Conjuntos y relaciones · Definición
Diagrama de Hasse
Antes de empezar necesitas conocer
Permite ver de un vistazo la estructura de un orden parcial sin llenar el dibujo de flechas redundantes.
Definición
Un diagrama de Hasse dibuja un conjunto parcialmente ordenado \((S,\preceq)\) con un punto por elemento y una arista solo entre elementos consecutivos, colocando el menor más abajo.
Un orden parcial completo contiene muchas relaciones que se deducen de otras: los lazos \(a\preceq a\) y los pares \(a\preceq c\) que resultan de \(a\preceq b\preceq c\). El diagrama de Hasse las elimina y deja solo las cubiertas, es decir, los pares \(b\prec a\) sin ningún elemento estrictamente intermedio. La convención es que el elemento mayor va más arriba, de modo que no hacen falta flechas.
Para recuperar el orden se lee el dibujo al revés: \(b\preceq a\) exactamente cuando existe un camino que sube de \(b\) a \(a\) siguiendo aristas. En los divisores de \(12\) con la divisibilidad, el camino \(3-6-12\) dice que \(3\mid 12\), mientras que \(2\) y \(3\) no están unidos por ningún camino ascendente, así que no son comparables.
El dibujo revela la forma del orden: un orden total es una sola cadena vertical; los divisores de \(30\) forman un cubo; un elemento sin nada encima es maximal y uno sin nada debajo es minimal. Un conjunto de elementos sin caminos entre ellos es una antícadena.
Un error común es unir elementos que no son consecutivos, como \(1\) con \(4\) en los divisores de \(12\), pues \(2\) queda en medio. Otro es creer que dos elementos a la misma altura son comparables: la altura en el dibujo es solo una conveniencia y lo que cuenta son los caminos.
Para pensar
¿Qué aristas tiene el diagrama de Hasse del conjunto \(\{1,2,3,6\}\) con la divisibilidad?
Cuatro: \(1-2,\ 1-3,\ 2-6,\ 3-6\). Forman un rombo; \(2\) y \(3\) no son comparables.
Ejercicios 10
- En el diagrama de Hasse de los divisores de \(12\) con la divisibilidad, ¿cuántas aristas hay?
- En el diagrama de Hasse de los divisores de \(30\), ¿cuántos elementos cubren directamente a \(1\)?
- En los divisores de \(12\) con la divisibilidad, ¿cuál par es una arista del diagrama de Hasse?
- En \(\{2,3,4,6,8,12\}\) con la divisibilidad, ¿cuántos elementos maximales tiene el diagrama (nada queda encima de ellos)?
- ¿Por qué un diagrama de Hasse no dibuja lazos ni aristas que se obtengan por transitividad?
- ¿Cuántas aristas tiene el diagrama de Hasse de los divisores de \(30\) con la divisibilidad?
- El diagrama de Hasse de \(\{1,2,4,8,16,32\}\) con la divisibilidad, ¿cuántas aristas tiene?
- En el diagrama de Hasse de los divisores de \(12\), ¿qué par de elementos es comparable (hay un camino ascendente entre ellos)?
- ¿Cuántos elementos tiene la cadena más larga del diagrama de Hasse de los divisores de \(60\) con la divisibilidad?
- ¿Cuál es el mayor número de divisores de \(30\) que no son comparables entre sí (una antícadena) con la divisibilidad?
Referencias
- Kenneth H. Rosen, Discrete Mathematics and Its Applications, 8th edition, McGraw-Hill, 2019. §9.6
- Susanna S. Epp, Discrete Mathematics with Applications, 5th edition, Cengage, 2019. §8.5
- Ralph P. Grimaldi, Discrete and Combinatorial Mathematics: An Applied Introduction, 5th edition, Pearson, 2003. §7.3