在數學中,非對稱關係()是二元關係的一種。若集合 X 上的二元關係 R 為非對稱關係,則對於所有 a, b \in X,(a,b) \in R \implies (b,a) \not \in R。換句話說,如果 a 至 b 存在關係,則 b 至 a 不存在關係。
正式定義
一個定義於 X 上的二元關係 R 是 X\times X 的任何子集。給定 a, b \in X,我們將 (a, b) \in R 簡寫為 a R b,讀作「a 至 b 存在關係 R(a is related to b by R)」。
如果對於所有 a, b \in X,若 a R b,則 b \not R a(也就是 (a,b) \in R \implies (b,a) \not \in R ),則我們稱 R 是非對稱的。以一階邏輯的形式可以寫成:
\forall a, b \in X: a R b \implies \lnot(b R a)
一個邏輯等價的定義如下:對於所有 a, b \in X,a R b 與 b R a 中至少有一為假。以一階邏輯的形式可以寫成:
\forall a, b \in X: \lnot(a R b \wedge b R a)
非對稱關係的一個例子是定義於實數上的「小於關係」,亦即 R=\{(a,b)\ |\ a 。由於當 a 小於 b 時,b 一定不小於 a,因此 R 是非對稱的。另一方面,「小於等於關係」則不是非對稱的,因為當 a = b 時,a \leq b 和 b \leq a 會同時成立,不符合非對稱關係的定義。
非對稱關係不代表對稱關係的相反,上述的「小於等於關係」既不是非對稱關係,也不是對稱關係;而「空關係(R = \empty)」是唯一同時是非對稱關係,也是對稱關係的關係。
非對稱關係(Asymmetric)與反對稱關係(Antisymmetric)的差異在於:反對稱關係容許自反性,(a,a) 可以屬於 R,而非對稱關係不允許。如上述的「小於等於關係」即是反對稱關係的一例。
特性
- 一個關係為非對稱的,若且唯若該關係為反對稱且非自反的。
*對於一個非對稱關係 R,對其施加限制或求其逆關係後,該關係同樣是非對稱的。例如,由「」定義的關係是非對稱關係(若 a 則 b \not ),若將集合從實數限縮至整數,該關係同樣是非對稱的;求該關係的逆關係「>」,該逆關係同樣是非對稱的。
*一個遞移關係為非對稱的,若且唯若該關係為非自反的:若存在 aRb 且 bRa 使得該關係不是非對稱,則由遞移性可得到 aRa,使得該關係同樣不是非自反關係。
*一個關係為遞移性的且非對稱的,若且唯若該關係為嚴格偏序的。
*一個非對稱關係不一定是全關係。例如,由「嚴格子集」定義的關係是非對稱關係(若 A \subset B 則 B \not \subset A),但不是全關係(\{1, 2\} \not \subset \{3, 4\} 又 \{3, 4\} \not \subset \{1, 2\})。
参见
- 反对称关系
- 对称关系
參考資料
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