الرياضيات · المسرد

ما معنى العبارة، الروابط؟

يُعرف أيضًا باسم: عبارة

تعريف 1.1 الرياضيات الجامعية — السنة 1 · الفصل 1 — المنطق والمجموعات والتطبيقات

العبارة (أو القضية) جملة إمّا صادقة (ص) وإمّا كاذبة (ك) — إحدى الحالتين لا غير. من العبارتين PP و QQ نكوّن:

  • النفي ¬P\lnot P («ليس PP»)، وهو صادق تحديدًا عندما تكون PP كاذبة؛
  • العطف PQP \land QPP و QQ»)، وهو صادق تحديدًا عندما تكون العبارتان صادقتين؛
  • الفصل PQP \lor QPP أو QQ»)، وهو صادق تحديدًا عندما تكون إحداهما على الأقل صادقة (و«أو» هنا جامعة)؛
  • الاستلزام P    QP \implies Q، وهو كاذب تحديدًا عندما تكون PP صادقة و QQ كاذبة؛
  • التكافؤ P    QP \iff Q، وهو صادق تحديدًا عندما تحمل PP و QQ قيمة الحقيقة نفسها.

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 1.13 (البرهان على الوجود الوحيد)

العبارة !x, P(x)\exists!\,x,\ P(x) عبارتان اثنتان، يُبرهن على كلٍّ منهما على حدة: الوجود (بإبراز أو إنشاء x0x_0 يحقق P(x0)P(x_0)) والوحدانية (نفترض P(x)P(x) و P(x)P(x') ونستنتج x=xx = x'). مثال على ذلك: يوجد عدد حقيقي وحيد xx يحقق x3+x=2x^3 + x = 2. الوجود: x0=1x_0 = 1 يفي بالغرض لأن 1+1=21 + 1 = 2. الوحدانية: إذا كان x3+x=x3+xx^3 + x = x'^3 + x' فإن

0=(x3x3)+(xx)=(xx)(x2+xx+x2+1),0 = (x^3 - x'^3) + (x - x') = (x - x')\,\bigl(x^2 + xx' + x'^2 + 1\bigr),

والعامل الثاني موجب (فهو يساوي (x+x2)2+34x2+11\bigl(x + \tfrac{x'}2\bigr)^2 + \tfrac34 x'^2 + 1 \geq 1)، ومنه x=xx = x'. ولاحظ توزيع العمل: استعمل الوجود تخمينًا موفقًا، واستعملت الوحدانية جبرًا صالحًا لحلول كيفية — فلا تنوب إحدى الحجتين عن الأخرى، ونسيان النصف الثاني إغراء دائم بمجرد العثور على حلّ.

اقرأ في الفصل ←