dilworth 定理 证明

最小链覆盖显然不小于最长反链。
下面证明可以构造出一组最小链覆盖使最小链覆盖等于最长反链。
归纳法证明。
设当前偏序集 (P) 中一个极大元素 (u),删掉 (u) 后最长反链长度为 (k),某个最小链覆盖为 (left{C_1,C_2,dots,C_k ight})
(C_i) 中所有元素中在某个最长反链中的元素集合为 (S_i),显然 (S_i) 非空。令 (x_i=maxleft{S_i ight})(x_i) 所在的某个最长反链为 (A_i)

定理:(forall 1le i e jle k,x_i otgt x_j)
证明:显然 (left|A_icap S_j ight|=1)。令 (yin A_icap S_j),则 (ylt x_j,x_i otgt y o x_i otgt x_j)
推论:(left{x_i ight}) 是一个最长反链。

如果不存在 (i) 使得 (x_ilt u),则最长反链长度增加 (1),令 (forall 1le ile k, C'_i=C_i,C'_{k+1}=left{u ight}) 即可。
否则设 (x_ilt u),设 (P'=left{left{zin C_i,zle x_i ight}cupleft{u ight} ight}),则 (Psetminus P') 中最长反链长度恰好为 (k-1),所以最小链覆盖长度为 (k-1),此时对于 (forall 1le ile k-1),令 (C'_i)(Psetminus P') 的最小链覆盖,再令 (C'_k=P') 即可。

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