MathLabs
Định lýĐã chứng minh

Tương đương phản đảo

Phát biểu

Với mọi mệnh đề P,QP, Q: (P→Q)≡(¬Q→¬P)(P \to Q) \equiv (\neg Q \to \neg P).

Vì sao đúng?

Một mệnh đề kéo theo và mệnh đề phản đảo của nó luôn mang cùng lượng thông tin — "nếu trời mưa thì mặt đất ướt" đúng y hệt như "nếu mặt đất không ướt thì trời không mưa". Sự tương đương này là cơ sở logic cho phép chứng minh phản đảo, một trong hai kỹ thuật chứng minh gián tiếp phổ biến nhất (kỹ thuật kia là phản chứng).

Phác thảo chứng minh

Ta chứng minh (P→Q)≡(¬Q→¬P)(P \to Q) \equiv (\neg Q \to \neg P) bằng cách so sánh bảng chân trị của P→QP\to Q và ¬Q→¬P\neg Q\to\neg P trên cả bốn phép gán.

Trường hợp P=1,Q=1P=1, Q=1: P→Q=1P\to Q=1 (giả thiết đúng, kết luận đúng). Đồng thời ¬Q=0\neg Q=0, nên ¬Q→¬P\neg Q\to\neg P có giả thiết sai, khiến cả mệnh đề kéo theo bằng 11 bất kể ¬P\neg P. Hai vế đều bằng 11.

Trường hợp P=1,Q=0P=1, Q=0: P→Q=0P\to Q=0 (giả thiết đúng, kết luận sai là trường hợp duy nhất khiến kéo theo sai). Đồng thời ¬Q=1\neg Q=1, ¬P=0\neg P=0, nên ¬Q→¬P\neg Q\to\neg P có giả thiết đúng, kết luận sai, cho ra 00. Hai vế đều bằng 00.

Trường hợp P=0,Q=1P=0, Q=1: P→Q=1P\to Q=1 (giả thiết sai khiến kéo theo luôn đúng). Đồng thời ¬Q=0\neg Q=0, nên ¬Q→¬P=1\neg Q\to\neg P=1 tự động. Hai vế đều bằng 11.

Trường hợp P=0,Q=0P=0, Q=0: P→Q=1P\to Q=1 (giả thiết sai). Đồng thời ¬Q=1\neg Q=1, ¬P=1\neg P=1, nên ¬Q→¬P=1\neg Q\to\neg P=1 (giả thiết đúng, kết luận đúng). Hai vế đều bằng 11.

Cả bốn dòng khớp nhau, nên P→QP\to Q và ¬Q→¬P\neg Q\to\neg P có cùng bảng chân trị và tương đương logic. Lưu ý điều này khác với đảo Q→PQ\to P và phản ¬P→¬Q\neg P\to\neg Q, hai mệnh đề này tương đương nhau nhưng nói chung KHÔNG tương đương với kéo theo gốc — một nguồn lỗi lập luận rất hay gặp.

Chủ đề chứa định lý này

Chứng minh từng bước

Chưa có chứng minh từng bước cho định lý này.

Tài liệu tham khảo

  1. Kenneth H. Rosen (2018). Discrete Mathematics and Its Applications
  2. George Boole (1854). An Investigation of the Laws of Thought