Relation ternaire interne - Définition

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Propriétés

Soit un ensemble E muni d’une relation ternaire interne  \mathfrak{R} \, . Remarques :

  • Les propriétés suivantes s’appliquent évidemment aussi aux lois de composition internes, mais sous une forme simplifiée par l'emploi d'une notation fonctionnelle (z = f ( x, y ) ou z = x *\, y ).
  • Attention : un couple peut très bien avoir plusieurs images par  \mathfrak{R} \, .
  • La liste de propriétés qui suit n’est pas exhaustive.

Existence d’éléments remarquables

  •  \mathfrak{R} \, est idempotente si et seulement si tout élément x de E est image par  \mathfrak{R} \, du couple ( x , x )
ou :
 \forall\, x \in E , ( x , x ) \,\mathfrak{R} \, x \,
  •  \mathfrak{R} \, est dévolutive si et seulement s’il existe un élément de E image par  \mathfrak{R} \, de tout couple de la diagonale de E
ou :
 \exists\ d \in E /\ \forall\, x \in E , ( x , x ) \,\mathfrak{R} \, d \,
  •  \mathfrak{R} \, est unifère à gauche si et seulement s’il existe un élément de E tel que tout couple dont il est la première composante a pour image par  \mathfrak{R} \, sa seconde composante
ou :
 \exists\ e \in E /\ \forall\, x \in E , ( e , x ) \,\mathfrak{R} \, x \,
  •  \mathfrak{R} \, est unifère à droite si et seulement s’il existe un élément de E tel que tout couple dont il est la seconde composante a pour image par  \mathfrak{R} \, sa première composante
ou :
 \exists\ e \in E /\ \forall\, x \in E , ( x , e ) \,\mathfrak{R} \, x \,
  •  \mathfrak{R} \, est unifère si et seulement si elle est unifère à gauche et à droite avec le même élément neutre.
  •  \mathfrak{R} \, est absorbante à gauche si et seulement s’il existe un élément de E tel que tout couple dont il est la première composante l’a pour image par  \mathfrak{R} \,
ou :
 \exists\ a \in E /\ \forall\, x \in E , ( a , x ) \,\mathfrak{R} \, a \,
  •  \mathfrak{R} \, est absorbante à droite si et seulement s’il existe un élément de E tel que tout couple dont il est la seconde composante l’a pour image par  \mathfrak{R} \,
ou :
 \exists\ a \in E /\ \forall\, x \in E , ( x , a ) \,\mathfrak{R} \, a \,
  •  \mathfrak{R} \, est absorbante si et seulement si elle est absorbante à gauche et à droite avec le même élément absorbant.
  •  \mathfrak{R} \, est involutive à gauche si et seulement si elle est dévolutive et unifère à gauche avec l’élément dévolutif pour élément neutre.
  •  \mathfrak{R} \, est involutive à droite si et seulement si elle est dévolutive et unifère à droite avec l’élément dévolutif pour élément neutre.
  •  \mathfrak{R} \, est involutive si et seulement si elle est involutive à gauche et à droite avec le même élément involutif.
  •  \mathfrak{R} \, est nilpotente à gauche si et seulement si elle est dévolutive et absorbante à gauche avec l’élément dévolutif pour élément absorbant.
  •  \mathfrak{R} \, est nilpotente à droite si et seulement si elle est dévolutive et absorbante à droite avec l’élément dévolutif pour élément absorbant.
  •  \mathfrak{R} \, est nilpotente si et seulement si elle est nilpotente à gauche et à droite avec le même élément nilpotent.

Régularité et propriétés apparentées

  •  \mathfrak{R} \, est régulière à gauche si et seulement si pour toute paire de couples distincts d’éléments de E de même première composante, les deux couples n’ont pas d’image commune par  \mathfrak{R} \,
ou :
 \forall ( x , y , z , t ) \in E^{\, 4} , [ ( x , z ) \mathfrak{R} \, t \wedge ( x , y ) \mathfrak{R} \, t ] \Rightarrow [ z = y ] \,
  •  \mathfrak{R} \, est régulière à droite si et seulement si pour toute paire de couples distincts d'éléments de E de même seconde composante, les deux couples n'ont pas d'image commune par  \mathfrak{R} \,
ou :
 \forall ( x , y , z , t ) \in E^{\, 4} , [ ( x , z ) \mathfrak{R} \, t \wedge ( y , z ) \mathfrak{R} \, t ] \Rightarrow [ x = y ] \,
  •  \mathfrak{R} \, est régulière si et seulement si elle est régulière à gauche et à droite.
  •  \mathfrak{R} \, est antirégulière si et seulement si pour toute paire de couples non réciproques d'éléments de E dont la première composante de l'un est égale à la seconde composante de l'autre, les deux couples n'ont pas d'image commune par  \mathfrak{R} \,
ou :
 \forall ( x , y , z , t ) \in E^{\, 4} , [ ( x , z ) \mathfrak{R} \, t \wedge ( y , x ) \mathfrak{R} \, t ] \Rightarrow [ z = y ] \,

Associativité et propriétés analogues

  •  \mathfrak{R} \, est associative si et seulement si elle vérifie la propriété suivante :
 \forall ( u , v , w , x , y , z ) \in E^{\, 6} , [ ( x , y ) \mathfrak{R} \, u \wedge ( u , z ) \mathfrak{R} \, w \wedge ( y , z ) \mathfrak{R} \, v ] \Rightarrow [ ( x , v ) \mathfrak{R} \, w ] \,
  •  \mathfrak{R} \, est associative des puissances si et seulement si elle vérifie la propriété suivante :
 \forall ( x , y , z ) \in E^{\, 3} , [ ( x , x ) \mathfrak{R} \, y \wedge ( x , y ) \mathfrak{R} \, z ] \Rightarrow [ ( y , x ) \mathfrak{R} \, z ] \,
  •  \mathfrak{R} \, est permutative si et seulement si elle vérifie la propriété suivante :
 \forall ( r , s , t , u , v , w , x , y , z ) \in E^{\, 9} ,  \,
 [ ( x , y ) \mathfrak{R} \, z \wedge ( u , v ) \mathfrak{R} \, w \wedge ( x , u ) \mathfrak{R} \, r \wedge ( y , v ) \mathfrak{R} \, s \wedge ( z , w ) \mathfrak{R} \, t ] \Rightarrow [ ( r , s ) \mathfrak{R} \, t ] \,

Autres propriétés

  •  \mathfrak{R} \, est commutative si et seulement si toute image par  \mathfrak{R} \, d'un couple est aussi image du couple réciproque
ou :
 \forall ( x , y , z ) \in E^{\, 3} , [ ( x , y ) \mathfrak{R} \, z ] \Rightarrow [ ( y , x ) \mathfrak{R} \, z ] \,
Remarque : toute relation ternaire interne commutative est aussi associative des puissances.

Exemples

  • la relation d'équidistance est commutative, dévolutive et idempotente;
  • l'exponentiation est unifère à droite, mais pas à gauche, d'élément neutre 1; elle est absorbante à gauche, mais pas à droite, d'élément absorbant 1; elle est régulière à droite, mais pas à gauche;
  • la relation "sont respectivement père et mère de" est régulière;
  • la relation de concaténation des mots est associative, unifère d'élément neutre le mot vide "", et régulière;
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