全称量词与存在量词
全称量词说“范围内每个对象都如此”,记为 ;存在量词说“范围内至少有一个对象如此”,记为 。它们把带变量的条件变成可判断真假的命题。每次写量词都应同时说明对象范围,否则同一句话可能改变真值。
一个数够证明什么
在实数范围内, 为真:任意实数的平方都非负。它不是由几个代入结果证明的,而由平方的性质覆盖全部实数。命题 也为真,只须举出 。证明存在命题,一个合格对象就够;反驳全称命题,一个反例就够。
若把前一个命题中的范围改成复数,就必须先说明复数怎样比较大小;通常的 并未给全体复数定义与实数相同的次序。先写论域,再讨论命题,是使用量词的第一步。
否定时,量词和判断一起改变
“不是每个人都通过”表示至少有一人没通过,并不表示“人人都没通过”。同理,对一个明确的集合 ,有 例如否定“所有实数都满足 ”,应写“存在实数 满足 ”。 使否定后的命题为真。这里既把“所有”改成“存在”,也把 改成 。
否定“存在整数 使 ”,则写“每个整数 都有 ”。不能只在原句前加一个“不”而不说明否定的是存在、等号还是范围。
两个量词的先后
为真:给定 后可取 。若交换次序, 为假:无论先选哪一个 ,取 就使不等式失败。前一句的 可以随 变化,后一句却要求一个固定的 管住所有 。
可以用一句小练习检验:否定“每个实数 都存在实数 使 ”应怎样写?答案是 。从外向内逐个翻转量词,最后否定比较关系,便能保留原来的依赖次序;这个否定在实数中是假命题。
参考资料
- Open Logic Project,《forall x: Calgary》:量词、否定与变量论域。本站例子独立编写。
- 先修:集合、数学命题;后续:充分条件与必要条件、直接证明与逆否证明。