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Comprendiendo el teorema de Dilworth

Una formulación del teorema de Dilworth (para conjuntos parcialmente ordenados finitos) establece que:

Existe una anti cadena A y una partición del orden en una familia P de cadenas, tal que el número de cadenas en la partición es igual a la cardinalidad de A.

Lo anterior es un extracto de esta página de wiki. Sin embargo, no entiendo cómo la declaración anterior es equivalente a la siguiente formulación del teorema.

En cualquier conjunto parcialmente ordenado finito, el número máximo de elementos en cualquier anti cadena es igual al número mínimo de cadenas en cualquier partición del conjunto en cadenas.

El artículo de wiki intenta explicar esto. Aquí está su explicación:

El teorema de Dilworth establece que existe una anti cadena A y una partición del orden en una familia P de cadenas, tal que el número de cadenas en la partición es igual a la cardinalidad de A. Cuando esto ocurre, A debe ser la mayor anti cadena en el orden, ya que cualquier anti cadena puede tener como máximo un elemento de cada miembro de P. De manera similar, P debe ser la familia más pequeña de cadenas en la cual el orden puede ser particionado, ya que cualquier partición en cadenas debe tener al menos una cadena por cada elemento de A.

No entiendo por qué las afirmaciones "...ya que cualquier anti cadena puede tener como máximo un elemento de cada miembro de P" y "....ya que cualquier partición en cadenas debe tener al menos una cadena por cada elemento de A" juntas implican la maximalidad de la anti cadena y la minimalidad del número de cadenas.

Cualquier ayuda para entender por qué estas son formulaciones equivalentes será apreciada.

Antecedentes: Principalmente soy un solucionador de problemas. Estoy aprendiendo teoría de órdenes debido a sus conexiones con el lema de matrimonio de Hall y porque parece muy interesante. No estoy siguiendo ningún libro, pero estoy tratando de aprender un poco de teoría de órdenes en línea. Por lo tanto, soy un principiante total en esta área.

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ben300694 Puntos 81

Para esta prueba, en realidad se muestran dos cosas:

1) Max. Cardinalidad de un Anticadena $\le$ Número mínimo de cadenas en la partición

2) Max. Cardinalidad de un Anticadena $\ge$ Número mínimo de cadenas en la partición

Si tienes ambas, la igualdad sigue.

Una de ellas es fácil (¿cuál?) y está explicada en el artículo de Wikipedia. La otra es más difícil, pero para esto ahora basta con mostrar la existencia de una Anticadena y una Partición con la misma cardinalidad, luego la igualdad sigue inmediatamente, ¡porque ya tienes la otra desigualdad! (esta es la parte difícil, ¿ya has leído esta prueba? Pero no te preocupes, para responder a tu pregunta no tenemos que entrar en detalles, los problemas en este momento están relacionados con el método de prueba)

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Está bien, déjame intentar y ver cuál es obvio. Toma la cadena antimaximal. Luego, cada elemento de la cadena antimaximal debe pertenecer a una cadena diferente. Esto implica que el número máximo de elementos en una cadena antimaximal es menor o igual al número mínimo de cadenas en la partición. ¿Estoy en lo cierto?

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Si demostramos que (1) es cierto (lo cual creo que he hecho en mi comentario anterior), y asumimos que la primera formulación de Dilworth es verdadera, entonces el número de particiones debe ser mínimo porque si hubiera una partición más pequeña, entonces cada elemento de la anticadena no puede pertenecer exactamente a una cadena debido al Principio del Cajón de Palomas. Por lo tanto, el número de particiones debe ser mínimo. ¿Es correcta mi demostración? Y gracias por la ayuda.

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Espera, no estoy seguro dónde estoy usando (1) . ¿Puedes señalarlo?

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