Dimostriamo alcune proposizioni che traducono le proprietà (riflessiva, simmetrica, etc.) in proprietà del grafico di una relazione. Proposizione 1 Condizione necessaria e sufficiente affinché una relazione ρ:S->P(S) sia riflessiva, è che la diagonale Δ del prodotto cartesiano S×S sia un sottoinsieme del grafico G(ρ). Cioè
Dimostrazione
Proposizione 2 Condizione necessaria e sufficiente affinché una relazione ρ:S->P(S) sia simmetrica, è che il suo grafico sia simmetrico rispetto alla diagonale del prodotto cartesiano S×S. Cioè
Proposizione 3 Condizione necessaria e sufficiente affinché una relazione ρ:S->P(S) sia antisimmetrica, è che l'intersezione del grafico con il suo simmetrico sia un sottoinsieme della diagonale del prodotto cartesiano S×S. Cioè
Dimostrazione
Proposizione 4 Il grafico della relazione identica in S, è la diagonale di S×S.
Definizione Dicesi grafico della relazione ρ il seguente sottoinsieme del prodotto cartesiano S×S:
Definizione Dicesi diagonale del prodotto cartesiano S×S, il sottoinsieme:
Definizione Dicesi simmetrico rispetto alla diagonale di un elemento (x,y) del prodotto cartesiano S×S, l'elemento (y,x).
Proposizione
Un elemento (x,y) del prodotto cartesiano S×S coincide con il proprio simmetrico, se e solo se appartiene alla diagonale di S×S.
Dimostrazione.
Discende direttamente dalla definizione di simmetrico.
Definizione Assegnato un sottoinsieme T di S×S, dicesi simmetrico di T rispetto alla diagonale di S×S, l'insieme:
cioè l'insieme i cui elementi sono i simmetrici rispetto a Δ degli elementi di T.
Definizione Un sottoinsieme T di S×S è simmetrico rispetto alla diagonale di S×S se T=T-1.
Consideriamo, ad esempio, il prodotto cartesiano R×R=R² quale insieme di punti di un piano α dello spazio ordinario. Introducendo in α un riferimento cartesiano ortogonale Rα(Oxy), si ha
Cioè la diagonale di R×R è la bisettrice del primo e terzo quadrante. Sia