集合・位相

順序集合における最大元と最小元

順序集合 (X,) を考える。
このとき、xX に対して xx となるとき、x=maxX と表し、xX の最大元という。
また、xX に対して xx となるとき、x=minX と表し、xX の最小元という。

最大元、あるいは最小元が存在するとするとき、一意的であることを示せ。

先ず、X において最大元が複数存在するとする。それらの中から任意に2つを取り x1,x2 とする。
このとき、x1X の最大元であることより
x2x1
が成り立つ。
さらに、x2 が最大元であることより
x1x2
が成り立つ。

ここで反対称律より x1=x2 が言える。
これより、最大元は存在するとすれば一意的であることが分かる。

全く同様の議論で、最小元も存在すれば一意的であることが分かる。