ترتيب الفترات

مخطط هاس لترتيب جزئي إلى جانب تمثيل فاصل زمني لهذا الترتيب.
ترتيب جزئي على المجموعة { a , b , c , d , e , f } موضح بواسطة مخطط هاس الخاص به (يسار) ومجموعة من الفترات التي تمثله (يمين).
ال(2+2){\displaystyle (2+2)}لا يمكن أن يكون ترتيب الفترات (مخطط هاس الأسود) جزءًا من ترتيب الفترات: إذا كان a يقع تمامًا على يمين b ، و d يتداخل مع كل من a و b ، و c يقع تمامًا على يمين d ، فيجب أن يكون c يقع تمامًا على يمين b (الحافة الرمادية الفاتحة).

في الرياضيات ، وخاصةً في نظرية الترتيب ، يُعرف ترتيب الفترات لمجموعة من الفترات على خط الأعداد الحقيقية بأنه الترتيب الجزئي المقابل لعلاقة الأسبقية من اليسار إلى اليمين - حيث تُعتبر فترة ما، I1، أصغر من فترة أخرى، I2 ، إذا كانت I1 تقع بالكامل على يسار I2 . وبصورة أكثر دقة، تُعرف المجموعة المرتبة جزئيًا القابلة للعد باسم مجموعة جزئية قابلة للعد .P=(X،){\displaystyle P=(X,\leq )}يكون ترتيب الفترات إذا وفقط إذا كان هناك تقابل منX{\displaystyle X}إلى مجموعة من الفترات الحقيقية، لذلكxأنا(أنا،رأنا){\displaystyle x_{i}\mapsto (\ell _{i},r_{i})}بحيث يكون لأيxأنا،xجX{\displaystyle x_{i},x_{j}\in X}لدينا xأنا<xج{\displaystyle x_{i}<x_{j}}فيP{\displaystyle P}متى بالضبطرأنا<ج{\displaystyle r_{i}<\ell _{j}}.

يمكن وصف هذه المجموعات المرتبة جزئيًا بشكل مكافئ بأنها تلك التي لا تحتوي على مجموعة فرعية متجانسة مع زوج من السلاسل المكونة من عنصرين ، أو بعبارة أخرى، على أنها(2+2){\displaystyle (2+2)}المجموعات الجزئية الخالية من العناصر. [ 1 ] عند كتابتها بالكامل، هذا يعني أنه لأي زوجين من العناصرأ>ب{\displaystyle a>b}وج>د{\displaystyle c>d}يجب على المرء أن يمتلكأ>د{\displaystyle a>d}أوج>ب{\displaystyle c>b}.

الفئة الفرعية من رتب الفترات التي يتم الحصول عليها عن طريق تقييد الفترات بتلك التي يبلغ طولها وحدة واحدة، بحيث يكون لها جميعًا الشكل التالي:(أنا،أنا+1){\displaystyle (\ell _{i},\ell _{i}+1)}، وهي تحديداً أنصاف الرتب .

مكمل الرسم البياني للمقارنة لترتيب الفترات (X{\displaystyle X}( , ≤) هو الرسم البياني للفترات(X،){\displaystyle (X,\cap )}.

لا ينبغي الخلط بين ترتيبات الفترات وترتيبات احتواء الفترات، وهي ترتيبات التضمين على الفترات على خط الأعداد الحقيقية (بصورة مكافئة، ترتيبات البعد ≤ 2).

تشمل التطبيقات العملية لترتيب الفترات نمذجة تطور الأنواع والتاريخ الأثري لأنماط الفخار. [ 2 ]

ترتيبات الفترات والأبعاد

مشكلة لم تُحل في الرياضيات
ما مدى تعقيد تحديد بُعد الترتيب لترتيب الفترات؟

أحد المعايير المهمة للأوامر الجزئية هو بُعد الأمر : بُعد الأمر الجزئيP{\displaystyle P}هو أقل عدد من الرتب الخطية التي يكون تقاطعهاP{\displaystyle P}بالنسبة لترتيبات الفترات، يمكن أن يكون البُعد كبيرًا بشكل تعسفي. وبينما تُعرف مشكلة تحديد بُعد الترتيبات الجزئية العامة بأنها من المسائل الصعبة حسابيًا (NP-hard) ، فإن تحديد بُعد ترتيب الفترات لا يزال مشكلة ذات تعقيد حسابي غير معروف . [ 3 ]

هناك معيار ذو صلة وهو بُعد الفترة ، والذي يُعرَّف بشكل مماثل، ولكن بدلالة ترتيبات الفترات بدلاً من الترتيبات الخطية. وبالتالي، فإن بُعد الفترة لمجموعة مرتبة جزئياًP=(X،){\displaystyle P=(X,\leq )}هو أصغر عدد صحيحك{\displaystyle k}والتي توجد لها ترتيبات فترات1،...،ك{\displaystyle \preceq _{1},\ldots ,\preceq _{k}}علىX{\displaystyle X}معxy{\displaystyle x\leq y}متى بالضبطx1y،...،{\displaystyle x\preceq _{1}y,\ldots ,}وxكy{\displaystyle x\preceq _{k}y}لا يتجاوز بُعد الفترة لأي ترتيب بُعد الترتيب نفسه. [ 4 ]

التوافقية

بالإضافة إلى كونها متماثلة مع(2+2){\displaystyle (2+2)}- مجموعات جزئية خالية من التعقيد، ترتيبات فترات غير مصنفة على[ن]{\displaystyle [n]}كما أنها في تقابل مع مجموعة فرعية من الانعكاسات الخالية من النقاط الثابتة على المجموعات المرتبة ذات العددية2ن{\displaystyle 2n}[ 5 ] هذه هي الانعكاسات التي لا تحتوي على ما يسمى بالتداخلات المجاورة اليسرى أو اليمنى، حيث بالنسبة لأي انعكاسو{\displaystyle f}على[2ن]{\displaystyle [2n]}، التعشيش الأيسر هوأنا[2ن]{\displaystyle i\in [2n]}بحيثأنا<أنا+1<و(أنا+1)<و(أنا){\displaystyle i<i+1<f(i+1)<f(i)}والترتيب الصحيح هوأنا[2ن]{\displaystyle i\in [2n]}بحيث و(أنا)<و(أنا+1)<أنا<أنا+1{\displaystyle f(i)<f(i+1)<i<i+1}.

تتمتع هذه الانعكاسات، وفقًا لنصف الطول، بدالة توليد عادية [ 6 ].

F(ت)=ن0أنا=1ن(1-(1-ت)أنا).{\displaystyle F(t)=\sum _{n\geq 0}\prod _{i=1}^{n}(1-(1-t)^{i}).}

معاملتن{\displaystyle t^{n}}في توسعF(ت){\displaystyle F(t)}يعطي عدد رتب الفترات غير المصنفة ذات الحجمن{\displaystyle n}يبدأ تسلسل هذه الأرقام (التسلسل A022493 في OEIS )

1، 2، 5، 15، 53، 217، 1014، 5335، 31240، 201608، 1422074، 10886503، 89903100، 796713190، 7541889195، 75955177642، …

ملحوظات

مراجع

للمزيد من القراءة

  • فيشبورن، بيتر (1985)، ترتيب الفترات ورسوم الفترات: دراسة للمجموعات المرتبة جزئيًا ، جون وايلي