集合Xの2つの要素の間に関係〜が定義されていて、
反射律(1)x〜x
対称律(2)x〜y → y〜x
推移律(3)x〜y、y〜z → x〜z
の3つの条件を満たすとき、関係〜を同値関係という。
[例1]
実数の集合に対して、関係=は3つの条件をすべて満たすので同値関係です。
[例2]
ある自然数nを1つ決めます。
自然数の集合に対して、関係a〜bを
「|a−b|をnで割ったら余りは0」と定義します。
この関係は同値関係です。
例えばn=3とすると、
{1,4,7,・・・},{2,5,8,・・・},{3,6,9,・・・}の3つのグループにわかれ、同じグループに属する2数は関係〜を満たし、異なるグループに属する2数は関係〜を満たしません。
[例3]
平面上のすべての三角形の集合に対して、関係∽は同値関係です。
この関係によって、三角形は形が同じ(サイズは問わない)グループに分けられます。
では、実数の集合に対して定義された関係≦を考えてみましょう。
この関係は(1)と(3)は満たしますが、(2)を満たさないので、同値関係ではありません。
また、関係<は(3)しか満たしません。
【問題】
さて、同値関係の3つの条件の真偽の組み合わせは8通り。
同値関係でない場合の7通りについて、集合Xと関係〜を見つけてください。
(C)と(G)の場合も他におもしろい例があれば教えてください。
(1)反射律 | (2)対称律 | (3)推移律 | ||
(A) | ○ | ○ | ○ | 実数の集合、= |
(B) | ○ | ○ | × | ??? |
(C) | ○ | × | ○ | 実数の集合、≦ |
(D) | ○ | × | × | ??? |
(E) | × | ○ | ○ | ??? |
(F) | × | ○ | × | ??? |
(G) | × | × | ○ | 実数の集合、< |
(H) | × | × | × | ??? |
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