Щільний порядок

Щільний порядок - це відношення між елементами множин у частковому або лінійному порядку (позначимо його <) на множині X, коли для всіх x і y з X, для яких виконується x < y, існує елемент z в X, такий що x < z < y. Іншими словами, порядок називають щільним, коли немає сусідніх елементів. Оскільки між будь-якими двома елементами щільного порядку є ще хоча б один, будь-який відрізок щільного порядку нескінченний.

Приклад

Щільною впорядкованою множиною є дійсні числа і раціональні числа зі звичайним порядком. З іншого боку, звичайний порядок цілих чисел щільним не є.

Єдиність

Георг Кантор довів, що дві будь-які щільні лінійно впорядковані зліченні множини без нижньої і верхньої меж ізоморфні відносно впорядкування. Зокрема, існує ізоморфізм зі збереженням порядку між раціональними числами та іншими щільними зліченними множинами, включно з двійково-раціональними числами й алгебричними числа. У методі підбору використовується доведення цього результату.

Для визначення ізоморфізмів порядку між квадратичними алгебричними числами і раціональними числами, а також між раціональними числами і двійково-раціональними числами можна використати функцію Мінковського.

Узагальнення

Бінарне відношення R вважається щільним, якщо для всіх пов'язаних відношенням R x і y, є z, таке що x і z, а також z і y пов'язані відношенням R. Формально:

$\forall x\ \forall y\ xRy\Rightarrow (\exists z\ xRz\land zRy).$

У термінах суперпозиції відношень R із собою, умову щільності можна альтернативно виразити як $R\subseteq RR$.

Достатніми умовами до того, що бінарне відношення R на множині X матиме щільний порядок, є випадки коли:

• R рефлексивне;
• R корефлексивне ;
• R квазірефлексивне ;
• R ліво- або право- евклідове;
• R симетричне і напівконексне і X має $\geqslant 3$ елементів.

Жодна з них не є необхідною. Непорожнє щільне відношення не може бути антітранзитивним.

Строго частковий порядок < є щільним порядком тоді і тільки тоді, коли < є щільним відношенням. Щільне відношення є ідемпотентним відношенням, коли воно також транзитивне.

Див. також

• Щільна множина
• Щільна в собі підмножина
• Семантика Кріпке - щільне відношення досяжності, яке відповідає аксіомі $\Box \Box A\rightarrow \Box A$

Література

• Judith Roitman. Theorem 27, p. 123 // Introduction to Modern Set Theory. — John Wiley & Sons, 1990. — Т. 8. — (Pure and Applied Mathematics) — ISBN 9780471635192.
• Abhijit Dasgupta. Set Theory: With an Introduction to Real Point Sets. — Springer-Verlag, 2013. — ISBN 9781461488545.
• Gunter Schmidt. Relational Mathematics. — Cambridge University Press, 2011. — ISBN 978-0-521-76268-7.

• David Harel, Dexter Kozen, Jerzy Tiuryn. Dynamic logic. — MIT Press, 2000. — С. 6ff. — ISBN 0-262-08289-6.