等价关系
等价关系(equivalence relation)把一个集合中的对象按某种“视为相同”的规则分组。关系 定义在集合 上时,须同时满足:每个 有 (自反);若 则 (对称);若 且 则 (传递)。
用余数分组整数
在整数上规定 当且仅当 。例如 ,因为 ;但 ,因为差 4 不是 3 的倍数。自反性来自 ;对称性来自差改号仍可整除;传递性来自 若右边两项都是 3 的倍数,其和也是。因此这确实是等价关系。
与 2 等价的整数构成等价类 。全体整数恰被 三类覆盖,且任意两类要么相同、要么没有公共元素。原因是:一个元素若同时落入两类,传递与对称性便迫使两个代表等价,两类因而相同。
同一类不等于同一个对象
在上例中,,但整数 。等价关系保留了问题关心的属性——这里是除以 3 的余数——而忽略其他差别。不能只凭“看起来像”给对象分类;例如“两个整数相差不超过 1”虽然自反、对称,却不传递: 与 、 与 都符合, 与 不符合。