一的。一般說來,一個元素可以有其補元,未必唯一,也可能無補元。定義9.1.5設是格,對任意的a,b,c?L,有①a*(b?c)=(a*b)?(a*c)②a?(b*c)=(a?b)*(a?c)則稱為分配格,稱①和②為格中分配律。定義9.1.6設是格,對任意的a,b,c?L,有a≤c?a?(b*c)

7、=(a?b)*c稱為模格。定理9.1.7分配格是模格定理9.1.8每個鏈都是分配格。定理9.1.9一個格為分配格,當且僅當它不含有任何子格與這兩個五元素格中任一個同構。定理9.1.10設是分配格,對任意a,b,c?L,有(a*b=a*c)且(a?b=a?c)?b=c定理9.1.11設是有界分配格,若a?L,且補元存在,則其補元是唯一的。定義9.1.7設是格,若L中每個元素至少有一補元,則稱為有補格。由于補元的定義是在有界格中給出的,可知,有補格一定是有界格。定義9.

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