并运算

在数学中,集合上的()可以用两种方式定义:关于这个集合上的偏序的唯一上确界(最小上界),假定这种上确界存在的话;或者是满足幂等律的交换结合二元运算。在任何一个情况下,这个集合与并运算一起是并半格。两个定义生成等价的结果,除了偏序方式有可能直接的定义更一般的元素的集合的并之外。最常见到并运算的领域是格。

x 和 y 的并通常被指示为 x \lor y。

偏序定义
A 是带有偏序 \leq 的一个集合,-{zh-hans:并; zh-hant:並;}-设 x 和 y 是 A 中的两个元素。A 中的一个元素 z 是 x 和 y 的并(或最小上界或上确界),如果满足下列两个条件:
:1. x \leq z 且 y \leq z (就是说,z 是 x 和 y 的一个上界)
:2. 对于 A 中任何 w,使得 x \leq w 且 y \leq w,有着 z \leq w (就是说,z 小于任何其他 x 和 y 的上界)。
如果 x 和 y 有并,则实际上它是唯一的,因为如果 z 和 z' 都是 x 和 y 的最小上界,则 z \leq z' \leq z,因此确实 z = z'\,。如果并存在,它被指示为 x \lor y。A 中的某些对元素可能缺乏并,要么因为它们根本就没有上界,要么因为它们的上界没有一个小于所有其他的。如果所有的元素对都有并,则这个并实际上是在 A 上的二元运算,并且容易看出这个运算满足下列三个条件: 对于 A 中任何元素 x, y 和 z 有
:a. x \land y = y \land x (交换律),
:b. x \land (y \land z) =(x \land y) \land z (结合律),
:c. x \land x = x (幂等律)。

泛代数定义
通过定义,在集合 A 上的二元运算 \lor 是并,如果它满足上述三个条件 a, bc。有序对 (A,\lor) 就是并半格。此外,我们可以定义在 A 上的二元关系 \leq,通过声称 x \leq y 当且仅当 x \lor y = y。事实上,这个关系是在 A 上的偏序。实际上,对于 A 中任何元素 x, y 和 z 有
:x \leq x,因为 x \lor x = x,通过公理 c
:如果 x \leq y 且 y \leq x,则 y = x \lor y = y \lor x = x,通过公理 a
:如果 x \leq y 且 y \leq z,则 x \leq z,因为 x \lor z = x \lor (y \lor z) = (x \lor y) \lor z = y \lor z = z,通过公理 b

两个定义的等价性
如果 (A,\leq) 是偏序集合,使得 A 中每对元素都有并,则确实 x \lor y = y 当且仅当 x \leq y,因为在后者情况下 y 的确是 x 和 y 的上界,并且因为明显的 y 是最小上界当且仅当它是上界。因此,以泛代数方式的并定义的偏序一致于最初的偏序。

反过来说,如果 (A,\lor) 是并半格,并用泛代数的方式定义偏序 \leq,对于 A 中某些元素 x 和 y 有 z = x \lor y,则 z 是 x 和 y 关于 \leq 的最小上界,因为 x \lor z = (x \lor x) \lor y = z \;\Rightarrow\; x \leq z,类似的 y \leq z,并且如果 w 是 x 和 y 的另一个上界,则 x \lor w = y \lor w = w,因而 z \lor w = (x \lor y) \lor w = x \lor (y \lor w) = x \lor w = w。所以最初的并定义的偏序定义的并一致于最初的并。

换句话说,这两种方式生成本质上等价的概念,集合配备了二元关系和二元运算二者,使得每个结构都有另一个确定,而且分别满足关于偏序或并的那些条件。

一般子集的并
如果 (A,\lor) 是并半格,则并可以被扩展为任何非空有限集合的良好定义的并,通过在迭代二元运算中描述的技术。可作为替代的,并定义或定义自偏序,A 的某个子集的确有关于它的上确界。对于非空有限子集,这两种方式生成同样的结果,因此任何一个都可以作为并的定义。在 A 的每个子集都有并的情况下,实际上 (A,\leq) 是完全格;详情请参见完全性 (序理论)。

参见
*上确界
*半格
*格 (数学)
*偏序集合
*交运算

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