|
Единственная унарная функция из класса DM — проектор. С помощью медианы её можно выразить так:
[math] P_1(x) = \lt x, x, x\gt [/math].
Бинарных функций из класса DM всего две.
Рассмотрим эти функции :
- [math] ~f(0,0)\lt f(1,1)[/math] и [math] f(0,0) = \lnot f(1,1)[/math], следовательно, [math] f(0,0)=0[/math] и [math] f(1,1)=1 [/math]
- [math] ~f(0,1) = \lnot f(1,0)[/math]
Из первого и второго пункта видно, что подходят только проекторы — [math] P_1,P_2 [/math]
Теперь покажем, как эти функции можно представить с помощью медианы :
[math] P_1 = \lt x, x, y\gt , P_2 = \lt x, y, y\gt [/math].
Только четыре тернарные функции принадлежат классу DM. Рассмотрим эти функции :
Заметим, что для всех таких функций
[math] f(0,0,0) \lt f(1,1,1)[/math] и [math] f(0,0,0) = \lnot f(1,1,1), [/math] следовательно [math], f(0,0,0) = 0 [/math] и [math] f(1,1,1) = 1 [/math]
- [math]f(1,0,0)= 1 \Rightarrow\left\{\begin{matrix} f(0,1,1) = \lnot f(1,0,0) = 0
\\ f(0,0,1) = f(0,1,0)= 0
\\ f(1,0,1) = f(1,1,0) = 1
\end{matrix}\right.\Rightarrow f=p_1 [/math]
- [math]f(0,1,0)= 1 \Rightarrow\left\{\begin{matrix} f(1,0,1) = \lnot f(0,1,0) = 0
\\ f(0,0,1) = f(1,0,0)= 0
\\ f(1,1,0) = f(0,1,1)= 1
\end{matrix}\right.\Rightarrow f=p_2 [/math]
- [math]f(0,0,1)= 1 \Rightarrow\left\{\begin{matrix} f(1,1,0) = \lnot f(1,0,0) = 0
\\ f(1,0,0) = f(0,1,0) = 0
\\ f(1,0,1) = f(0,1,1) = 1
\end{matrix}\right.\Rightarrow f=p_3 [/math]
- [math]f(1,0,0) = f(0,1,0) = f(0,0,1) = 0, [/math] следовательно, [math] f = \lt x_1,x_2,x_3\gt [/math]
Покажем как эти функции представляются с помощью медианы :
- [math] P_1 = \lt x, x, y\gt [/math]
- [math] P_2 = \lt x, y, y\gt [/math]
- [math] P_3 = \lt x, z, z\gt [/math].
Теперь рассмотрим произвольную монотонную самодвойственную функцию [math] f : \mathbb{B}^n \rightarrow \mathbb{B} [/math] для [math] n \gt 3 [/math]. Обозначим аргументы [math] x_4, x_5 \dots x_n [/math] за [math] \bar x [/math], то есть [math] f(x_1, x_2, x_3, x_4 \dots x_n) = f(x_1, x_2, x_3, \bar x) [/math]. Тогда введем три функции от [math]n - 1[/math] аргумента :
- [math] f_1(x_1, x_2, \bar x) = f(x_1, x_2, x_2, \bar x) [/math]
- [math] f_2(x_2, x_3, \bar x) = f(x_3, x_2, x_3, \bar x) [/math]
- [math] f_3(x_3, x_1, \bar x) = f(x_1, x_1, x_3, \bar x) [/math]
Очевидно, они также самодвойственны и монотонны из определения [math]f[/math], и [math]f[/math] можно выразить одной из функций [math] f_1, f_2, f_3 [/math], так как два из трех аргументов точно совпадут. Теперь выразим [math]f[/math] через [math] f_1, f_2, f_3 [/math] :
- [math] f(x_1 \dots x_n) = \lt f_1(x_1, x_2, \bar x), f_2(x_2, x_3, \bar x), f_3(x_3, x_1, \bar x)\gt [/math]
- Все три аргумента равны : [math] x_1 = x_2 = x_3 [/math], тогда, очевидно, что равенство выполняется.
- Равны два аргумента : [math] x_1 = x_2 \ne x_3 [/math] (случаи [math] x_1 = x_3 \ne x_2 [/math] и [math] x_2 = x_3 \ne x_3 [/math] доказываются аналогично). Тогда :
- [math] f = f(x_1, x_1, x_3, \bar x)[/math], [math] f_1 = f(x_1, x_1, x_1, \bar x)[/math], [math]f_2 = f(x_3, x_1, x_3, \bar x)[/math], [math]f_3 = f(x_1, x_1, x_3, \bar x)[/math].Рассмотрим два случая :
- [math] x_1 = x_2 = 0, x_3 = 1.[/math]
Тогда можно упорядочить [math] f_1, f_2, f_3 [/math] по возрастанию наборов их переменных (используя свойство их монотонности):
[math] f(0, 0, 0, \bar x) \le f(0, 0, 1, \bar x) \le f(1, 0, 1, \bar x) [/math]. Так как [math] f(0, 0, 1, \bar x) [/math] зажато между двумя остальными функциями, то она и будет медианой [math] f_1, f_2, f_3 [/math].
- [math] x_1 = x_2 = 1, x_3 = 0 [/math]. Доказывается аналогично.
|
