樹(集理論)

固定理論樹的一個分支(突出顯示的綠色)。這裡的點代表元素,箭頭表示順序關係,橢圓和虛線箭頭表示(可能是無限)未劃分的元素和關係。

集合理論中,部分排序的集合t ,<),因此對於每個t∈T ,集合{ s∈Ts < t }關係<。通常,假設樹只有一個根(即最小元素),因為該領域研究的典型問題很容易減少到有關單根樹的問題。

定義

有限的小例子:左側的三個部分有序的集合是樹(藍色);突出顯示了其中一棵樹的一個分支(綠色)。右側(紅色)上的部分有序設置不是樹,因為x 1 < x 3x 2 < x 3 ,但是x 1x 2 (虛線橙色線)不可媲美。

部分排序的集合(poset)( t ,<),因此對於每個t∈T ,{ s∈Ts <t} set { s∈Ts < t }是關係<。特別是,每個有序的集合( t ,<)是一棵樹。對於每個t∈T ,{ s∈Ts < t }的順序類型稱為t高度,表示ht( tt )。 T本身的高度最少大於t的每個元素的高度。樹T是高度0的元素。通常認為樹只有一個根。集合理論中的樹木通常被定義為向下生長,使根成為最大的節點。

具有單根根的樹可以以兩種方式之一的意義將其視為植根的樹:作為樹(圖理論)瑣碎的完美圖。在第一種情況下,該圖是部分有序集的無向Hasse圖,在第二種情況下,該圖只是部分有序集的基礎(無向)圖。但是,如果t是高度> ω的樹,則HASSE圖定義不起作用。例如,部分有序集沒有HASSE圖,因為沒有ω的前身。因此,在這種情況下,最多需要ω的高度。

樹的分支是樹上的最大(即,分支的任何兩個元素都是可比的,而樹的任何元素都不是在分支的至少一個元素中無與倫比的)。分支的長度分支同構的順序。對於每個序數α, tα水平高度α的所有元素的集合。一棵樹是κ樹,對於序數κ,並且僅當它具有高度κ且每個級別的基數都小於κ的基數時。一棵樹的寬度是其水平的基礎的至高無上。

任何單根高度樹形式是一個聚會 - 偏見(共同祖先)由祖先交集的最大元素給出,而祖先的祖先是非空的且有限的井井有條的,因此具有最大元素。沒有一個根,父母的交叉可以是空的(例如,兩個要素不需要共同的祖先) 元素不可比較的地方;雖然如果有無限數量的祖先,則不需要最大元素 - 例如在哪裡不可比擬。

樹的子樹是一棵樹在哪裡向下關閉 ,即,如果然後

設定理論屬性

在無限樹理論中,有一些相當簡單地說明但棘手的問題。其中的例子是Kurepa猜想Suslin猜想。這兩個問題都與Zermelo -Fraenkel集理論無關。由Kőnig的引理,每個ω-樹都有一個無限的分支。另一方面, ZFC的定理是有不可數的樹枝,沒有不可數的樹枝,沒有無法達到的水平。這樣的樹被稱為Aronszajn樹。給定基數κ, κsuslin樹是一棵高度κ,沒有鍊或抗大小κ。特別是,如果κ是奇異的,則存在κ-Aronszajn樹和κ-Suslin樹。實際上,對於任何無限的紅衣主教κ,每棵樹都是κ-aronszajn樹(相反的樹都不成立)。

SUSLIN的猜想最初是關於某些總順序的問題,但相當於陳述:每個高度ω1都具有基數的抗逆金敵,或長度為ω1的分支。

它( t ,<)是一棵樹,然後<<的反射閉合≤是t上的前綴順序。相反的不結構:例如,整數的集合z上的通常順序≤是一個總數,因此是前綴順序,但是( z ,<)不是集合理論樹,因為例如集合{ n∈Zn <0}沒有最不重要的元素。

無限樹的例子

固定的高度樹和寬度 。每個節點對應於紅色和綠線的接線點。由於空間限制,僅顯示前綴0、0、0 ...)或( 1、1、1 ... 分支。
  • 是一個序數,讓成為一組。讓設置所有功能在哪裡 。定義如果是適當的域名子集這兩個功能在 。然後是一棵固定的理論樹。它的根是空套上的唯一功能,其高度為 。沿分支的所有功能的聯合產生一個功能也就是說 。如果極限序,沒有一個分支具有最大元素(“”)。圖片顯示了一個示例
  • 計算機科學中的每個樹數據結構都是一個固定的理論樹:針對兩個節點 , 定義如果是適當的後代,節點和分支長度的概念重合,而樹的概念則不同。
  • 自動機理論中考慮的無限樹(請參閱例如樹(自動機理論) )也是固定的理論樹,樹高為
  • 通過選擇一個根節點,可以將圖理論樹變成固定的理論。 並定義如果躺在(獨特的)無向路徑上

也可以看看