85693 (612550), страница 2
Текст из файла (страница 2)
В = {футбол, волейбол, плавання, гімнастика, теніс}
За допомогою слів „займатися яким-небудь видом спорту” між елементами цих множин встановлено зв’язок, або, як говорять в математиці, відношення. В результаті ми одержали третю множину Р
Р = {(Сашко, волейбол), (Сашко, теніс), (Борис, футбол),
(Володя, плавання), (Галя, волейбол), (Оленка, теніс)}
Наведений приклад показує, що будь-яке бінарне відношення (відповідність) між елементами множин А і В повністю характеризується трьома множинами: А, В і Р – множиною пар, що є підмножиною А х В.
Р
А х В
Множину упорядкованих пар Р називають графіком розглядуваного відношення.
Якщо буквою р позначити відношення із А в В, то відповідність р: „учень х є А займається видом спорту у є В залишається: хру.
У математиці досить часто доводиться мати справу з тими чи іншими відношеннями між певними об’єктами.
Найважливіші з них мають певні назви і позначення:
відношення рівності (═); відношення перпендикулярності (
); відношення паралельності (║); відношення подільності
; відношення включення (
)
; відношення конгруентності (
); відношення подібності (~).
Бінарне відношення можна задати сукупністю впорядкованих пар, стрілочним і графічним способами.
Стрілочний спосіб полягає в тому, що множини А і В зображають кругами, їх елементи точками. Потім з’єднують стрілками елементи кожної пари (х; у), які належать графіку Р заданого відношення. В результаті одержимо фігуру, яку називають графіком розглядуваного відношення Р
При графічному зображенні відношення Р на площині ставимо точки, які відповідають парам (х; у), що належать відношенню Р. Множина цих точок і буде графіком даного відношення.
§ 2. 3. Властивості бінарних відношень.
Найважливішими властивостями бінарних відношень є рефлексивність, симетричність, транзитивність.
Бінарне відношення р називається рефлексивним, якщо для будь-якої пари (х, х) є А ², елемент х знаходиться у відношенні р сам з собою.
Антирефлексивним називається таке відношення для якого х не знаходиться у відношенні р з х для будь-якої пари (х, х) є А ².
Рефлексивним є, наприклад, такі відношення рівності (═), не більше (≤), подільності (
), рівносильності висловлювань (
), паралельності (║), конгруентності (
) та подібності (~).
Антирефлексивними є відношення нерівності (≠), більше (>), менше (<), перпендикулярності (
), не подільності (
).
Бінарне відношення р називається симетричним, якщо для пари
(х, у) є А ² із хру випливає урх.
Антисиметричним називається таке відношення для якого для будь-якої пари (х, у) є А ² із хру випливає
.
Симетричними є відношення рівності (═), рівносильності (≡), перпендикулярності (
), конгруентності (
), подібності (~).
Асиметричними є відношення більше (>), менше (<), не більше (≤), включення (
).
Бінарне відношення р називається транзитивним, якщо для будь-яких трьох елементів х, у, z з множини А із хру і урz випливає xpz.
Антитранзистивним відношенням називається таке відношення для якого для будь-яких трьох елементів х, у, z з множини А із хру і урz випливає
Транзитивним є відношення менше (<), не більше (≤), подільності (
), рівносильності (≡), конгруентності (
), паралельності (║), подібності (~).
Антитранзистивними є відношення перпендикулярності (
).
Відношення між елементами множин можуть мати одну, дві, три або не володіти ні однією властивістю.
Наприклад, відношення перпендикулярності в множині прямих є симетричним, але не має рефлексивної і транзитивної властивостей, відношення р „число х більше числа у” у множині натуральних чисел є транзитивним, але не володіє властивостями рефлективності і симетричності.
§ 2. 4. Відношення еквівалентності.
Бінарне відношення р називається відношенням еквівалентності, якщо воно рефлексивне, симетричне і транзитивне.
Відношення: „бути однокурсником” у множині студентів; „мати один і той же корінь” у множині слів є відношеннями еквівалентності.
Якщо між елементами деякої множини, встановлено відношення еквівалентності, то цим самим ми розбиваємо задану множину на класи.
Розглянемо відношення р: „давати однакову остачу при діленні на 3” у множині невід’ємних цілих чисел. Цим самим ми розбиваємо задану множину на такі класи, які не перетинаються:
К1 = {0, 3, 6, 9 ......} – остача нуль
К2 = {4, 7, 10 ......} – остача один
К3 = {5, 8, 11 ......} – остача два
Класи, на які відношення еквівалентності розбиває множину А називаються класами еквівалентності. Це розбиття характеризується такими властивостями:
1. Ці класи не порожні
Кі ≠ Ø для всіх і = 1, 2, 3, ......, n
2. Будь-які два класи не перетинаються
Кі ∩ Ку =
для будь-яких і, у = 1, 2, 3, ......, n
3. Об’єднання усіх класів дає універсальну множину А
Кі = А
Легко переконатися, що елементи із одного класу еквівалентні між собою, а елементи із різних класів – ні.
Теорема
Будь-яке відношення еквівалентності р здійснює розбиття множини А на класи еквівалентності так, що будь-які два елементи одного класу знаходяться у відношенні р, а будь-які два елементи різних класів не знаходяться у даному відношенні між собою.
Доведення
Нехай в множині А є відношення еквівалентності р. Візьмемо з цієї множини якийсь елемент а і виділимо в окремий клас К (а) всі елементи, які знаходяться з а у відношенні р
К (а) = {у | у є А, ару} (1)
Задане відношення р розіб’є всю множину А на ряд класів К, в результаті чого ми одержимо множину класів {К (а)}.
Доведемо, що множина {К (а)} для всіх а є А є розбиттям на класи, тобто що вона задовольняє трьом умовам розбиття на класи, а саме, що:
1) К (а) ≠ Ø
2) К (а) ∩ К (b) = Ø
3)
К (а) = А
Покажемо, що справедлива перша умова.
Раз р є відношенням еквівалентності, то воно є рефлексивне, тобто ара. Значить К (а) має хоча б один елемент а і вже К (а) не порожня множина
К (а) ≠ Ø
Покажемо, що справджується умова 2) для будь-яких а і b є А,
якщо а
b.
Доведемо цю умову виходячи з протилежного.
Припустимо, що К (а) ∩ К (b) ≠ Ø. Тоді у них є спільний елемент с, тобто
с є К (а) і с є К (b)
Але елементи одного класу, відповідно до (1) знаходяться у відношенні р між собою, значить
арс і bрс
Із симетричності відношення р із bрс слідує срb, а із транзитивності відношення р випливає:
якщо арс і срb, то арb.
А це протирічить умові, що а
b.
Значить, припущення не вірне і
К (а) ∩ К (b) = Ø.
Покажемо, що виконується і умова 3).
Із формули (1) видно, що будь-який а є А належить класові К (а), тобто
а є К (а). Отже, щоб одержати множину А треба об’єднати усі ці класи
К (а) = А
а є А
Ми довели, що відношення р розбиває множину А на класи еквівалентності.
Тепер покажемо, що: 1) два елементи одного класу еквівалентні між собою, а 2) два елементи різних класів не еквівалентні. Доведемо перше.
Нехай b і с будь-які два елементи одного класу К (а). Доведемо, що bрс. Раз b є К (а), то по формулі (1) – арb, а з того, що с є К (а) слідує, що арс. За симетричністю відношення р – з а р b слідує b р а. За транзитивністю відношення р маємо bра і арс, то bрс.
Доведемо друге. Нехай маємо два різні класи К (b) ≠ К (с). Покажемо, що b
с. Доведемо від супротивного. Припустимо, що bрс. Нехай d – довільний елемент множини К (с), тоді cpd.
За симетричністю р маємо із bрс слідує срb.
За транзитивністю із bрс і срd слідує bpd.
Значить d є К (b).
Ми довели, що якщо d є К (с), то d є К (b) для вільного d.
Отже, К (с)
К (b).
Аналогічно доводимо, що К (b)
К (с).
Отже, К (b) = К (с).
А це протирічить умові. Значить, наше припущення не вірне і
b
с.
§ 2. 5. Відношення порядку. Упорядкована множина.
Серед різних відношень ми часто зустрічаємо такі, які встановлюють у множині певний порядок.
Інтуїтивне представлення про порядок об’єктів переважно пов’язано з їх взаємним розміщенням в просторі (вище – нижче, ближче – дальше, правіше – лівіше); в часі (раніше – пізніше); з порівнянням їх розмірів (більше – менше, легше – тяжче).
Ці відношення і подібні їм відносяться до важливого класу відношень, що називають відношеннями порядку.
Відношенням строгого порядку називається будь-яке відношення, яке є антирефлексивним, антисиметричним і транзитивним.
Отже, відношення р буде відношенням строгого порядку, якщо:
-
х
х для будь-якого х є А, тобто (х, х)
Р для будь-якої пари -
(х, х) є А ².
-
якщо хру , то у
х для будь - якого х, у є А, тобто якщо (х, у) є Р, то
(у, х)
Р для будь-якої пари (х, у) є А ².
-
якщо хру і урz, то хрz для будь-яких х, у, z є А, тобто якщо (х, у) є Р і (у, z) є Р, то і (х, z) є Р для будь яких пар (х, у) (у, z) є А ².
Так відношення р: „ х < у у множині А = {1, 2, 3, 4, 5} є відношенням строгого порядку, тому що воно антирефлексивне, антисиметричне, транзитивне.
Відношення р називається відношенням нестрогого (часткового) порядку, якщо воно рефлексивне, антисиметричне і транзитивне.
Так, відношення „число х – дільник числа у” у множині А = {1, 2, 3, 4, 5} є відношенням часткового порядку, тому що воно транзитивне, рефлексивне і антисиметричне.
У математиці та її застосуваннях особливу роль відіграють такі відношення порядку р, які дають можливість порівняти довільні різні елементи певної множини А. Ці відношення називаються відношеннями лінійного порядку у множині А.
Відношення строгого (нестрогого) порядку називається відношенням лінійного строгого (нестрогого) порядку, якщо для будь-яких різних елементів х і у із А здійснюється одне із відношень хру або урх.
Проілюструємо сказане на прикладі. Нехай А – множина студентів групи. Р – відношення „студент х вищий за студента у”. Це відношення антирефлексивне, антисиметричне і транзитивне.
Значить, воно відношення строгого порядку. Якщо в даній множині А немає студентів однакового росту, то тоді про будь-яких двох студентів можна сказати, що або студент х вищий за у або студент у вищий студента х. Отже, відношення Р є відношенням строгого лінійного порядку.
Множина А називається лінійною упорядкованою, якщо в А введено відношення Р і для будь-якої пари (х, у) є А ², якщо х ≠ у, то хру або
урх.
Так, множина натуральних чисел лінійно упорядкована відношенням строгого порядку „менше”, тобто N = {1, 2, 3, 4, ....}
Розділ 3. СИМВОЛІКА МАТЕМАТИЧНОЇ ЛОГІКИ
§ 3. 1. Поняття висловлення
Під математичною логікою або символічною логікою розуміють логіку, що розвивається за допомогою математичних методів. Математичний апарат до логіки вперше застосував у XIX ст. англійський математик Джордж Буль.
Д. Буль (1815 – 1864 р.р.), батько відомої англійської письменниці Войнич (її чоловік був революціонером), автора роману „Овод”. Темп розвитку математичної логіки різко зростає у XIX ст. У 90-х роках ХХ ст.. математична логіка дістає широке застосування в технічних науках, наприклад, електротехніці. Зараз вона є складовою частиною теоретичного фундаменту кібернетики.
Основним поняттям математичної логіки є висловлювання. Висловлювання належить до первинних понять, воно не визначеється через інші поняття, а вводяться за допомогою опису.
Під висловлюванням розуміють будь-яке твердження, відносно якого можна з’ясувати, істинне воно чи хибне. Наприклад,
-
Діагональ квадрата не сумірна з його стороною – „і” висловлювання
-
5 > 8 – „х” висловлення
-
О котрій годині ти повернешся вчора додому? – не є висловленням.
Висловлення позначаються малими латинськими буквами: p, q, r, s, ......
Множину усіх висловлювань, яку позначимо буквою S, ділять на дві підмножини (класи)
Т – клас усіх істинних висловлювань
F – клас усіх хибних висловлювань
Два висловлювання p і q називаються рівносильними (логічно рівними), якщо вони належать до одного й того самого класу і записують
p
q
Із означення рівносильності висловлювань виникають властивості:
-
р
р -
Якщо р
q, то q
р – симетричність -
Якщо р
q і q
r,то р
r – транзитивність
§ 3. 2. Операції над висловленнями
У розмовній мові для сполучення двох речень вживають слова: і, або, якщо ...... то, тоді і тільки тоді, не. З’ясуємо те значення, в якому ці слова вживаються в логіці.
а) Логічне множення (кон’юнкція)
Логічним добутком (кон’юнкцією) двох висловлень p і q називається
таке висловлення „p і q”, яке істинне тоді і тільки тоді, коли p і q одночасно істинні. Позначається: p
q.
Згідно з означенням маємо таку таблицю істинності для кон’юнкції.
| p | q | p |
| i | i | i |
| i | x | x |
| x | i | x |
| x | x | x |
Приклад. Нехай висловлення р буде “5<8”, а висловлення q – “ 8 < 13 “, тоді кон’юнція цих висловлень буде “ I ”, бо істинне p i q .
Переважно скорочено таку кон’юнкцію записують як подвійну нерівність 8 < 5 < 13
Властивості кон’юнкції
1) Комутативна (переставна властивість) p
q
q
p
| p | q | p | q |
| і | і | і | і |
| і | х | х | х |
| х | і | х | х |
| х | х | х | х |
2) Асоціативна (сполучна) властивість (p
q)
s
p
(q
s)
| p | q | s | (p | (p | (q | (q |
| і | і | і | і | і | і | і |
| і | х | х | х | х | х | х |
| х | і | х | х | х | х | х |
| х | х | і | х | х | х | х |
| х | і | і | х | х | і | х |
| і | х | і | х | х | х | х |
| і | і | х | і | х | х | х |
| х | х | х | х | х | х | х |
Означення кон’юнкції двох висловлювань розповсюдна на будь-яке скінченне число висловлювань
рі = р1
р2
р3
р4
…
рn
б) Логічне додавання (диз’юнкція)
Диз’юнкцією або логічною сумою двох висловлень p і q називається висловлення “p і q „ яке істинне тоді і тільки тоді, коли істинне хоча б одне із висловлювань і хибне коли вони обидва хибні.
Позначення диз’юнкції: p v q
Таблиця істинності:
| p | q | p v q |
| i | i | i |
| i | x | і |
| x | i | і |
| x | x | x |
Закони диз’юнкції
1) Комутативний: p v q
q v p
| p | q | p v q | q v p |
| і | і | і | і |
| і | х | і | і |
| х | і | і | і |
| х | х | х | х |
2) Асоціативний закон диз’юнкції (p v q) v s
p v (q v s)
| p | q | s | p v q | (p v q) v s | q v s | p v (q v s) |
| і | і | і | і | і | і | і |
| і | х | х | і | і | х | і |
| х | і | х | і | і | і | і |
| х | х | і | х | і | і | і |
| х | і | і | і | і | і | і |
| і | х | і | і | і | і | і |
| і | і | і | і | і | і | і |
| х | х | х | х | х | х | х |
3) Дистрибутивні закони, які пов’язують кон’юнкцію і диз’юнкцію
(p v q)
s
(p
s) v (q
s)
(p
q) v s
(p v s)
(q v s)
Довести дома самостійно.
в) Заперечення висловлення
Запереченням висловлення р називається висловлення „не р“, яке істинне, коли р хибне, і хибне коли р істинне.
Позначення :
.
| р | |
| і | х |
| х | і |
Закони заперечення
1) Заперечення заперечення висловлення рівносильне висловленню р:
р
2) Закон суперпозиції
p
х
| р | | p |
| і | х | х |
| х | і | х |
3) Закон включення третього
q v
i
Кожне висловлення q або істинне або хибне, третього не може бути q v
= i
| q | | q v |
| і | х | i |
| х | і | i |
4) Закони де Моргана
v
Заперечення кон’юнкції двох висловлень рівносильне диз’юнкції заперечень і заперечення диз’юнкції рівносильне кон’юнкції заперечень цих висловлень.
v
| р | q | p | | | | |
| і | i | i | х | x | x | x |
| i | x | x | і | x | i | i |
| x | i | x | i | i | x | i |
| x | x | x | x | x | x | x |
г) Логічне слідування (імплікація)
Слідуванням (імплікацією) двох висловлень p і q називається висловлення “якщо p, то q„, яке хибне тоді і тільки тоді, коли p – істинне, а q – хибне. Позначається імплікація: p
q
| p | q | p |
| i | i | i |
| i | x | x |
| x | i | і |
| x | x | i |
Операцію імплікації двох висловлень можна виразити через операцію заперечення і диз’юнкцію:
p
q
v q
| p | q | p | | |
| i | i | i | x | і |
| i | x | x | x | х |
| x | i | і | i | і |
| x | x | i | i | і |
д) Еквіваленція (рівносильність) двох висловлень
Еквіваленцією (рівносильністю) двох висловлень p і q називається висловлення „р тоді, і тільки тоді, коли q, яке істинне тоді і тільки тоді, коли p і q одночасно істинні, або одночасно хибні“
Позначається: p
q , p
q
Еквіваленція
(p
q)
(p
q
q
p)
| p | q | p | p | q | p |
| i | i | і | i | і | і |
| i | x | х | x | і | х |
| x | i | х | і | х | х |
| x | x | і | i | i | і |
§ 3.3. Предикати
(неозначуване висловлення або висловлювальна форма)
Розглянемо речення
-
х – парне число
-
Поет х написав поему “ Сон”.
Ці речення не є висловленням, бо неможна сказати чи вони “і” чи “х“. Якщо змінну в першому реченні замінити числом, а в другому прізвищем поета, то вони перетвореться у висловлення.
Предикатом називається твердження, в яке входять вільні змінні і яке при заміні їх коректними значеннями стає висловленням.
Це є одномісні предикати.
Для кожного предиката треба, вказати множину значень, які може приймати змінна х. Цю множину називають областю визначення предиката і в першому прикладі область визначення – N, у другому - множина прізвищ поетів.
Предикат позначають великими буквами:
P(x), Q(x), R(x), S(x), де х
Х.
Множина тих значень змінних, при яких предикат набуває істиного значення називається областю істинності предиката і позначається Т. Область істиності є підмножиною області визначення Т
Х.
У першому прикладі Т = {x | x
N i є парне}
У другому прикладі Т = { Шевченко }
Предикат в який входить дві змінні називаються двомісним. Приклади:
-
x > y;
-
“Поет х написа поему у “
Двомісні предикати позначаються P(x, y), Q(x, y) які визначені на множенні Х × У.
В математиці зустрічаються багато предикатів, причому деякі з них мають спеціальні позначення
„х = у“; „х < у“; „х ║ у“; „х
у“ і т.д.
В математиці зустрічається і трьох, чотирьох і т.д. місні предикати. Приклади:
1. Число х ділиться на число у і на число z.
2. Всі числа, які діляться на х і у, діляться і на z.
3. Сума чисел х і у дорівнює добутку чисел U і V.
4. а1х1 + а2х2 + а3х3 + … + аnxn = b n–місний предикат
Нехай Q (a, b) – двомісний предикат.
(a - b)² = а² – 2ab + b². Цей предикат перетворюється на істинне висловлення при всіх дійсних значеннях „a” і „b”. Областю істинності предиката Q є множина всіх дійсних чисел R. Такий предикат називається тотожно істинним.
Рівності, рівняння, нерівності та їх системи, що розглядаються в математиці, з точки зору логіки – предикати.
§ 3. 4. Квантори.
У математиці часто використовують вирази „для всіх”, „для кожного”, „яке б не було”, „існує”, „знайдеться хоча б одне”.
Для позначення цих виразів вживаються символи, які називаються кванторами: квантор загальності , який позначається
, у звичайній мові йому відповідає вираз „для кожного”, „для всякого”, „для всіх”.
Нехай Р(х) – „Трикутник х прямокутний», то вираз (
х є Х) Р(х) читається:
-
Будь-який трикутник прямокутний
-
Кожний трикутник прямокутний
-
Всі трикутники прямокутні
Усі ці висловлення є хибними. Отже, в результаті квантифікації (приписуванні кватора) предикат перетворюється у висловлення. Цей квантор називається квантором загальності.
Розглянемо ще квантор існування, який позначається
. У звичайній мові йому відповідає вираз: „існує”, „знайдеться хоча б одне”.
Нехай Р(х): „х > 5”
Вираз (
х є R) (х > 5) читається:
-
Існує дійсне число х таке, що х > 5
-
знайдеться таке дійсне число х, яке > 5
-
хоча б одне дійсне число > 5
В результаті квантифікація, навішування квантора на змінну предикат перетворився у висловлення.
Над предметами, так само, як і над множинами можна проводити операції кон’юнкцію, диз’юнкцію, заперечення, імплікацію і еквіваленцію.
§ 3. 5. Поняття про теореми.
Які б ми розділи математики не розглядали скрізь ми зустрічаємось з твердженнями, які називаємо теоремою.
Теорема – це математичне твердження, істинність якого з’ясовується доведенням (міркуванням).
Формулювання будь-якої теореми складається з двох частин: умови і висновку, який випливає з даної умови.
Розглянемо приклад. Теорема: „Якщо точка лежить на бісектрисі кута, то вона рівновіддалена від сторін цього кута”.
Якщо умову позначити через Р (х), то вона буде виражатися реченням: „Точка лежить на бісектрисі”, а висновок позначити через Q (х), то це буде речення „Точка рівновіддалена від сторін кута”. Як умова так і висновок є предикатами, які задані на множині Х всіх точок площини. Тому дану теорему можна записати у вигляді
(
х є Х) (Р(х)
Q (х))
Отже, в цій теоремі ми виділили такі три частини:
-
Умова теореми: предикат Р (х), заданий на множині Х усіх точок площини.
-
Висновок теореми: предикат Q (х), який заданий на множені Х
-
Пояснювальна частина
х є Х: в ній описується множина об’єктів, про які йде мова в теоремі.
Умова і висновок не завжди є елементарними висловленнями, а можуть мати складну логічну структуру, найчастіше кон’юктивну або диз’юнктивну.
Наприклад:
-
Якщо діагоналі паралелограма взаємно перпендикулярні або ділять його кути пополам, то цей паралелограм ромб.
(
х є Х) (Р1 (х) v Р2 (х))
Q (х))
Р1 (х) – діагоналі взаємно перпендикулярні
Р2 (х) – діагоналі паралелограма ділять його кут пополам
Q (х) – цей паралелограм – ромб.
-
Теорема про середню лінію трапеції
„Якщо чотирикутник є трапеція, то пряма, яка з’єднує середини непаралельних сторін паралельна основі трапеції і рівна їх півсумі”
(
х є Х) (Р (х)
(Q1 (х)
Q2 (х))
Р (х) – чотирикутник трапеція
Q1 (х) – середня лінія паралельна основі трапеції
Q2 (х) – середня лінія рівна півсумі основ
(
х є Х) – для будь-якого чотирикутника.
Теорема може мати і ще складнішу форму, включаючи різнойменні квантори.
§ 3. 6. Види теорем.
Ще у школі ми зустрічалися з різними видами теорем: пряма, обернена, протилежна. Розглянемо їх з точки зору предикатів.
Теорема: „Якщо сума цифр числа ділится на 3, то і це число ділиться на 3”.
Вона зипишеться: (
х є N) (Р (х)
Q(х))
х є N – теорема справедлива для всіх натуральних чисел.
Р (х) – умова теореми: „Сума цифр числа х : 3”.
Q(х) - висновок теореми: „Число х ділиться на 3 ”.
Будемо вважати, що це є пряма теорема.
Поміняємо місцями умову і висновок без зміни пояснювальної частини. Одержимо обернену теорему. Вона записується у формі предиката:
(
х є N) (Q (х)
Р (х))
Обернена теорема: „Якщо число ділиться на 3, то сума цифр цього числа ділиться на 3”.
Якщо в прямій теоремі умову і висновок замінити їх запереченням, то одержимо протилежну до прямої теореми, яка запишеться
(
х є N) (
)
„Якщо сума цифр даного числа не ділится на 3, то й саме число не ділиться на 3”.
Якщо в оберненій теоремі умову і висновок замінити їх запереченнями, то одержимо теорему протилежну до оберненої.
(
х є N) (
)
„Якщо число не ділиться на 3, то й сума цивр цього числа не ділиться на 3”.
В даному прикладі усі теореми істинні. Є багато прикладів, де істинність прямої теореми ще не означає істинність оберненої теореми чи протилежної теореми. Але не треба думати, що усі чотири теореми логічно незалежні і вимагають кожний раз окремого доведення.
Справедливі такі твердження:
-
Пряма теорема рівносильна теоремі, протилежній до оберненої
-
Обернена теорема рівносильна протилежній теоремі. Цю залежність можна зиписати:
(
х є Х) (Р (х)
Q(х)
(
х є Х) (
)
(
х є Х) (Q (х)
Р (х)
(
х є Х) (
)
§ 3. 7. Необхідні і достатні умови.
Необхідні і достатні умови є важливими і ними приходиться користуватися в математиці при доведенні теорем, при встановленні залежності між елементами геометричних фігур і алгебраїчних виразів та величин при розв’язанні задач.
Необхідною умовою правильності даного твердження називається умова при невиконанні якої це твердження не може бути вірним.
Приклади:
-
Подільність числа на 2 і 3 є необхідною умовою подільності на 12. Але це не достаня умова , бо є числа 18, 30. які діляться на 2 і 3, а на 12 не діляться.
-
Необхідною умовою рівності 2-х трикутників є рівність відповідних кутів цих трикутників.
-
Необхідною умовою подібності трикутніків є пропорційність відповідних сторін трикутників.
Необхідні умови формулюються переважно у вигляді протилежної або оберненої теореми:
(
х є Х) (Q (х)
Р (х))
(
х є Х) (
)
Достатніми умовами правильності даного твердження називаються умови, при виконанні яких це твердження є вірним.
Приклади:
Достатньою умовою рівності трикутників є рівність їх відповідних сторін.
Достатні умови будуть тоді, коли (
х є Х) (Q (х)
Р (х)) – істинна.
Бувають умови є одночасно необхідними і достатніми для правильності певногоь твердження. Це буде тоді, коли істинні і пряма і обернена теореми.
Приклади:
-
Подільність числа n на 2 і 3 є необхідною і достатньою умовою для подільності його на 6.
-
Якщо з двох доданків один ділиться на певне число, то для того, щоб їх сума ділилась на це число необхідно і достатньо, щоб другий доданок ділився на це число.
-
Для того, щоб чотирикутник був паралелограмом, необхідно і достатньо, щоб його діагоналі точкою перетину ділились навпіл.
Умови можуть бути достатніми, але не необхідними.
Подільність числа на 6 є достатньою умовою того, щоб число було парним. Але чи буде вона необхідною? Ні? Існують числа 2, 4, 8, 10, 14, … які не дівляться на 6, але є парні. Візьмемо твердження: „Якщо многокутник правильний, то навколо нього можна описати коло”. Це достатня, але не необхідна умова. Існують і неправильні многокутники, навколо яких можна описати коло.
Бувають умови необхідні, але не достатні.
Приклади:
-
Людина твердить: щоб відпочити у Криму необхідні гроші. Наявність грошей необхідна умова, але не достатня, томущо треба мати відпустку, білет на поїзд, путівку ш т.д.
-
Подільність числа n на 2 є необхідною умовою для подільності на число 6. Але чи достатньо подільність числа на 2, щоб воно при всіх обставинах ділилося на 6. Є числа 4, 8, 10, 14, які ділятся на два але не ділятся на 6.
Ми одержимо такий переклад термінів “необхідно” і “достатню” на логічну мову.
| На україньскій мові | На логічні мові |
| P(x) Q(x) або Q(x) але P(x) P(x) але Q(x) P(x) або істинна іквіваленція |
35
8>
















