朋友,很高兴能和你一起探讨一下如何绘制这个数列的哈斯图。咱们就从头说起,一步步来,保证你看了也能明白。
首先,你需要知道哈斯图(Hasse diagram)是用来表示偏序关系的。简单来说,就是在一组元素和它们之间的某种“小于”或“整除”关系下,把这种关系直观地画出来。在这个例子里,我们可以把这个数列看作是集合中的元素,而它们之间的关系是“整除”。也就是说,如果数a能被数b整除(a ≠ b),我们就说b是a的前驱。
我们来看一下你给的数列:1, 2, 3, 5, 6, 15, 30。
第一步:确定关系
我们需要找出这些数字之间哪些是满足“整除”关系的。记住,我们画的是哈斯图,所以“相等”的关系是不画的,只关注“真整除”(也就是能整除但本身不等于)。
我们逐个检查:
1: 能被 1 整除,但我们不画自己和自己的关系。
2: 能被 1 整除。所以,1 是 2 的前驱。
3: 能被 1 整除。所以,1 是 3 的前驱。
5: 能被 1 整除。所以,1 是 5 的前驱。
6: 能被 1 整除,也能被 2 整除,也能被 3 整除。所以,1 是 6 的前驱,2 是 6 的前驱,3 是 6 的前驱。
15: 能被 1 整除,也能被 3 整除,也能被 5 整除。所以,1 是 15 的前驱,3 是 15 的前驱,5 是 15 的前驱。
30: 能被 1 整除,能被 2 整除,能被 3 整除,能被 5 整除,能被 6 整除,能被 15 整除。所以,1 是 30 的前驱,2 是 30 的前驱,3 是 30 的前驱,5 是 30 的前驱,6 是 30 的前驱,15 是 30 的前驱。
第二步:简化关系,找出“直接前驱”
在哈斯图中,我们只画“直接前驱”。也就是说,如果 a 整除 b,b 整除 c,那么 a 也整除 c。在这种情况下,我们只画 b 到 c 的线,而不画 a 到 c 的线(因为它们之间隔了一个 b)。
我们再来梳理一下,找出每个数最直接的“整除者”:
1: 没有比它更小的数字能整除它(在我们的数列里)。
2: 只有 1 能直接整除它。
3: 只有 1 能直接整除它。
5: 只有 1 能直接整除它。
6: 1 能整除 6,2 能整除 6,3 能整除 6。但是,1 能整除 2,1 能整除 3。所以,相对于 6 来说,2 和 3 是它的“直接前驱”,而 1 虽然也能整除 6,但它不是“直接”的(因为 1 整除 2 或 3,而 2 或 3 又整除 6)。所以,我们只保留 2 > 6 和 3 > 6 这两条关系。
15: 1 能整除 15,3 能整除 15,5 能整除 15。同样地,1 整除 3 和 5,所以 3 和 5 是 15 的直接前驱。我们保留 3 > 15 和 5 > 15。
30: 1 整除 30,2 整除 30,3 整除 30,5 整除 30,6 整除 30,15 整除 30。现在我们要找出哪些是“直接”前驱:
1 整除 2, 3, 5。
2 整除 6(因为 23=6)。
3 整除 6(因为 32=6)和 15(因为 35=15)。
5 整除 15(因为 53=15)。
6 整除 30(因为 65=30)。
15 整除 30(因为 152=30)。
我们发现,2, 3, 5 都整除 30,而且它们之间没有别人“插足”直接整除 30。所以 2, 3, 5 是 30 的“间接”前驱。
再看 6 和 15:6 和 15 本身是怎么来的?6 是 2 和 3 的“组合”,15 是 3 和 5 的“组合”。而 6 整除 30,15 也整除 30。所以 6 和 15 是 30 的直接前驱。
我们需要确定的是,哪些数字(在集合内)是 30 的“最小”整除者(除 1 外)。
2 整除 6,6 整除 30。
3 整除 6,6 整除 30。
3 整除 15,15 整除 30。
5 整除 15,15 整除 30。
那么,对于 30 来说,它的直接前驱是那些能整除 30,但又不能被其他比它们小的数字(在这个集合里)整除的数(除了1)。
6 整除 30,但 2 和 3 都整除 6。
15 整除 30,但 3 和 5 都整除 15。
所以,我们需要找到能直接整除 30 的数字,并且这些数字本身不是由其他数字(在数列里)通过整除关系“形成”的。
我们再仔细看:
6 是由 2 和 3 得到的。
15 是由 3 和 5 得到的。
所以,对于 30 来说,它被 6 和 15 整除。 6 和 15 是由更小的数形成的,但它们是直接构成 30 的“因子”或“组合”。
关键点:在哈斯图中,我们画的是“上升”关系。 如果 a 整除 b,并且不存在 c 使得 a 整除 c 且 c 整除 b(a ≠ c ≠ b),那么 a 和 b 之间就有一条线。
回到 30:
6 整除 30。有没有哪个数在 {1, 2, 3, 5, 15} 中,整除 6 又被 30 整除?有 3。所以 3 > 6 > 30 不是“最直接”的链条。但我们找的是直接前驱。
我们把所有能整除 30 的数列出来:1, 2, 3, 5, 6, 15。
直接前驱是指,如果 x 整除 y,且 x ≠ y,那么 x 是 y 的前驱。如果不存在 z 使得 x 整除 z 且 z 整除 y (x ≠ z ≠ y),那么 x 是 y 的“直接”前驱。
对于 30:
6 整除 30。是否存在 z ∈ {1, 2, 3, 5, 15} 使得 6 整除 z 且 z 整除 30?没有。所以 6 是 30 的直接前驱。
15 整除 30。是否存在 z ∈ {1, 2, 3, 5, 6} 使得 15 整除 z 且 z 整除 30?没有。所以 15 是 30 的直接前驱。
5 整除 30。是否存在 z ∈ {1, 2, 3, 6, 15} 使得 5 整除 z 且 z 整除 30?有 15。因为 5 整除 15,15 整除 30。所以 5 不是 30 的直接前驱。
3 整除 30。是否存在 z ∈ {1, 2, 5, 6, 15} 使得 3 整除 z 且 z 整除 30?有 6 和 15。所以 3 不是 30 的直接前驱。
2 整除 30。是否存在 z ∈ {1, 3, 5, 6, 15} 使得 2 整除 z 且 z 整除 30?有 6。所以 2 不是 30 的直接前驱。
1 整除 30。存在 2, 3, 5, 6, 15 使得 1 整除它们且它们整除 30。所以 1 不是 30 的直接前驱。
所以,直接前驱关系是:
1 → 2
1 → 3
1 → 5
2 → 6
3 → 6
3 → 15
5 → 15
6 → 30
15 → 30
第三步:绘制哈斯图
现在我们可以开始画了。哈斯图的特点是:
元素用点表示。
关系用线段表示。
如果 a 是 b 的直接前驱,那么 a 在 b 的下方,并且有一条线从 a 指向 b。 (我们一般不画箭头,线的方向是隐含的,从下往上代表“大于”或“被整除者”指向“被整除数”)。
省略自反(a 和 a 的关系)和传递(a 和 c 的关系,如果 a 和 b、b 和 c 有关系)的边。
我们从最底层的元素开始画。在这个数列里,1 是最小的(只被自己整除)。
1. 画出 1。
2. 画出 1 的直接后继:2, 3, 5。 把它们放在 1 的上方,并用线连接。
```
2 3 5
| / | |
1
```
3. 画出 2 的直接后继:6。 把 6 放在 2 的上方,连接 2 和 6。
4. 画出 3 的直接后继:6, 15。
把 6 放在 3 的上方,连接 3 和 6。注意,6 已经从 2 那里连上去了,所以形成一个“向上”的 V 形。
把 15 放在 3 的上方,连接 3 和 15。
5. 画出 5 的直接后继:15。 把 15 放在 5 的上方,连接 5 和 15。注意,15 已经从 3 那里连上去了,所以 15 的位置会比较特别,它同时是 3 和 5 的直接后继。
现在我们画到这里会是这样(尽量在同一层级放置元素):
```
6 15
/ /
2 3 3 5
/ /
1 3
```
哦,这里有个问题,3 同时是 6 和 15 的前驱。所以 3 要在 6 和 15 的下方,并且分别连接它们。
```
6 15
/ /
2 3 5
/ /
1 3
```
再调整一下布局,让层次分明:
```
6 15
/ /
2 3 5
/ /
1 3
```
这里 3 同时是 6 和 15 的前驱。所以 3 要比 2 和 5 高一级,但和 2, 5 同一级。
让我们重新考虑层次:
最底层:1
第二层:2, 3, 5 (它们是 1 的直接后继)
第三层:6, 15
6 是 2 和 3 的直接后继。
15 是 3 和 5 的直接后继。
顶层:30
30 是 6 和 15 的直接后继。
这样一来,布局就清晰多了:
第一步:画出最底层 1。
```
1
```
第二步:画出 1 的直接后继 2, 3, 5。将它们放在 1 的上方,并用线连接。
```
2 3 5
| / | |
1
```
第三步:画出 6 和 15。
6 是 2 和 3 的直接后继。所以 6 要放在 2 和 3 的上方,并连接 26 和 36。
15 是 3 和 5 的直接后继。所以 15 要放在 3 和 5 的上方,并连接 315 和 515。
我们会发现,6 和 15 在同一个“高度层级”,因为它们都是由第二层的元素产生的。
```
6 15
/ /
2 3 5
/ /
1 3
```
这里 3 同时连向 6 和 15。让我们把它们的位置调整一下,使关系更清晰。通常我们会尽量避免一个节点同时连向两个同层的节点,但在这里这是无法避免的。
```
6 15
/ /
2 3 5
/ /
1 3
```
这里,3 节点同时指向 6 和 15。这样画是可以的。
我们试着让层次更明显一点:
```
30
/
6 15
/ /
2 3 5
/ /
1 3
```
等等,这里又重复了 3。3 应该是一个点,它作为 6 和 15 的前驱。
让我们重新组织:
Layer 0: 1
Layer 1: 2, 3, 5
Layer 2: 6 (由 2, 3), 15 (由 3, 5)
Layer 3: 30 (由 6, 15)
绘制过程:
1. 画出 1 在最下面。
2. 在 1 的上方画出 2, 3, 5。连接 1 → 2, 1 → 3, 1 → 5。
3. 在 2, 3 的上方画出 6。连接 2 → 6, 3 → 6。
4. 在 3, 5 的上方画出 15。连接 3 → 15, 5 → 15。
5. 在 6, 15 的上方画出 30。连接 6 → 30, 15 → 30。
最终图形大概是这样(想象一下线段的连接):
```
30
/
6 15
/ /
2 3 5
/ /
1
```
这里,3 这个节点,需要同时连接到 6 和 15。
尝试用更标准的绘图方式来表示:
```
30
/
/
6 15
/ /
/ /
2 3 5
/ /
/ /
1
```
看,上面的图里,数字 3 出现了两次,这是不对的。3 应该只出现一次。
正确的关系是:
1 是所有元素的“最小元”。
2, 3, 5 是比它们大的元素(6, 15, 30)的“直接前驱”。
6 是 2 和 3 的“最小公倍数”的直观体现,也是 30 的一个“因子”。
15 是 3 和 5 的“最小公倍数”的直观体现,也是 30 的一个“因子”。
让我们把重点放在“直接整除”关系上,并且按照层级放置:
底层:1
```
1
```
第二层:2, 3, 5。 它们都由 1 整除,且互不整除。
```
2 3 5
| / | |
1
```
第三层:6, 15。
6 的直接前驱是 2 和 3。
15 的直接前驱是 3 和 5。
所以,6 要放在 2 和 3 的“上方”,15 要放在 3 和 5 的“上方”。它们会共享 3 这个节点。
```
6 15
/ /
2 3 5
/ /
1 3
```
这里,3 连接到 6 和 15。我们把 3 放在一个合适的位置,让它同时连接到这两个。
```
6 15
/ /
2 3 5
/ /
1
```
再调整一下 3 的位置,让它和 2, 5 处于同一层级(因为它们都是 1 的直接后继)。
```
6 15
/ /
2 3 5
/ /
1
```
还是出现两次 3。正确的画法应该是一个 3 连接到 6 和 15。
让我们从底向上,考虑连接:
1. 画 1。
2. 画 2, 3, 5,连接到 1。
```
2 3 5
| / | |
1
```
3. 画 6,连接到 2 和 3。
```
6
/
2 3
| / |
1
```
4. 画 15,连接到 3 和 5。
```
6 15
/ /
2 3 5
| / | |
1
```
这里 3 同时连接到 6 和 15。这个结构需要合理放置。
```
6 15
/ /
2 3 5
/ /
1
```
这个图里,3 同时是 6 和 15 的前驱。
5. 画 30,连接到 6 和 15。
```
30
/
6 15
/ /
2 3 5
/ /
1
```
现在,我们来梳理一下正确的图形和节点的放置:
最底部:1
第二层:2, 3, 5 (它们都是 1 的直接后继)
第三层:6, 15
6 的直接前驱是 2 和 3。
15 的直接前驱是 3 和 5。
由于 3 同时是 6 和 15 的前驱,我们需要将 6 和 15 放在比 3 高一层的地方。而 2 和 5 也和 3 在同一层级。
顶层:30
30 的直接前驱是 6 和 15。
最终的哈斯图应该看起来像这样:
```
30
/
/
6 15
/ /
/ /
2 3 5
/ /
/ /
1
```
在这个图里:
1 在最底层。
2, 3, 5 在 1 的上方,用线连接。
6 在 2 和 3 的上方,连接 26, 36。
15 在 3 和 5 的上方,连接 315, 515。
30 在 6 和 15 的上方,连接 630, 1530。
关键点在于节点的层级和连接:
1 是一个点。
2, 3, 5 是一组点,都在 1 的上方,并连接到 1。
6 是一个点,在 2 和 3 的上方,连接到它们。
15 是一个点,在 3 和 5 的上方,连接到它们。
30 是一个点,在 6 和 15 的上方,连接到它们。
这就是这个数列 1, 2, 3, 5, 6, 15, 30 的哈斯图。 它展现了这些数字之间的“整除”关系,并且省略了不必要的连接,只保留了“直接”关系。你会看到一个比较“对称”但又包含共享节点的结构,这正是哈斯图的魅力所在。
希望我这样一步步地解释,能够让你清楚地理解如何绘制这个哈斯图。如果还有不清楚的地方,随时都可以再问我!