الرياضيات · المسرد

ما معنى المسوِّرات؟

تعريف 1.4 الرياضيات الجامعية — السنة 1 · الفصل 1 — المنطق والمجموعات والتطبيقات

لتكن P(x)P(x) خاصية لعنصر xx من مجموعة EE.

  • xE, P(x)\forall x \in E,\ P(x) («لكل xx في EE، P(x)P(x)») صادقة عندما يحقق كل عنصر من EE الخاصية PP؛
  • xE, P(x)\exists x \in E,\ P(x) («يوجد xx في EE بحيث P(x)P(x)») صادقة عندما يحقق عنصر واحد على الأقل من EE الخاصية PP.

ونكتب !\exists! للدلالة على «يوجد عنصر وحيد».

أمثلة

مثال 1.6 (نفي جمل رياضية مألوفة)

لتكن f ⁣:RRf \colon \R \to \R. تُكتب الجملة «ff متزايدة» هكذا

xR, yR,xy    f(x)f(y),\forall x \in \R,\ \forall y \in \R,\quad x \leq y \implies f(x) \leq f(y) ,

ونفيها، حسب القضية 1.5 وبالقاعدة ¬(P    Q)    P¬Q\lnot(P \implies Q) \iff P \land \lnot Q:

xR, yR,xy  و f(x)>f(y):\exists x \in \R,\ \exists y \in \R,\quad x \leq y \ \text{ و}\ f(x) > f(y) :

فيكفي زوج شاهد واحد. وبالمثل تُكتب «ff محدودة» MR, xR, f(x)M\exists M \in \R,\ \forall x \in \R,\ \abs{f(x)} \leq M، ونفيها

MR, xR,f(x)>M:\forall M \in \R,\ \exists x \in \R,\quad \abs{f(x)} > M :

مهما يكن الحاصر المقترح فثمّة نقطة تتجاوزه. والفكرة النافذة: لا يحتوي نفي صحيح قط على «ليس» مطبَّقة على كتلة مسوَّرة — بل هو عبارة إيجابية جديدة تتبادل فيها الأدوار: صار على المرء أن ينتج الشواهد التي كان يتلقّاها.

مثال 1.7 (ترتيب المسوِّرات)

ترتيب المسوِّرات المختلفة مهمّ:

xR, yR, y>xصادقة (خذ y=x+1\forall x \in \R,\ \exists y \in \R,\ y > x \quad\text{صادقة (خذ } y = x+1\text{)،}
yR, xR, y>xكاذبة (لا يفوق أيّ عدد حقيقي جميع الأعداد الحقيقية).\exists y \in \R,\ \forall x \in \R,\ y > x \quad\text{كاذبة (لا يفوق أيّ عدد حقيقي جميع الأعداد الحقيقية).}

في العبارة الأولى يجوز أن يتعلق yy بالعنصر xx؛ وفي الثانية يجب أن يفي yy واحد بعينه بالغرض لكل xx. أمّا المسوِّران المتماثلان فيتبادلان موقعيهما دائمًا.

مثال 1.8 (قراءة تعريف بثلاثة مسوِّرات)

الجملة «المتتالية (un)(u_n) تتقارب نحو \ell» ستُكتب في الفصل 11 هكذا

ε>0, NN, nN,unε.\forall \varepsilon > 0,\ \exists N \in \N,\ \forall n \geq N,\quad \abs{u_n - \ell} \leq \varepsilon .

ونفيها، بتطبيق القضية 1.5 ثلاث مرات، هو

ε>0, NN, nN,un>ε.\exists \varepsilon > 0,\ \forall N \in \N,\ \exists n \geq N,\quad \abs{u_n - \ell} > \varepsilon .

والقدرة على نفي جمل كهذه آليًا، دون التفكير في معناها، مهارة حقيقية: فهي تفصل العمل المنطقي عن العمل الرياضي.

اقرأ في الفصل ←