2.3

全称量词与存在量词

用“任意”和“存在”准确限定命题讨论的对象范围。

12 分钟常用逻辑用语
本文章目录

01 · 出发点

用量词说明究竟讨论多少个对象

“每一个实数都满足”与“至少有一个实数满足”看似只差几个字,证明任务却完全不同。前者要覆盖给定范围内的全部对象,后者只要求找到一个对象。

全称量词和存在量词把对象范围与性质绑定在一起。书写时若省略范围,同一个式子可能得到不同的真假判断。

02 · 概念

全称命题与存在命题

全称命题写成“对任意 xMx\in Mp(x)p(x) 成立”,记作 xM, p(x)\forall x\in M,\ p(x)。证明它通常要任取一个 xx,并作不依赖特殊取值的推导;推翻它只需一个反例。

存在命题写成“存在 xMx\in M,使 p(x)p(x) 成立”,记作 xM, p(x)\exists x\in M,\ p(x)。证明它可以构造一个满足条件的对象;判定它为假则要说明范围内所有对象都不满足性质。

03 · 方法

根据量词选择证明任务

  1. 01

    先标出论域 MM、量词类型以及对象要满足的性质 p(x)p(x)

  2. 02

    处理全称命题时任取一般对象推导;若要否定真假,则优先搜索边界值、特殊值或反号值作为反例。

  3. 03

    处理存在命题时构造并核验一个对象;若认为不存在,则需要覆盖整个论域作统一排除。

04 · 例题

把方法落到具体问题

1判定两个含量词命题

判断:①对任意实数 xx,都有 x2+1>0x^2+1>0;②存在整数 nn,使 n2=10n^2=10

  1. 1

    对①,任取 xRx\in\mathbb R,由 x20x^2\geq0x2+11>0x^2+1\geq1>0,所以全称要求得到满足。

  2. 2

    对②,若整数 nn 满足 n2=10n^2=10,则 3<n<43<n<44<n<3-4<n<-3

  3. 3

    上述两个开区间内都没有整数,因此找不到满足等式的整数 nn

05 · 辨析

容易忽略的条件与边界

回看

本节小结

  • \forall 表示对论域中的任意对象,\exists 表示至少存在一个对象。
  • 全称命题的证明要一般化,存在命题的证明可用构造。
  • 命题的真假依赖量词、性质和论域三部分。