Пусть R⊂А2 − бинарное отношение на множестве A. Тогда отношение R называется:
— рефлексивным, если для любого a∈A следует, что (a,a)∈R;
— антирефлексивным, если для любого a∈A следует, что (a,a)∉R;
— симметричным, если для всех a,b∈A связанных отношением R (т.е. (a,b)∈R), следует, что (b,a)∈R;
— антисимметричным, если для любых a,b∈A таких, что (a,b)∈R и (b,a)∈R, следует, что a=b;
— транзитивным, если для любых a,b,c∈A таких, что (a,b)∈R и (b,c)∈R, следует, что (a,c)∈R;
Теорема. Пусть R⊂А2 − бинарное отношение на A. Тогда:
1. R рефлексивно ⇔ IA⊆R, где IA = {(x, x)|x∈A} − тождественное отношение;
2. R антирефлексивно ⇔ IA∩R = ∅.
3. R симметрично ⇔ R-1 = R;
4. R антисимметрично ⇔ R-1∩R⊂IA;
5. R транзитивно ⇔ R°R⊂R.
В более общей ситуации мы можем интерпретировать рассмотренные выше характеристики отношения путем построения диаграммы:
а) отношение рефлексивно тогда и только тогда, когда для каждого узла (точки) на диаграмме существует стрелка, которая начинается и заканчивается на этом узле (петля);
б) отношение антирефлексивно тогда и только тогда, когда для каждого узла на диаграмме не существует петли;
в) отношение симметрично тогда и только тогда, когда для каждой стрелки, соединяющей два узла, существует также стрелка, соединяющая эти узлы в обратном направлении;
г) отношение антисимметрично тогда и только тогда, когда не существует двух различных узлов, связанных парой стрелок, т.е. если есть стрелка (x, y), то нет стрелки (у, x).
д) отношение транзитивно тогда и только тогда, когда для каждой пары узлов x и у, связанных последовательностью стрелок (путем) идущих от x к a1, от а1 к a2, …, от am-1 к am, от аm к у, существует также стрелка идущая напрямую от x к у;
Пример. Рассмотрим отношение R, изображенное на рисунке:.
R не является рефлексивным (нет петель на узлах a и c);
R не является антирефлексивным, т.к. есть петля на узле b,
R не является симметричным, т.к. есть стрелка (c, a), но нет стрелки (a, c);
R не является антисимметричным, т.к. есть стрелки (a, b) и (b, a);
R не является транзитивным, т.к., например, есть стрелки (a, b) и (b, a), но нет стрелки (a, a).