我理解反例是如何按照书中解释的那样工作的,但我不明白的是,他们究竟是如何得出该陈述实际上是错误的结论的。
鉴于有一个(可能是有效的)反例,该陈述必须是错误的。尝试将你的证明应用于反例有助于揭示错误。
这并不是说两个传递关系的并集本身就不是传递的。确实,有一些明显的例子,例如传递关系与自身的并集或 and 的less-than
并集(对于任何合理的定义less-than-or-equal-to
都等于)。less-than-or-equal-to
但最初的陈述断言这适用于任何两个传递关系。一个反例反驳了它。如果您可以提供该陈述的(有效)证明,您就会发现一个悖论。这通常会导致数学家重新评估系统的公理以消除悖论。在这种情况下,不存在悖论。
让和T
的R
并集S
(为了简单起见,我们假设域等于范围,并且两者的集合相同)。你试图证明的是,如果xTy
并且yTz
,那么它一定是这样的xTz
。作为证明大纲的一部分,您陈述以下内容:
如果 (x,y) 在 R 中并且 (y,z) 在 R 中,则 (x, z) 在 R 中,因为 R 是可传递的
这显然是正确的,因为它只是传递性的定义。正如您所指出的,它可以用来证明两个传递关系的交集的传递性。但是,既然T
是union,就没有理由假设xRy
; 可能仅此xSy
而已。由于您无法证明前件(thatxRy
和yRz
),因此后件(that xRz
)是无关紧要的。同样,您不能显示xSz
. 如果你不能证明xRz
或xSz
,就没有理由相信xTz
。
这暗示了一种为陈述提供反例的情况:当传递对的一半仅来自R
,而另一半仅来自S
。作为一个简单的、人为的示例,定义集合上的关系{1,2,3}
:
R={(1,2)}
S={(2,3)}
显然,R 和 S 都是传递的(因为不存在x, y, z
or xRy and yRz
)xSy and ySz
。另一方面,
T={(1,2),(2,3)}
不是传递的。虽然1T2
(since 1R2
) 和2T3
(since 2S3
),但事实并非如此1T3
。你的教科书可能给出了一个更自然的反例,但我觉得这很好地理解了导致断言失败的原因。