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命题 · 真假 · 且 ∧ 或 ∨ 非 ¬ · 四种命题

命题:真假、联结词与四种命题

命题是「能判断真假的陈述句」——非真即假。本页先分清什么是命题、真还是假;再看逻辑联结词 且 / 或 / 非 如何拼出复合命题,它们的真值集合恰好是集合的交 / 并 / 补;最后是四种命题(原 / 逆 / 否 / 逆否)与逆否等价

1 · 是不是命题?是真还是假?

proposition · 真命题 / 假命题

判定一句话是不是命题,只问一条:它是否陈述了一件能定真假的事。疑问句、祈使句不陈述事实,含未定元的开语句(如 x > 3)赋值前也无真假——都不是命题。点下面每句看判定。

什么是开语句:含有变量、在给变量代入具体对象之前无法判断真假的陈述,如 x > 3x 是质数。它本身不是命题——但把变量代入全集里的具体值就成了命题:x = 55 > 3 为真、x = 22 > 3 为假;加上量词(∀ / ∃)约束变量,同样变成命题。开语句其实就是谓词 P(x)——用它做 {x | P(x)} 从全集筛出子集。

2 · 且 / 或 / 非 ⟺ 交 / 并 / 补

connective · ∧ ∨ ¬ ⟺ ∩ ∪ ᶜ

联结词把两个命题拼成复合命题:p 且 qpqp \land q,都成立)、p 或 qpqp \lor q,至少一个成立)、非 p¬p\neg p,不成立)。把它们的真值集合摆上 Venn,就发现:且 = 交、或 = 并、非 = 补。选谓词与联结词,看真值表对应列与 Venn 分区同步点亮。全集 U = {1, …, 12}

De Morgan 一致:命题的 ¬(pq)=¬p¬q\neg (p \land q) = \neg p \lor \neg q¬(pq)=¬p¬q\neg (p \lor q) = \neg p \land \neg q,正是集合的 (PQ)c=PcQc(P \cap Q)^c = P^c \cup Q^c(PQ)c=PcQc(P \cup Q)^c = P^c \cap Q^c(见基础运算)——逻辑与集合同一套律。

3 · 四种命题:原、逆、否、逆否

four forms · 原 ⟺ 逆否

由「若 p 则 q」出发,交换条件与结论得逆命题(若 q 则 p)、同时否定得否命题(若 ¬p 则 ¬q)、两者都做得逆否命题(若 ¬q 则 ¬p)。关键规律:原命题 ⟺ 逆否命题逆命题 ⟺ 否命题(同真同假)。选一个例子,看四者的真假如何成对。

为什么原 ⟺ 逆否?因为「若 p 则 q」等价于真值集合 PQP \subseteq Q,而逆否「若 ¬q 则 ¬p」等价于 QcPcQ^c \subseteq P^c——两者是同一件事(见充分必要条件)。所以证明一个命题,有时改证它的逆否更省力。

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