ЗАКОНЫ ДЕ МОРГАНА. ЗАКОНЫ ЗАМЕНЫ ИМПЛИКАЦИИ. ЗАКОНЫ ЗАМЕНЫ ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ. Высказывания с кванторами.Мы выяснили, что среди математических предложений есть высказывания и высказывательные формы. Для того, чтобы высказывательную форму преобразовать в высказывание, достаточно вместо каждой из переменных, входящих в форму, подставить ее значение. Однако существуют и другие способы получения высказываний из высказывательных форм.
Определение: Выражение «для всякого х» в логике называется квантором общности по переменной х и обозначается символом
х. Запись
х, (А(х)) означает: «для всякого значения х предложение А(х) - истинное высказывание».
Определение: Выражение «существует х такое, что ...» в логике называется квантором существования по переменной х и обозначается символом
х. Запись
х, (А(х)) означает: «существует такое значение х, что А(х) -истинное высказывание».
Замечание : Если задана одноместная высказывательная форма А(х), то чтобы превратить ее в высказывание, достаточно связать квантором общности или существования содержащуюся в ней переменную. Заметим, что в математике наряду со словом «всякий» употребляют слова «каждый», «любой», а со словом «существует» используют слова «некоторые», «найдется», «есть», «хотя бы один».
Задача 1. Установить, истинны или ложны следующие высказывания:
а)
х
{0, 1, 4}, значение выражения (4 - х):(2х + 1) есть число целое. – ИСТИННО.
Действительно, чтобы убедиться в истинности данного высказывания, достаточно показать, что при подстановке каждого числа из множества {0, 1, 4} в выражение (4-х):(2х + 1) получается целое число. Пусть х = 0, тогда (4-0):(2-0 + 1) = 4; если х = 1,то (4-1):(2-1 + 1) = 1; если х = 4,то (4-4):(2-4 + 1) = 0.
б) Произведение двух любых последовательных натуральных чисел кратно 2.
Докажем методом математической индукции.
– Пусть x = 1, тогда x*(x+1) = 1*2 = 2 – кратно 2.
– Пусть x = n, и пусть выражение n*(n+1) тоже кратно 2.
– Пусть x = n+1. Покажем истинность утверждения. (n+1)(n+2) = n
2+3n+2 = (n
2+n)+(2n+2) = (n*(n+1))+(2(n+1)). n*(n+1) кратно 2 согласно вышеописанному. 2(n+1) – кратно 2, и это очевидно. сумма кратных чисел также кратно. Что и требовалось доказать.
в) Всякое натуральное число делится на 5. – ЛОЖНОЕ.
Убедиться в этом можно, назвав натуральное число, которое не делится на 5, например число 12.
Утверждение 1: Истинность высказывания с квантором общности устанавливается путем доказательства. Показать ложность таких высказываний можно, приведя контрпример.
Задача 2. Установить, истинны или ложны следующие высказывания:
а) Среди треугольников есть прямоугольные. – ИСТИННО.
Чтобы убедиться в истинности такого высказывания, достаточно привести пример. В данном случае прямоугольный треугольник можно начертить.
б) Некоторые прямоугольные треугольники являются равносторонними. – ЛОЖНО.
Если треугольник прямоугольный, то в нем один угол равен 90°, а в равностороннем все углы 60°. Следовательно, ни один прямоугольный треугольник не может быть равносторонним. Поэтому данное высказывание ложное.
Утверждение 2: Истинность высказывания с квантором существования устанавливается при помощи конкретного примера. Чтобы убедиться в ложности такого высказывания, необходимо провести доказательство.
Домашнее задание:1. Выделите квантор и высказывательную форму в высказываниях: «всякий прямоугольник является четырехугольником», «хотя бы одно из чисел первого десятка составное» Переформулируйте высказывания, заменив квантор его синонимом.
3. Прочтите следующие записи, заменив символические обозначения кванторов общности и существования их словесными выражениями: а)
x
R,x
2-1=(x-1)(x+1); б)
y
Z, 5-y=5; в)
x
Z, y+3>0; г)
x
Q, x+3<0.
4. Запишите следующие предложения, используя символические обозначения кванторов:
а) Существует такое натуральное число х, что х + 5 = 9; б)Каково бы ни было число х, х + 0 = х;
в)Уравнение ах
2 + Ьх + с = 0 имеет хотя бы один корень.
5. Запишите, используя символы, следующие высказывания и определите их значения истинности: а) Всякое число, умноженное на нуль, есть нуль; б) Произведение любого числа и единицы равно этому числу; в) При делении нуля на любое другое число получается нуль; г) Квадрат любого числа неотрицателен.
6. Установите, какие из высказываний истинны, а какие ложны. а)При делении некоторых натуральных чисел на 5, в остатке получается 7; б)существуют числовые выражения, значения которых нельзя найти; в) во всяком четырехугольнике диагонали равны
7. Докажите или опровергните высказывания: а) существуют уравнения, множество решений которых пусто; б) Сумма двух четных чисел есть число четное; в) Всякое целое число является натуральным; г) Хотя бы одно натуральное число является решением уравнения х=2.
8. Приведите по три утверждения высказываний с квантором общности и по три утверждения с квантором существования из курса алгебры и геометрии. Докажите или опровергните эти утверждения.