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15 / 18 · 交代证明的每一步

分情况与反证,各自证明什么

完成所有情况,并指出矛盾究竟否定了哪条假设。

先修衔接 假设可以借用,但要交还

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带着这个问题读

方案在两种情况中的一种有效,是否就证明它总有效?

从 P ∨ Q 推出 R,需要在临时假设 P 下得到 R,也在临时假设 Q 下得到 R。析取消去(∨E)解除两个分支的依赖。不能只选喜欢的分支,而且情况必须覆盖前提断言的可能性。

否定引入(¬I):假定 P,推出矛盾 ⊥,比如同时得到 Q 与 ¬Q;关闭子证明,得出 ¬P。矛盾是在其他前提之下排除了新增假设,不表示之前的每条陈述都假。

经典反证法可以假定 ¬P 并推出 ⊥,先得到 ¬¬P,再通过双重否定消去得到 P。其他逻辑体系未必允许最后一步。这里明确使用经典规则。

一起拆一个例子

  1. 前提:P ∨ Q、P → R、Q → R。P 分支:假定 P,得到 R。Q 分支:假定 Q,也得到 R。
  2. 两个覆盖的情况都得到 R,因此 ∨E 可以在两个子证明外得到 R。两种情况不必互斥。
  3. 对于 P → Q 与 ¬Q,假定 P,用 →E 得到 Q,与 ¬Q 矛盾。关闭子证明,用 ¬I 得到 ¬P。

轮到你了

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练习 1未检查

完成 ¬P 的推导依据。

你的答案
  1. 1. P → Q · 前提
  2. 2. ¬Q · 前提
查看解析 · 不计作完成
  1. 3. [内部] P → 临时假设
  2. 4. [内部] Q → →E,第 1、3 行
  3. 5. [内部] ⊥ → 矛盾,第 2、4 行
  4. 6. [已关闭] ¬P → ¬I,解除第 3 至 5 行假设依赖

矛盾是 Q 与 ¬Q,它关闭临时的 P 分支,在永久前提之下确立 ¬P。

练习 2未检查

已知 P ∨ Q 和 P → R,足够分情况推出 R 吗?

你的答案
查看解析 · 不计作完成

不够,Q 情况仍需一条通往 R 的依据。

缺一个分支,是缺依据,不是排版问题。

练习 3未检查

为不完整的分情况推理构造反例。

你的答案
前提 · 必须全部为真P ∨ QP → R
结论 · 必须为假R
查看解析 · 不计作完成

P = F · Q = T · R = F

P = F、Q = T、R = F 满足两个前提并反驳 R,这正是未覆盖的分支。

带回你自己的问题

写一份分两种情况的计划,说明这两种情况为什么覆盖可能性,以及每种情况下用什么支持目标结果。

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