研討|互為逆否命題的兩個命題的真假證明


前言

近日,有博友問,如何證明互為逆否命題的兩個命題的真假性,思索后加以整理,和各位探討。

回答學生

如果有學生提問,我們僅僅需要舉例,讓學生感受一下,互為逆否命題的兩個命題是同真同假的,沒必要給他們說嚴格證明的方法;因為我們學習常用邏輯用語時,僅僅是了解了邏輯的初步知識,目的不是研究邏輯,而是用邏輯用語來刻畫、表達數學素材,讓其表達形式更簡潔、精煉。

引例1,原命題:“若\(x^{2}-3x+2=0\),則 \(x=1\)”,為假命題,

其逆否命題是:“若\(x\neq 1\),則\(x^{2}-3x+2\neq 0\)”,也為假命題;

引例2,原命題:“若\(x=1\),則 \(x^{2}-3x+2=0\) ”,為真命題,

其逆否命題是:“若\(x^{2}-3x+2\neq 0\),則\(x\neq 1\)”,也為真命題;

教師研討

但是,同樣的問題,如果是教師之間的研討,那就需要首先將問題高度抽象化,然后用數學語言加以嚴格證明。

同樣,為了保證證明的嚴格性和准確性,我們將證明的命題形式限定為“若\(p\),則\(q\)”的假言命題類型[高中階段碰到的命題形式不見得都是假言命題類型];

證明:為了表述方便,我們先約定,用符號\(p(x)\)表示元素\(x\)具有屬性\(p\),或者滿足屬性\(p\),用集合\(A\)表示所有具有屬性\(p\)的元素構成的集合,

已知原命題為:“若\(p\),則\(q\)”,為真命題;則其逆否命題為:“若\(\neg q\),則\(\neg q\)”,我們欲證明其亦為真命題;

\(A=\{x\mid p(x)\)成立\(\}\)\(B=\{x\mid q(x)\)成立\(\}\),全集為\(U\)

由於原命題為真命題,則\(A\subseteq B\)必然成立;

又由於 \(\neg q\) 對應的集合為 \(C_{U}B\)\(\neg p\) 對應的集合為 \(C_{U}A\)

則由 \(A\subseteq B\) 可知, \(C_{U}B\subseteq C_{U}A\) 必然成立,

故“若\(\neg q\),則\(\neg q\)” 亦為真命題;

同理,可證明原命題若為假命題,其逆否命題也為假命題;

綜上所述,互為逆否命題的兩個命題是同真同假的.


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