要回答這個問題,要先回答
命題的否定究竟是怎麼定義的
要回答第二個問題,又要先回答
命題究竟是怎麼定義的
高中教材中,命題的定義是
「能判斷真假的陳述句」
這個定義,對於中學數學而言,也是可以的。但是,如果你仔細追究,也會發現一大堆問題,比如,什麼是「判斷」,什麼是「陳述句」,如何界定「真假」,第五公設在平面幾何中是「真」,在非歐幾何中就是「假」?
還有命題的否定,高中教材中是定義為
「原命題的全盤否定」
這個「全盤否定」更是模稜兩可,很多老師就是據此得出φ→ψ這個命題的否定就是φ→ψ,理由是既然全盤否定,那就是把結論否定了!
關於,命題,命題的否定,命題的條件,結論,推導出,等等這些概念之所以會造成巨大的混亂,根源在於,我們的日常語言帶有很大的模糊性,要想正本清源地改變這種混亂局面,唯一的辦法就是擯棄我們的日常語言,採取一種沒有任何歧義的邏輯語言,和一套嚴格的推理法則。
三,
我們現在爭取用最少的篇幅,向大家普及一下真正嚴格意義下的命題應該長什麼樣子。
眾所周知,寫下一個完整的句子,要用的名次,動詞,形容詞,副詞,量詞等,還有遵守語法規則,同樣的,我們寫下一個命題,也要用的幾種元素:
1,項,比如,2,-3,變量x,y,幾何中的,線段,點
2,運算符號,比如,加減乘除等,這些都是二元運算,還可以有一元運算(比如我們在文章《3加4為什麼等於7?》中介紹的皮亞諾公理中就有一元運算a→a'),三元運算Q( , , ),四元運算T( , , , )...
3,關係符合,比如>, <, =,∈等等
4,命題連接詞,→(推出),(非),∧(且) ∨(或)
5,全稱量詞,∀,存在量詞∃
在任何命題體系中,你都要選擇一些項,運算符號,關係符合,可以多選,也可以少選,而命題連接詞是必須的。有了這四種元素,我們就可以開始構造命題了,
(一)首先是項和運算符合可以產生複合項,接著還可以繼續產生多次複合項,比如 1+x,2(1+x),等
(二)項和複合項用關係符合產生最初始的命題,比如1+1>2,1+2=3等,這類命題在數理邏輯中稱為原子(atomic)命題,意為不可分解出更小的命題,所以,再強調一遍
「不是每個命題都由條件和結論兩部分組成」
(三)命題用命題連接詞可以產生新命題,比如從已知兩個命題P,Q,就可以產生:
P→Q (可以解讀為若P,則Q)
P∧Q(可以解讀為P且Q)
P∨Q(可以解讀為P或Q)
P(可以解讀為非P)
(四)命題用全稱量詞存在量詞和變量連接可以產生新命題,比如從已知兩個命題P,Q,就可以產生:
∀x(P), (對於任意x,P成立)
∃y(Q), (存在y,使得Q成立)
好了,我們現在可以回答
命題究竟是怎麼定義的?
只有通過以上這些方式構造的命題(符號序列)才能稱為是命題(當然,還需要加一些跟變量相關的條件,限於篇幅,省略)。我們平常說的那些定理命題,如果寫成這種符號序列,長度往往是非常驚人的。比如皮亞諾公理中的歸納法寫成這種符號序列就是
(P(0)∧(∀x(P(x)→P(x'))))→(∀xP(x))
現在也可以回答第二個問題了
命題的否定究竟是怎麼定義的?
對於任何命題P,它的否定就是定義為
P