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Matemáticas · Glosario

¿Qué es Enunciado, conectivos?

También llamado: enunciado

Definición 1.1 Matemáticas universitarias — Grado 1 · Capítulo 1 — Lógica, conjuntos y aplicaciones

Un enunciado (o proposición) es una frase que es verdadera (V) o falsa (F) — exactamente una de las dos. A partir de dos enunciados PP y QQ se forman:

  • la negación ¬P\lnot P («no PP»), verdadera exactamente cuando PP es falsa;
  • la conjunción P∧QP \land Q («PP y QQ»), verdadera exactamente cuando ambas lo son;
  • la disyunción P∨QP \lor Q («PP o QQ»), verdadera exactamente cuando al menos una lo es (este «o» es inclusivo);
  • la implicación P  ⟹  QP \implies Q, falsa exactamente cuando PP es verdadera y QQ falsa;
  • la equivalencia P  ⟺  QP \iff Q, verdadera exactamente cuando PP y QQ tienen el mismo valor de verdad.

Ejemplos

Ejemplo 1.6 (Negar frases matemáticas de todos los días)

Sea f ⁣:R→Rf \colon \R \to \R. La frase «ff es creciente» se escribe

∀x∈R, ∀y∈R,x≤y  ⟹  f(x)≤f(y),\forall x \in \R,\ \forall y \in \R,\quad x \leq y \implies f(x) \leq f(y) ,

y su negación, por la Proposición 1.5 junto con la regla ¬(P  ⟹  Q)  ⟺  P∧¬Q\lnot(P \implies Q) \iff P \land \lnot Q:

∃x∈R, ∃y∈R,x≤y  y  f(x)>f(y):\exists x \in \R,\ \exists y \in \R,\quad x \leq y \ \text{ y }\ f(x) > f(y) :

basta con un par que lo atestigüe. Del mismo modo, «ff está acotada» es ∃M∈R, ∀x∈R, ∣f(x)∣≤M\exists M \in \R,\ \forall x \in \R,\ \abs{f(x)} \leq M, con negación

∀M∈R, ∃x∈R,∣f(x)∣>M:\forall M \in \R,\ \exists x \in \R,\quad \abs{f(x)} > M :

sea cual sea la cota propuesta, algún punto la supera. La idea clave: una negación correcta nunca contiene un «no» aplicado a un bloque cuantificado — es un nuevo enunciado positivo en el que los papeles se intercambian: ahora uno produce los testigos que antes recibía.

Ejemplo 1.7 (Orden de los cuantificadores)

El orden de dos cuantificadores distintos importa:

∀x∈R, ∃y∈R, y>xes verdadera (toˊmese y=x+1),\forall x \in \R,\ \exists y \in \R,\ y > x \quad\text{es verdadera (tómese } y = x+1\text{),}
∃y∈R, ∀x∈R, y>xes falsa (ninguˊn real supera a todos los reales).\exists y \in \R,\ \forall x \in \R,\ y > x \quad\text{es falsa (ningún real supera a todos los reales).}

En el primer enunciado, yy puede depender de xx; en el segundo, un único yy debe servir para todo xx. Dos cuantificadores iguales, en cambio, siempre conmutan.

Ejemplo 1.13 (Demostrar existencia y unicidad)

Un enunciado ∃! x, P(x)\exists!\,x,\ P(x) son dos enunciados, que se demuestran por separado: la existencia (exhibir o construir algún x0x_0 con P(x0)P(x_0)) y la unicidad (suponer P(x)P(x) y P(x′)P(x') y deducir x=x′x = x'). Muestra: existe un único real xx tal que x3+x=2x^3 + x = 2. Existencia: x0=1x_0 = 1 sirve, pues 1+1=21 + 1 = 2. Unicidad: si x3+x=x′3+x′x^3 + x = x'^3 + x', entonces

0=(x3−x′3)+(x−x′)=(x−x′) (x2+xx′+x′2+1),0 = (x^3 - x'^3) + (x - x') = (x - x')\,\bigl(x^2 + xx' + x'^2 + 1\bigr),

y el segundo factor es positivo (vale (x+x′2)2+34x′2+1≥1\bigl(x + \tfrac{x'}2\bigr)^2 + \tfrac34 x'^2 + 1 \geq 1), luego x=x′x = x'. Obsérvese el reparto del trabajo: la existencia se apoyó en una conjetura afortunada; la unicidad, en un cálculo algebraico válido para soluciones arbitrarias — ninguno de los dos argumentos hace el trabajo del otro, y olvidar la segunda mitad es una tentación constante en cuanto se ha encontrado una solución.

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