Zjemnění rozkladu

Zjemnění rozkladu je matematický pojem z oboru teorie množin, který umožňuje uspořádání množiny všech rozkladů určité pevně dané množiny.

Definice

editovat

Předpokládejme, že jsou   a   dva rozklady množiny   (množina podmnožin množiny   je rozklad, pokud její sjednocení je rovno   a každé dva její prvky jsou disjunktní množiny).

Řekneme, že rozklad   je zjemněním rozkladu  , pokud   vznikl z   rozdělením některých jeho množin na podmnožiny. Přesněji zapsáno
 

Tuto skutečnost zapisujeme symbolem   .

Příklady

editovat

Uvažujme o rozkladech množiny   všech přirozených čísel.

  • Rozklad na všechny jednoprvkové podmnožiny   je nejjemnější rozklad množiny   – pro každý jiný rozklad   platí
      .
  • Rozklad množiny   na jednu jedinou množinu obsahující všechny prvky  , značenou  , je nejhrubší rozklad množiny   – pro každý jiný rozklad   platí
      .
  • Je-li   rozklad   na zbytkové třídy po dělení číslem n (tj. například  ), pak platí, že   , právě když b dělí a. Například   nebo   .

Zjemnění jako uspořádání

editovat

Dá se poměrně snadno ověřit, že relace   je neostré uspořádání množiny   všech možných rozkladů množiny  . Určitě se ale nejedná o lineární uspořádání – pokud se vrátíme k předchozímu příkladu, tak neplatí ani  , ani  .

Příklad množiny všech rozkladů

editovat

Uvažujme o tříprvkové množině  . Tato množina má celkem pět rozkladů  , kde

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Je vidět, že

  •  
  •  
  •  
  •   nelze porovnat

Vztah rozkladů a ekvivalencí

editovat

Jak je uvedeno v článku Ekvivalence (matematika), odpovídá každý rozklad na množině   vzájemně jednoznačně nějaké ekvivalenci na množině  .

Je-li   rozklad a   jemu odpovídající ekvivalence, potom R je shodný s množinou tříd ekvivalence   a naopak –   lze definovat pomocí rozkladu   takto:
 
Lidsky: dva prvky jsou ekvivalentní, pokud náleží do stejné množiny v rozkladu  

Označme   množinu všech možných ekvivalencí na množině  .

Dá se ukázat, že relace   (tj. "být podmnožinou) se chová na množině   úplně stejně, jako relace   na množině  , jinými slovy:
Množina   při uspořádání   je izomorfní s množinou   při uspořádání  .

Příklad množiny všech ekvivalencí

editovat

Vraťme se k tříprvkové množině   a spočítejme všechny ekvivalence, které na ní lze vytvořit. Žádný div, že jich je zase pět:

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Není ani příliš překvapivé, že mezi těmito ekvivalencemi platí stejné vztahy, jako mezi rozklady – tak už to u izomorfních struktur chodí:

  •  
  •  
  •  
  •   nelze porovnat

Množina všech rozkladů jako úplný svaz

editovat

Na závěr ještě podotkněme, že množina všech rozkladů s uspořádáním pomocí zjemnění tvoří algebraickou strukturu nazývanou úplný svaz – lze na ní tedy zavést operace součtu a součinu a s rozklady počítat podobně, jako by to byla čísla.

Související články

editovat