分类:逆否命题

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Xiangcao讨论 | 贡献2023年10月26日 (四) 21:12的版本


定义和含义

逆否命题,指的是,如果命题是[math]\displaystyle{ A \Rightarrow B }[/math],那么逆否命题就是[math]\displaystyle{ \bar{B} \Rightarrow \bar{A} }[/math] ,其含义是在B条件不满足的情况下,结论A肯定也是不满足的[1]

逆否命题和原命题肯定是同时成立或者同时不成立的,也就是说等价的[1]

层次标注

!在这里,它属于第二层知识,即学科概念。

辅助理解的解释

逆否命题,可以看作是,原命题先变换成否命题再变换成逆命题,也可以看作原命题先变换成逆命题再变换成否命题,结果都是一样的。

下面我们来看逆否命题最有价值的一个结论:原命题的真假和逆否命题的真假是等价的

命题和逆否命题的等价性

命题和逆否命题的等价性,指的是,逆否命题和原命题肯定是同时成立或者同时不成立的,也就是说等价的[1],也就是[math]\displaystyle{ A \Rightarrow B }[/math] 和逆否命题 [math]\displaystyle{ \bar{B} \Rightarrow \bar{A} }[/math] 等价, 即 [math]\displaystyle{ A \Rightarrow B \Longleftrightarrow \bar{B} \Rightarrow \bar{A} }[/math][1]

我们可以通过集合的语言来完成这个数学证明过程,以下是摘自《小学数学这样学》的证明内容[1]

命题表示的集合

(图片来源于《小学数学这样学》[1])

证明:根据上图, [math]\displaystyle{ A \Rightarrow B }[/math] 对应的集合关系就是集合 [math]\displaystyle{ A \subset B }[/math] 。我们来看看,这个条件下是否有 [math]\displaystyle{ \bar{B} \subset \bar{A} }[/math] , 如果有, 则这意味着 [math]\displaystyle{ \bar{B} \Rightarrow \bar{A} }[/math] 。证明就完成了。

我们发现, [math]\displaystyle{ \bar{B} }[/math] 是外面的白色区域, [math]\displaystyle{ \bar{A} }[/math] 是蓝色之外的所有区域,其包含 了外面的白色区域加上蓝色之外的红色区域, 因此, [math]\displaystyle{ \bar{B} \subset \bar{A} }[/math]

由于我们有 [math]\displaystyle{ \overline{\bar{A}}=A }[/math] , 反过来的论证和上面这个论证过程是一样的,只要我们把现在的 [math]\displaystyle{ A }[/math] 看作新的 [math]\displaystyle{ \bar{B} }[/math] , 同时把现在的 [math]\displaystyle{ B }[/math] 看作新的 [math]\displaystyle{ \bar{A} }[/math] 。于是,你会发现,反过来也是同样成立的,所以我们可以建立双向的推出箭头,也就是正式建立等价性。

这里,你可以顺便感受到集合的思想对于我们进行逻辑推理时的帮助,上面的例子仅仅是用到了集合中的全集、补集和包含关系,就可以推理出这样强大的结论。试着去体会现实语言和集合的思想的关系并且去寻找更多的集合的思想帮助我们更好的思考和描述世界的例子吧!

反证法的基础就是原命题和逆否命题的等价性

反证法,作为数学证明中非常重要且非常常用的一种方法,其本质上就是依赖于原命题和逆否命题的等价性。这是非常重要的命题之间的关系。正是这个关系才使得反证法可以用来做数学论证。当我们要证明某个命题是对的,我们可以通过证明如果它错了就会有矛盾,就会和某些已经确定是对的东西冲突,于是,如果我们希望没矛盾,不冲突,则肯定这个假设错了,原来的命题是对的[1]

于是,你可以知道,如果一个证明的命题证明起来很麻烦或者很困难,就可以寻找这个命题的逆否命题来进行证明。一旦证明的原命题的逆否命题的真假,那么直接可以对应到原命题的真假。这就是逻辑推理能够为我们带来的宝藏工具。

  1. 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 吴金闪,《小数数学这样学》,浙江人民出版社,2023, http://www.systemsci.org/jinshanw/books

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