布尔格

更新时间:2022-09-25 11:08

在数学中,布尔格是与布尔代数有密切关系的一类格,一个有补分配格称为布尔格,由一个布尔格〈L,≤〉可以诱导出一个布尔代数〈L,·,+,′,0,1〉,在布尔格〈L,≤〉中可以定义出两个二元运算·,+:a·b=inf{a,b},a+b=sup{a,b},由于布尔格是有界格,因此它必有最大元和最小元,分别记为1和0,且有a·1=a,a+0=a,由于布尔格是有补格,故对任意元素a∈L,存在元素a′∈L,使得a·a′=0, a+a′=1,又由于布尔格是分配格,即有a·(b+c)=(a·b)+(a·c),a+(b·c)=(a+b)·(a+c),故〈L,·,+,′,0,1〉是由〈L,≤〉诱导出的布尔代数。

基本介绍

布尔格是布尔代数的等价概念,布尔(G.Boole)研究命题演算时发现的,也是最早研究的格,有补的分配格称为布尔格,若布尔格仅含一个元素,则称为平凡布尔格,亨廷顿(E.V.Huntington)把布尔格表征为每一元a都有惟一的补元a′,且满足(a∧b)′=a′∨b′和(a∨b)′=a′∧b′的格,若在布尔格(B;∧,∨)中把取补记成一元运算“′”,把0,1看做两个零元运算,则(B;∧,∨)就成为布尔代数(B;∧,∨,′,0,1);反之,若在布尔代数中把二元运算∧,∨看成是格运算,把一元运算“′”看成是格中的元取补元时,它就成为布尔格.因而常把布尔格与布尔代数等同起来。

定义

有补分配(complemented distributive)格定义

是一个有界格,如果A既是有补格,又是分配格,那么A被称为有补分配格。

定理 设是一个有补分配格,A上每个元素都有唯一补元。

证明 有补格一定存在全上界1,和全下界0。有补格的每个元素至少有一个补元,因为格又是分配格,所以每个元素的补元唯一。

有补分配格上,每个元素的补元存在且唯一,此时元素x的补元可记为。

布尔格(Boolean lattice)定义

是有补分配格,则称其为布尔格。

布尔代数(Boolean algebra)定义

是一布尔格,将对A上每个元素的求补看成一元补运算“﹣”,则布尔格可记为,并称为布尔代数。

原子(atom)定义

是有界格,

A上盖住全下界0的元素被称为A上的原子。

A上被全上界1盖住的元素被称为A上的反原子。

布尔格是有界格,任何布尔格A,|A|>2。必存在正原子和反原子。一般称正原子为原子。全上界1和全下界0不是原子。

相关定理

定理1 设是任意布尔格,那么,

以下十大定律成立:

对合律:

幂等律:a∨a=a

交换律:a∨b=b∨a

结合律:(a∨b)∨c=a∨(b∨c)

分配律:a∨(b∧c)=(a∨b)∧(a∨c)

吸收律:a∧(a∨b)=a

同一律:a∨0=a

零律:a∨1=1

互补律:a∨=1

De.Morgan律:

定理2 设是一布尔格,任意原子a∈A,与另一个非零元素b∈A之间,必有且仅有a≤b或a≤6两者之一成立。

定理3 设是一有限布尔格,b∈A是任意一个非0元素,至少存在一个原子a∈A,使a与b同在一条链上。

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