ترتيب شبه جيد
| العلاقات الثنائية المتعدية | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
تتطلب جميع التعريفات ضمنيًا العلاقة المتجانسةيكون متعدياً : للجميعلووثم قد يتطلب تعريف المصطلح خصائص إضافية غير مدرجة في هذا الجدول. |
في الرياضيات ، وتحديداً في نظرية الترتيب ، يُطلق مصطلح الترتيب شبه الجيد أو wqo على مجموعة ماهو ترتيب شبه رسمي لـوالتي من أجلها كل سلسلة لا نهائية من العناصرمنيحتوي على زوج غير متناقصمع
تحفيز
يمكن استخدام الاستقراء المُؤَسَّس على أي مجموعة ذات علاقة مُؤَسَّسة ، وبالتالي فإن المرء مهتم بمعرفة متى يكون الترتيب شبه المُؤَسَّس. (هنا، وباستخدام مصطلحات غير دقيقة، يُقصد بالترتيب شبه المُؤَسَّسيُقال إن الأمر ذو أساس متين إذا كان الترتيب الصارم المقابل(هي علاقة راسخة). مع ذلك، فإن فئة الترتيبات شبه الراسخة ليست مغلقة في ظل عمليات معينة، أي عندما يُستخدم ترتيب شبهي للحصول على ترتيب شبهي جديد على مجموعة من البنى المشتقة من مجموعتنا الأصلية، يتبين أن هذا الترتيب شبهي غير راسخ. من خلال فرض قيود أقوى على الترتيب شبه الراسخ الأصلي، يمكننا أن نأمل في ضمان أن الترتيبات شبه الراسخة المشتقة لا تزال راسخة.
ومن الأمثلة على ذلك عملية مجموعة القوى . بالنظر إلى ترتيب شبهيلمجموعةيمكن تعريف شبه النظامعلىمجموعة الطاقة الخاصة بـعن طريق الضبطإذا وفقط إذا كان لكل عنصر منيمكن للمرء أن يجد بعض عناصروهو أكبر منه بالنسبة إلىيمكن للمرء أن يثبت أن هذا الترتيب شبه المحدد علىلا يشترط أن يكون له أساس متين، ولكن إذا اعتبرنا الترتيب شبه الأصلي ترتيبًا شبه جيد، فإنه كذلك.
التعريف الرسمي
ترتيب جيد شبه منظم على مجموعةهي شبه ترتيب (أي علاقة ثنائية انعكاسية ومتعدية ) بحيث أن أي سلسلة لانهائية من العناصرمنيحتوي على زوج متزايدمعالمجموعةيقال إنها شبه منظمة بشكل جيد ، أو باختصار wqo .
الترتيب الجزئي الجيد ، أو wpo ، هو wqo يمثل علاقة ترتيب مناسبة، أي أنه غير متماثل .
من بين الطرق الأخرى لتعريف الترتيبات شبه الترتيبية، يمكن القول إنها ترتيبات شبه ترتيبية لا تحتوي على متواليات متناقصة تمامًا لا نهائية (من الشكل) [ أ ] ولا متواليات لانهائية من العناصر غير القابلة للمقارنة ثنائياً . وبالتالي، يكون الترتيب شبه ( X , ≤) wqo إذا وفقط إذا كان ( X , <) مؤسساً جيداً وليس له سلاسل مضادة لانهائية .
النوع الترتيبي
يتركتكون مرتبة جزئياً بشكل جيد. متتالية (محدودة بالضرورة)من عناصرالتي لا تحتوي على زوجمعيُطلق عليها عادةً اسم التسلسل السيئ . شجرة التسلسلات السيئةهي الشجرة التي تحتوي على رأس لكل تسلسل سيئ، وحافة تربط كل تسلسل سيئ غير فارغإلى والديهاجذريتوافق مع التسلسل الفارغ. بما أنلا تحتوي الشجرة على أي تسلسل سيئ لانهائيلا يحتوي على مسار لانهائي يبدأ من الجذر. [ 1 ] لذلك، كل رأسلله ارتفاع ترتيبي، والذي يُعرَّف بالاستقراء المتسامي على النحو التاليالنوع الترتيبي لـ، المشار إليه، هو الارتفاع الترتيبي لجذر.
تبسيط خطي لـهو امتداد للترتيب الجزئي إلى ترتيب كلي. من السهل التحقق من ذلك.يمثل حدًا أعلى للنوع الترتيبي لكل عملية تخطيط خطي لـأثبت دي يونغ وباريك [ 2 ] أنه في الواقع يوجد دائمًا تبسيط خطي لـالذي يحقق أقصى نوع ترتيبي.
أمثلة



- ، وهي مجموعة الأعداد الطبيعية ذات الترتيب القياسي، تمثل ترتيبًا جزئيًا جيدًا (في الواقع، ترتيبًا جيدًا ). ومع ذلك،إنّ مجموعة الأعداد الصحيحة الموجبة والسالبة (انظر الشكل 1) ليست ترتيبًا شبهيًا جيدًا، لأنها غير مؤسسة جيدًا. فالمتتالية اللانهائية -1، -2، ... لا تحتوي على أي زوج متزايد.
- ، مجموعة الأعداد الطبيعية المرتبة حسب قابلية القسمة، ليست ترتيبًا شبه جيد: الأعداد الأولية هي سلسلة مضادة لا نهائية (انظر الشكل 2).
- ، مجموعة متجهاتالأعداد الطبيعية (حيث(محدود) مع ترتيب المكونات ، هو ترتيب جزئي جيد ( مبدأ ديكسون ؛ انظر الشكل 3). بشكل أعم، إذاإذا كان النظام شبه جيد،وهو أيضاً نظام شبه منظم جيد للجميع.
- يتركلتكن مجموعة منتهية اختيارية تحتوي على عنصرين على الأقل.من الكلمات أكثرالترتيب المعجمي (كما في القاموس) ليس ترتيبًا شبه صحيح لأنه يحتوي على تسلسل تنازلي لا نهائي. بصورة مماثلة،الترتيب وفقًا لعلاقة البادئة ليس ترتيبًا شبه صحيح، لأن التسلسل السابق هو سلسلة مضادة لانهائية لهذا الترتيب الجزئي. ومع ذلك ،الترتيب وفقًا لعلاقة التتابع الفرعي هو ترتيب جزئي جيد. [ 3 ] (إذاإذا كان يحتوي على عنصر واحد فقط، فإن هذه الترتيبات الجزئية الثلاثة متطابقة.)
- وبشكل عام،، مجموعة منتهيةتكون المتتاليات المرتبة حسب التضمين مرتبة ترتيبًا شبه جيد إذا وفقط إذاهو ترتيب شبه جيد ( مبدأ هيغمان ). تذكر أنه يتم تضمين متتاليةفي تسلسلعن طريق إيجاد متتالية فرعية منالذي له نفس الطولوهذا ما يهيمن عليه مصطلحًا تلو الآخر. عندماهي مجموعة غير مرتبة،إذا وفقط إذاهو تسلسل فرعي من.
- ، مجموعة المتتاليات اللانهائية على رتبة شبه جيدةالترتيب المُرتب بالتضمين ليس ترتيبًا شبهيًا جيدًا بشكل عام. أي أن مبرهنة هيغمان لا تنطبق على المتتاليات اللانهائية. وقد تم تقديم ترتيبات شبهية أفضل لتعميم مبرهنة هيغمان على متتاليات ذات أطوال عشوائية.
- التضمين بين الأشجار المحدودة ذات العقد المصنفة بعناصر من wqoهو wqo ( نظرية كروسكال الشجرية ).
- التضمين بين أشجار لا نهائية ذات عقد مصنفة بعناصر من wqoهو wqo ( نظرية ناش-ويليامز ).
- إن التضمين بين أنواع الترتيب الخطي المتناثرة القابلة للعد هو ترتيب شبه جيد ( نظرية لافر ).
- يُعدّ التضمين بين الجبر البولياني القابل للعد ترتيبًا شبه جيد. وينتج هذا عن نظرية لافر ونظرية كيتونين.
- الرسوم البيانية المحدودة المرتبة بمفهوم التضمين المسمى " الرسم البياني الصغير " هي ترتيب شبه جيد ( نظرية روبرتسون-سيمور ).
- تشكل الرسوم البيانية ذات عمق الشجرة المحدود والمرتبة حسب علاقة الرسم البياني الفرعي المستحث ترتيبًا شبه جيد، [ 4 ] وكذلك الرسوم البيانية المشتركة المرتبة حسب الرسوم البيانية الفرعية المستحثة. [ 5 ]
إنشاء أوامر عمل جديدة من أوامر عمل معطاة
يتركوليكن لدينا مجموعتان منفصلتان من نوع wpo.، وتحديد ترتيب جزئي علىعن طريق السماحإذا وفقط إذالنفس السببو. ثمهي منظمة العمل العالمية، و، أين[ 2 ] يرمز إلى المجموع الطبيعي للأعداد الترتيبية.
مجموعة wpo المعطاةو، عرّف ترتيبًا جزئيًا على الضرب الديكارتيعن طريق السماحإذا وفقط إذاو. ثمهي wpo (وهذا تعميم لفرضية ديكسون )، و، أينيشير إلى الناتج الطبيعي للأعداد الترتيبية. [ 2 ]
بافتراض مجموعة wpo، يتركلتكن مجموعة المتتاليات المنتهية من عناصر، مرتبة جزئياً حسب علاقة التتابع الفرعي. بمعنى آخر، ليكنإذا وفقط إذا كانت هناك مؤشراتبحيثلكلبحسب نظرية هيغمان ،هو wpo. النوع الترتيبي لـهو [ 2 ] [ 6 ]
بافتراض مجموعة wpo، يتركلتكن مجموعة جميع الأشجار الجذرية المنتهية التي تحمل رؤوسها علامات عناصر منطلب جزئيباستخدام علاقة تضمين الشجرة . باستخدام نظرية كروسكال للشجرة ،هو wpo. هذه النتيجة ليست بديهية حتى في حالة(وهو ما يتوافق مع الأشجار غير المصنفة)، وفي هذه الحالةيساوي العدد الترتيبي الصغير لفيبلن . بشكل عام، بالنسبة لـبما أنه قابل للعد، لدينا الحد الأعلىفيما يتعلق بـدالة التجميع الترتيبي . (الترتيب الصغير لفيبلن يساوي(في هذا الترميز الترتيبي.) [ 7 ]
أوامر Wqo الجزئية مقابل أوامر البئر الجزئية
بحسب ميلنر 1985، لا توجد فائدة حقيقية في التعميم من خلال النظر في الترتيبات شبه الكاملة بدلاً من الترتيبات الجزئية... ببساطة، من الأسهل القيام بذلك. [ 8 ]
لاحظ أن wpo هو wqo، وأن wqo يُنشئ wpo بين فئات التكافؤ المُستحثة بواسطة نواة wqo. على سبيل المثال، إذا رتبنابسبب قابلية القسمة، نصل إلىإذا وفقط إذا، لهذا السبب.
متتابعات فرعية متزايدة لا نهائية
لوإذا كان wqo، فكل متتالية لانهائيةيحتوي على متتالية فرعية متزايدة لا نهائية(معتُسمى هذه المتتالية الجزئية أحيانًا بالمتتالية الكاملة . ويمكن إثبات ذلك باستخدام حجة رامزي : إذا كانت لدينا متتالية معينة، ضع في اعتبارك المجموعةمن المؤشراتبحيثلا يوجد ما هو أكبر أو يساويإلى يمينها، أي مع. لوإذا كانت لانهائية، فإن- يتعارض التسلسل الفرعي المستخرج مع الافتراض القائل بأنهو wqo. لذامحدود، وأيمعأكبر من أي مؤشر فييمكن استخدامها كنقطة بداية لتسلسل فرعي متزايد لا نهائي.
يُعتبر وجود مثل هذه المتتاليات الفرعية المتزايدة اللانهائية أحيانًا تعريفًا للترتيب شبه الجيد، مما يؤدي إلى مفهوم مكافئ.
خصائص نظام التشغيل WQOS
- بالنظر إلى شبه الترتيبشبه الترتيبمحدد بواسطة يكون أساسه متيناً إذا وفقط إذاهو منظمة حقوقية. [ 9 ]
- يكون الترتيب شبه الترتيب wqo إذا وفقط إذا كان الترتيب الجزئي المقابل (الذي تم الحصول عليه عن طريق القسمة على)لا تحتوي على متواليات تنازلية لا نهائية أو متواليات مضادة . (يمكن إثبات ذلك باستخدام حجة رامزي كما هو مذكور أعلاه).
- بافتراض ترتيب شبه جيدأي تسلسل من المجموعات الفرعية المغلقة لأعلىيستقر في النهاية (بمعنى أنه موجود)بحيث؛ مجموعة فرعيةيُطلق عليه اسم مغلق لأعلى إذا): بافتراض العكس، ويتحقق التناقض من خلال استخراج سلسلة فرعية غير تصاعدية لا نهائية.
- بافتراض ترتيب شبه جيدأي مجموعة فرعيةليحتوي على عدد محدود من العناصر الدنيا بالنسبة إلىوإلا فإن العناصر الدنيا منسيشكل ذلك سلسلة مضادة لا نهائية.
انظر أيضاً
- ترتيب شبه أفضل
- الترتيب المسبق – مفهوم نظرية المجموعات
- الترتيب الجيد – فئة من الترتيبات الرياضية
ملحوظات
- ↑ هناوسائل:وليس
مراجع
- ↑ تاوسنر، هنري (2013). " التنبؤ الجزئي في الرياضيات العكسية" . مجلة المنطق الرمزي . 78 (2): 459-488 . doi : 10.2178/jsl.7802070 . JSTOR 43303662. MR 3145191 . الصفحة 471: "Q يكون ترتيبًا شبه جيد إذا وفقط إذا كانت شجرة التسلسلات السيئة من Q ذات أساس جيد."
- 1 2 3 4 دي جونغ، ديك إتش جي ؛ باريك، روهيت (1977). "الترتيبات والتسلسلات الهرمية الجزئية الجيدة" . Indagationes Mathematicae (وقائع) . 80 (3): 195-207 . doi : 10.1016/1385-7258(77)90067-1 .
- ↑ غاسارش، و. (1998). "دراسة استقصائية للتوافقية التكرارية". دليل الرياضيات التكرارية، المجلد 2. دراسات في المنطق وأسس الرياضيات، المجلد 139. أمستردام: نورث هولاند. الصفحات 1041-1176 . doi : 10.1016/S0049-237X(98)80049-9 . MR 1673598 . انظر على وجه الخصوص الصفحة 1160.
- ↑ نيشيتريل، ياروسلاف ؛ أوسونا دي مينديز، باتريس (2012). "الفرضية 6.13". التناثر: الرسوم البيانية، والهياكل، والخوارزميات . الخوارزميات والتوافقية. المجلد 28. هايدلبرغ: سبرينغر. ص 137. doi : 10.1007/978-3-642-27875-4 . ISBN 978-3-642-27874-7MR 2920058 .
- ↑ داماشكه، بيتر (1990). "الرسوم البيانية الفرعية المستحثة والترتيب شبه الجيد". مجلة نظرية الرسم البياني . 14 (4): 427-435 . doi : 10.1002/jgt.3190140406 . MR 1067237 . .
- ^ شميت ، ديانا (1979). الطلبات الجزئية الجيدة وأنواع الطلبات القصوى (Habilitationsschrift). هايدلبرغ.أُعيد نشرها في: شميدت، ديانا (2020). "الترتيبات الجزئية الجيدة وأنواع ترتيبها القصوى". في: شوستر، بيتر م.؛ سيزنبرغر، مونيكا؛ وايرمان، أندرياس (محررون). الترتيبات شبه الجيدة في الحوسبة والمنطق واللغة والاستدلال . اتجاهات في المنطق. المجلد 53. سبرينغر. الصفحات 351-391 . doi : 10.1007/978-3-030-30229-0_13 . ISBN 978-3-030-30228-3.
- ↑ راثجن، مايكل؛ ويرمان، أندرياس (1993). "دراسات نظرية البرهان حول نظرية كروسكال" . حوليات المنطق البحت والتطبيقي . 60 : 49-88 . doi : 10.1016/0168-0072(93)90192-G .
- ↑ ميلنر، إي سي (1985). "نظرية WQO وBQO الأساسية". في رايفال، آي (محرر). الرسوم البيانية والترتيب: دور الرسوم البيانية في نظرية المجموعات المرتبة وتطبيقاتها . دار نشر دي. ريدل. الصفحات 487-502 . ISBN 90-277-1943-8.
- ↑ فورستر، توماس (2003). "الترتيبات شبه الأفضل والاستقراء المشترك". علوم الحاسوب النظرية . 309 ( 1-3 ): 111-123 . doi : 10.1016/S0304-3975(03)00131-2 .
للمزيد من القراءة
- ديكسون، ل. إي. (1913). "نهاية الأعداد الفردية الكاملة والأعداد الأولية الوفيرة ذات r من العوامل الأولية المختلفة". المجلة الأمريكية للرياضيات . 35 (4): 413-422 . doi : 10.2307/2370405 . JSTOR 2370405 .
- هيغمان، ج. (1952). "الترتيب حسب قابلية القسمة في الجبر المجرد". وقائع الجمعية الرياضية بلندن . 2 : 326-336 . doi : 10.1112/plms/s3-2.1.326 .
- كروسكال، ج. ب. (1972). "نظرية الترتيب شبه الجيد: مفهوم مكتشف بشكل متكرر" . مجلة نظرية التوافيق . السلسلة أ. 13 (3): 297-305 . doi : 10.1016/0097-3165(72)90063-5 .
- كيتونين، جوسي (1978). "بنية الجبر البولياني القابل للعد". حوليات الرياضيات . 108 (1): 41-89 . doi : 10.2307/1970929 . JSTOR 1970929 .
- غالييه، جان هـ. (1991). "ما الذي يُميز نظرية كروسكال والترتيب Γo؟ استعراض لبعض النتائج في نظرية البرهان". حوليات المنطق البحت والتطبيقي . 53 (3): 199-260 . doi : 10.1016/0168-0072(91)90022-E .
- نظرية النظام
- الأساس السليم
