命题的否定与反证法

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  1.P是命题,┐P是命题P的否定式
  若P是简单命题,┐P通常只需否定P的谓词,若P中含有量词,则同时也需要改变字母的量性,含字母且隐含字母量性的命题要特别引起注意。若P是复合命题,则需要运用以下规则:
  (1)P是“S或t”,则┐P为“┐S且┐t”;
  (2)P是“S且t”则┐P为“┐S或┐t”;
  (3)P是“┐S”,则┐P为S;
  (4)P是“若S则t”,则┐P为“S且┐t”
  (1)(2)(3)教材中有叙述,这里从略,(4)的推导如下:由于“若S则t”等价于“┐S或t”,由规则(1)知其否定为“┐(┐S)且┐t”,再由(3)即得“S且┐t”。
  例1、写出下列命题P的否定式
  (1)存在 ,使得
  (2)1或2是质数
  (3)若 ,则 全为零
  (4)若 ,则
  解:以上命题P的否定式┐P分别是:
  (1)对任意 ,均有
  (2)1和2都不是质数
  (3)若 ,则 ,n不全为零
  (4)存在实数 当 时,
  注:按一些参考书认为“若S则t”的否定为 “若S则┐t”,(4)的┐P仅写成“若 ,则 ”是不对的,因为P和┐P不可能都是假命题。考虑到字母 的量性,(4)作为命题要理解为:对任意的 ,当 时, ,(否则为开语句),则不难得到上述┐P。同理(3)的否定也可写成:存在实数 当 时, 不全为零。
  2.有关┐P容易混淆的两个问题
  2.1┐P不是命题P的否命题,而是命题P的否定。
  对于假言命题P(即蕴涵式),不妨设为:若S则t,其否命题是:若┐S则┐t,这命题等价于“┐(┐S)或┐t”即“S或┐t”,而P的否定是“S且┐t”,(见上述规则(4)),虽然都是由S和┐t复合的命题,但前者是“析取”,后者是“合取”。
  2.2反证法的逻辑依据并不是“互为逆否的两个命题等价”,而是“互否的两个命题真值相反。”
  反证法的实质是,欲证P为真,即证┐P为假。若P为蕴涵式 “若S则t”,要证P为真,即证“若S则t”的否定为假,由规则(4)知即证“S且┐t”为假。
  由于互为逆否的两个命题等价,在证 “若S则t”困难时,转而去证它的逆否命题“若┐t则┐S”也是一种常用的间接证法。下面的例子很容易辩明这个问题。
  例2、若 均为实数,且 , , ,则 中至少有一个大于零。
  证明:假设 都不大于零,即
   , ,
  三式相加得
   ,这与
   矛盾,故假设不成立,所以 中至少有一个大于零。
  注:如果反证法是证“S则t”的逆否命题,则必须由结论t的否定┐t单独推导出题设S的否定┐S,而不能联用条件S,而上述证明过程显然没有这样做,而只是说明了“┐t且S”为假,并且显然已用条件S。
  参考文献
  [1]胡世华.陆钟万.数理逻辑基础.科学出版社.1981
  [2]邹少伟.解题中字母的量性确定.中学数学研究.1997.
  7.9
  [3]张靖宇.邢方良.金牌方案.高考总复习名师解读.北京教育出版社.2007
  
  收稿日期:2008-3-14
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