Кіріспе
Комбинаторикада Спернер отбасы (немесе Спернер жүйесі; Эммануэль Спернердің құрметіне аталған) немесе кластер – бұл шекті жиынның E жиынының ішкі жиындарының жиыны, онда ешбір жиын басқа жиынның ішкі жиыны болмайды. Басқаша айтқанда, Спернер отбасы – E жиынының қуаты жиынындағы инклюзия торлы антижын. Спернер отбасы кейде тәуелсіз жүйе немесе артық емес жиын деп те аталады. Спернер отбасылары Дедекинд сандарымен саналады, ал олардың саны Спернер теоремасымен және Любелл–Ямамото–Мешалькин теңсіздігімен шектеледі. Оларды жиындар жиыны емес, гиперграфтар тілінде де сипаттауға болады, онда оларды кластерлер деп атайды.
Спернер теоремасы
n элементтік жиынның k элементтік ішкі жиындықтары Спернер отбасын құрайды, оның мөлшері k = n/2 (немесе оған ең жақын бүтін сан) болғанда ең жоғары мәнге жетеді. Спернер теоремасы бойынша, бұл отбасылар n элементтік жиын үшін ең ірі Спернер отбасылары болып табылады. Формальды түрде, теоремада әрбір Спернер отбасы S, n элементтік жиын үшін,
Қаптама-қаптама
Айналаңқылық – шекті жиынның бір-біріне кірмейтін қосалқы жиындар жиыны; яғни, Спернер отбасы. Ерекшелігі, көбінесе қойылатын сұрақтарда. Айналаңқылықтар комбинаторлық оптимизацияны зерттеуде маңызды құрылым болып табылады. (Күрделірек тілмен айтқанда, айналаңқылық – гиперграф, онда ешбір жиек басқа жиектің ішіне толық кірмейді. Айналаңқылыққа қарама-қарсы түсінік – абстрактілі симплекстік кешен, онда әрбір жиектің кез келген қосалқы жиыны гиперграфта болады; бұл V жиынының қосалқы жиындарының тәртіптік идеалдары.) Егер H айналаңқылық болса, онда H-тың блоктаушысы, деп белгіленеді, V жиынындағы және әрбір үшін болатын барлық минималды жиындардан тұратын жиектер жиыны болады. Блоктаушылар дуалдықтың бір түрін беретінін көрсетуге болады. Біз H-тағы ең үлкен жиексіз жиынның мөлшерін және H-тың ең кішкентай жиегінің мөлшерін анықтаймыз. Оның оңай көрінетіні .
If is a clutter, then the blocker of H, denoted by , is the clutter with vertex set V and edge set consisting of all minimal sets so that for every It can be shown that , so blockers give us a type of duality. We define to be the size of the largest collection of disjoint edges in H and to be the size of the smallest edge in It is easy to see that .
Мысалдар
Егер G – қарапайым бұрандасыз граф болса, онда ол үйлесімсіз жиын (егер қабырғалар төбелердің ретсіз жұптары ретінде қарастырылса) және барлық ең кішкентай төбелік қаптамалардың жиынтығы болады. Мұнда – ең үлкен сәйкестіктің мөлшері, ал – ең кішкентай төбелік қаптаманың мөлшері. Кёниг теоремасы екі бөлікті графтар үшін осы екі шама тең дейді, бірақ басқа графтар үшін бұл екі шама әртүрлі болуы мүмкін. G графы болсын және H – G-нің s-t жолдарының барлық қабырға жиынтықтарының жиыны. Бұл жиын үйлесімсіз жиын, ал – s және t-ні бөлетін барлық ең кішкентай қабырға кесілімдерінің жиынтығы. Бұл жағдайда – қабырғалары қиылыспайтын s-t жолдарының максималды саны, ал – s және t-ні бөлетін ең кішкентай қабырға кесілімінің мөлшері, сондықтан Менгер теоремасының (қабырға байланысы нұсқасы) мәлімдемесі бойынша . G – байланысты граф болсын және H – G-нің барлық ағаштарының қабырға жиынтықтарынан құралған үйлесімсіз жиын. Онда – G-дегі барлық ең кішкентай қабырға кесілімдерінің жиынтығы болады.
Кәмелетке толмағандар
Кез келген үйлесімділіктер жиынында графтардағы кіші қатынасқа ұқсас кіші қатынас бар. Егер үйлесімділік болса және , онда біз v жобасын жойып, төбелік жиыны болатын және v жобасын қамтымайтын барлық жиектер жиынтығынан тұратын үйлесімділігін аламыз. Біз v жобасын қысқартып үйлесімділігін аламыз. Бұл екі операция бір-бірімен алмасады, және егер J басқа үйлесімділік болса, онда J үйлесімділігі H-нің кіші үйлесімділігі деп аталады, егер J-ге изоморфты үйлесімділік H-ден жою және қысқару операцияларының тізбегі арқылы алынса.