являются ли карты и колода множествами, если все элементы даны в единственном экземпляре (т.е. нельзя составить пару из одной и той же карты или дважды вытащить одну и туже карту) ?
Колода карт — это множество карт.
Никакие элементы множества не входят в него дважды (или входят, или нет). Любой элемент уникален.
К этому не имеет отношения то, есть ли в колоде «одинаковые» карты (у которых совпадают все атрибуты). Если такие есть, они будут разными элементами множества «колода».
Даже если в колоде нет одинаковых карт, всё равно возможно рассмотреть пару из карты и её же самой. В декартовом произведении множества планет на себя есть пара (Марс, Марс), хотя Марс на свете только один.
все ли отношения, являются отношениями порядка, когда между

есть разница (например, отношение равенства не требует различий, иначе

) ?
Упорядоченная пара, составленная из двух одинаковых элементов, не изменится, если их поменять местами. Это будет та же пара: если

, то

.
Из того, что отношение является
рефлексивным и антисимметричным, не следует, что это отношение порядка. (
Я, возможно, усилил Ваше условие, чтобы показать, что всё равно не обязательно получается отношение порядка.) Например, на множестве

зададим отношение, обозначаемое символом

. Пусть

,

,


,

,

(и только эти пары). Транзитивность не выполняется.
в чем разница: Декартово произведение – это все возможные отношения и Декартово произведение – это все возможные пары, ведь объединение множества пар всех отношений и есть множество всех пар ?
Декартово произведение — это все возможные пары (не отношения). Для конечного множества

из

элементов множество

содержит

элементов. Следовательно,

имеет

различных подмножеств. Следовательно, на

существует

различных отношений.