1.2.5 关系的矩阵表示
关系的表示方法很多,除了用直积的子集表示外,对于有限论域情形,用矩阵表示在运算上更为方便。有限集之间的关系可用矩阵表示。设
X={x1,x2,…,xn},Y={y1,y2,…,ym},R∈P(X×Y) (1.3)
令
将R写成矩阵,有,矩阵的行数n为X中元素的个数,列数m为Y中元素的个数,rij=1⇔xiRyj。关系矩阵中的元素或是0或是1,在数学上把诸元素只是0或1的矩阵称为布尔(Boole)矩阵。因此,任何普通二元关系的矩阵都是布尔矩阵。
例1.6 X={2,3},Y={1,2,3,4},从X到Y的小于关系为
则R可写成矩阵形式。
R={(x,y)|x<y,x∈X,y∈Y}={(2,3),(3,4),(2,4)} (1.5)
关系的各种运算可在矩阵中进行。
若R1=(rij)n×m,R2=(sij)n×m,则
R
1∪R
2=(m ax(rij,sij))n × m,R
1∩R
2=(min(rij,sij))n × m,=(1-rij)n × m,R-1是R的转置。
如果两关系均用矩阵表示,则复合关系可用类似于矩阵乘法的方法得到,“乘”换成“取小”,“加”换成“取大”。
例1.8 设X={x1,x2,x3,x4},Y={y1,y2,y3},Z={z1,z2,z3},从X到Y的关系R={(x2,y3),(x3,y1),(x4,y3)},Y到Z的关系Q={(y2,z3),(y3,z1)},求。
解:
从而,={(x2,z1),(x4,z1)}。与定义式直接运算的结果一致。