Relasi pada himpunan
dikatakan sebagai relasi ekuivalensi apabila
bersifat refleksif, simetris, dan transitif.
- Relasi
pada himpunan
dikatakan refleksif jika setiap anggota
berelasi dengan dirinya sendiri, atau dapat ditulis
, dengan
Є
.
- Relasi
pada himpunan
dikatakan simetris apabila untuk setiap
dan
di dalam
berlaku jika
maka demikian pula sebaliknya, atau dapat ditulis jika
maka
, dengan
,
Є
.
- Relasi pada
dikatakan transitif apabila untuk setiap
maka berlaku jika
dan
maka
.
Sebagai contoh relasi yang memenuhi ketiga kondisi tersebut sehingga bisa disebut relasi ekuivalensi dalam geometri adalah relasi kesejajaran garis lurus. Selain itu contoh yang terkenal adalah relasi kongruen modulo, seperti berikut.
Diberikan bilangan bulat m ≠ 0, dua buah bilangan bulat dan
dikatakan kongruen modulo (congruent modulo)
jika terdapat bilangan bulat
sedemikian hingga
, atau dengan kata lain
dinotasikan
.
Selanjutnya akan dibuktikan bahwa kongruen modulo merupakan relasi ekuivalensi
Simetri
Ambil sebarang bilangan bulat maka akan selalu
, karena ada bilangan bulat
, yaitu
= 0 sehingga
=
+ 0.m
Jadi terbukti simetris.
Refleksif
Ambil sebarang bilangan bulat dan
dengan
, artinya
kalikan dengan -1 diperoleh
Dengan kata lain
Jadi terbukti refleksif.
Transitif
Ambil sebarang bilangan bulat ,
, dan c dengan
dan
, subtitusi
sehingga diperoleh
dapat disimpulkan
Jadi terbukti transitif.
Karena memenuhi sifat simetris, refleksif, dan transitif maka relasi kongruen modulo merupakan relasi ekuivalensi.
Selanjutnya apabila diberikan himpunan dan relasi
pada
adalah relasi ekuivalensi maka terdapat partisi Р pada
sedemikian sehingga
terpartisi atau terpecah atas himpunan-himpunan bagian yang disebut kelas ekuivalensi. Apabila
adalah relasi ekuivalensi maka untuk semua
terdapat suatu himpunan yang berisikan semua anggota
yang berelasi ke
, dinotasikan:
Sebagai contoh relasi kongruen modulo pada bilangan bulat yang telah dibuktikan sebagai relasi ekuivalensi. Untuk itu himpunan bilangan bulat akan terpartisi menjadi kelas, yang tiap kelasnya mempunyai bentuk
Sebagai contoh untuk , setiap baris dibawah ini merupakan kelas-kelas ekuivalensi
[0] = {…, -10, -5, 0, 5, 10, …}
[1] = {…, -9, -4, 1, 6, 11, …}
[2] = {…, -8, -3, 2, 7, 12, …}
[3] = {…, -7, -2, 3, 8, 13, …}
[4] = {…, -6, -1, 4, 9, 14, …}
[5] = {…, -5, 0, 5, 10, 15, …} = [0]
Sehingga .