狄尔沃斯定理 —— Dilworth's Theorem
0x00 前置知识:
1、偏序关系
- 概述:
”偏序集合(英语:Partial order set,简写poset)是数学中,特别是序理论中,指配备了部分排序关系的集合。这个理论将排序、顺序或排列这个集合的元素的直觉概念抽象化。这种排序不必然需要是全部的,就是说不必要保证此集合内的所有对象的相互可比较性。部分排序集合定义了部分排拓扑。“————百度百科
- 形式定义
设是集合上的一个二元关系,若满足:
Ⅰ自反性:对任意,有;
Ⅱ反对称性(即反对称关系):对任意,,若,且,则;
Ⅲ传递性:对任意,,,若,且,则。
则称为的偏序关系,通常记作。注意这里的不必是指一般意义上的”小于或等于“。
若然有,我们也说排在前面 (x precedes y)
2、偏序集
- 概述:
……
若在集合上给定一个偏序关系,则称集合按偏序关系构成一个偏序集合,集合和偏序一起称为偏序集,记作<>。
3、链和反链
- 概述:
设<>是一个偏序集合,在的一个子集中,如果每两个元素都是有关系的,则称这个子集为链。在的一个子集中,如果每两个元素都是无关系的,则称这个子集为反链。
我们约定,若的子集只有单个元素,则这个子集既是外链又是反链。
例如<>表示一个单位里所有工作人员的集合,表示领导关系,则<>为一偏序集,其中部分工作人员之间有领导关系的组成一个链。还有部分工作人员没有领导关系的组成一个反链。
0x01 狄尔沃斯定理 (Dilworth's Theorem):
- 概述:
”狄尔沃斯定理(Dilworth's Theorem)亦称偏序集分解定理,是关于偏序集的极大极小的定理,该定理断言:对于任意有限偏序集,其最大反链中元素的数目必等于最小链划分中链的数目。此定理的对偶形式亦真,它断言:对于任意有限偏序集,其最长链中的元素的数目必等于其最小反链划分中反链的数目,有偏序集中按如下方式产生的图称为偏序集的可比图:的节点集由的元素组成,而为中的边,仅当的两端点在中是可比较的,有限全序集的可比图为完全图“———百度百科
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定理:对偏序集<>,设中最长链的长度是,则将中元素分成不相交的反链,反链个数至少是。
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证明:施归纳于。
当时,本身就是一条反链,定理结论成立。(这时是恒等关系)。
假设对于,结论成立。考虑的情况,当中最长链的长度为时,令为中极大元的集合,显然是一条反链。而且中最长链的长度为。由归纳假设,可以把分成至少个不相交的反链,加上反链,则可分成至少条反链。
0x02 写在最后:
在洛谷上做了一道题P1020 [NOIP1999 普及组] 导弹拦截用到该结论。