问答题
证明:一个格(A,≤)是分配格,当且仅当对于任意的a,b,c∈A,有
(a∧b)∨(b∧c)∨(c∧a)=(a∨b)∧(b∨c)∧(c∨a).
【正确答案】(必要条件)若格(A,≤)是分配格,则对于任意的a,b,c∈A,有(a∧b)∨(b∧c)∨(c∧a)=(a∨b)∧(b∨c)∧(c∨a).
由分配律、交换律、吸收律、幂等律有
(a∧b)∨(b∧c)∨(c∧a)
=[(a∨b)∧(a∨c)∧(b∨(b∧c))]∨(c∧a)=[(a∨b)∧(a∨c)∧b]∨(c∧a)
=[(a∨b)∨(c∧a)]∧[(a∨c)∨(c∧a)]∧[b∨(c∧a)]
=[b∨(a∨(c∧a))]∧[a∨(c∨(c∧a))]∧[(b∨c)∧(b∨a)]
=(b∨a)∧(a∨c)∧(b∨c)∧(b∨a)=(a∨b)∧(b∨c)∧(c∨a).
(充分条件)若对于任意的a,b,c∈A,有
(a∧b)∨(b∧c)∨(c∧a)=(a∨b)∧(b∨c)∧(c∨a), ①
则格(A,≤)是分配格.
先证明
[(a∨b)∧(b∨c)∧(c∨a)]∨c=(a∨b∨c)∧(b∨c)∧(c∨a)=(b∨c)∧(c∨a) ②
由结合律及吸收律有
(a∨b∨c)∧(b∨c)∧(c∨a)=[(a∨(b∨c))∧(b∨c)]∧(c∨a)=(b∨c)∧(c∨a).
又由∨及∧的定义有
c≤a∨b∨c,c≤a∨c,c≤b∨c,即 c≤(a∨b∨c)∧(b∨c)∧(c∨a).
由 (a∨b)≤(a∨b∨c),
即 [(a∨b)∧(b∨c)∧(c∨a)]≤(a∨b∨c)∧(b∨c)∧(c∨a),
从而 (a∨b∨c)∧(b∨c)∧(c∨a)≤[(a∨(b∨c))∧(b∨c)]∧(c∨a).
显然 (b∨c)∧(c∨a)≤[(a∨b)∧(b∨c)∧(c∨a)]∨c.
因此式②得证.
对式①有
[(a∧b)∨(b∧c)∨(c∧a)]∨c=[(a∨b)∧(b∨c)∧(c∨a)]∨c.
由结合律及吸收律有
(a∧b)∨(b∧c)∨[(c∧a)∨c]=(b∨c)∧(c∨a),
即 (a∧b)∨(b∧c)∨c=(b∨c)∧(c∨a), (a∧b)∨c=(b∨c)∧(c∨a).
由对偶定理有
(a∨b)∧c=(b∧c)∨(c∧a).
所以分配律得证.
【答案解析】