更新时间:2023-01-09 20:30
模格(modular lattice)亦称戴德金格,是格论中仅次于分配格的一类重要格,设L是格,对任意a,b,c∈L,若L满足下列条件之一:L5:若a≤c,则a∨(b∧c)=(a∨b)∧c;L5′:(a∧b)∨(a∧c)=a∧(b∨(a∧c));则称L为模格,L5称为模恒等式。分配格是模格。群的正规子群格、环的理想格都是模格。格L是模格当且仅当L不含五边形格。科里比亚(M.Kolibiar)于1956年用两个恒等式(x∨(y∧y))∧y=y和((x∧y)∧z)∨(x∧t)=((t∧x)∨(z∧y))∧x刻画了模格,模格中一个非常重要的定理是戴德金的转置原理:若L是模格,a,b∈L,则φb:x→x∧b是[a,a∨b]到[a∧b,b]的同构,其逆同构为ψa:y→y∨a.从而在模格L中,若x,y∈[a∧b,b]⊆L,则a ∨(x∧y)=(a∨x)∧(a∨y)。
模格是一种组合构形,是满足如下条件的格:对于格的任意元素x,y和z,若x≤z,则x∨(y∧z)=(x∨y)∧z。
因此,模格是把满足分配律的要求仅局限在可比较元素之间,从而模格可视为分配格的推广,一个格是分配格,则必为模格。
图1里,M5,N5均不是分配格,但M5是模格,而N5不是模格。
在模格L上,映射φa把x映照为x∧a;映射ψb则把y映照为y∨b,这里a和b均为L的固定的元素,于是φa和ψb为区间[b,a∨b]和[a∧b,a]之间互逆的同构映射,因而这两个区间是同构的。模格的这一基本性质,亦可作为模格的另一等价定义。
在模格上,把形如I1=[a∧b,a],I2=[b,a∨b]的区间称为传递区间,若在两区间[x,y]和[x′,y′]之间存在一组区间I1,I2,…,Ik,使得相邻两个区间都是传递区间,而且I1=[x,y],Ik=[x′,y′],则称[x,y]和[x′,y′]中一个为另一个的投影区间。模格的投影区间均是同构的,这种结构上的均匀性是模格的主要特性。
模格也可由模元素来定义:格L为模格,当且仅当L的所有元素均为模元素,若L的元素a满足:对于L的任意元素x,y,由x≤y得到x∧(a∨y)=(x∧a)∨y,则称a为模元素,此外,格L上的一对元素a和b,若对于L的所有元素z它们满足:若b≥z,则有b∧(a∨z)=(b∧a)∨z,此时称a,b为模元素对,由定义知,在模元素对a和b之间是有序关系的,这就是说,当a和b为模元素对时,b和a不一定为模元素对,因此,一般把模元素对a和b记为二元序对(a,b)M,或aMb。模格亦可由模元素对刻画:格L为模格,当且仅当L的每对元素均为模元素对,关于模元素对的序关系为对称的格,即若a和b为模元素对,则b和a也为模元素对,相应的格称为模对称格。
例1 设S是一个集合,则S的幂集格(P(S),⊆)是一个模格。因为对于任意的A,B,C∈P(S),当B⊆A时,利用集合论中交对于并的分配律有:
A∩(B∪C)=(A∩B)∪(A∩C)=B∪(A∩C)。
例2 图2给出了五个格,不难验证和L4都是模格。但L5不是模格,这是因为由c≼d,可得d∧(c∨b)=d,c∨(d∧b)=c,但d≠c。我们称L3为钻石格,L5为五角格。
例2中的五角格是很重要的,可利用它来判断一个格是不是模格。
定理 一个格S是模格,当且仅当S中不含有与五角格同构的子格。
该定理的证明比较复杂,在这里略去,只要会利用即可。
例3 如图3所示的格S中,因为{a,b,g,e,c}是格S的子格,而这个子格是与例2中的五角格同构的,所以格S不是模格。