الأولى باك علوم تجريبية
الدرس 01
مبادئ المنطق
القضايا والدوال القضوية، المكمّمات، النفي والفصل والعطف، الاستلزام والتكافؤ، والقوانين المنطقية وأنواع الاستدلال.
سلسلة التمارين 01 — سلسلة تطبيقات: مبادئ المنطقⅠ. القضايا والدوال القضوية
تصنيف العبارات الرياضية
| عبارات رياضية | صحيح | خاطئ | لا يمكن تحديد صدقه | ليس له معنى |
|---|---|---|---|---|
| جذر لكثيرة الحدود | ||||
| كل عدد فردي عدد أوّلي | ||||
| ليكن و من ، لدينا |
تعريف
- القضية (أو العبارة) جملة أو تعبير له معنى ويكون إما صحيحاً وإما خاطئاً، دون أن يكون الاثنين معاً. نرمز غالباً لقضية بالأحرف أو أو …
- نسمّي دالة قضوية كل عبارة تحتوي على متغيّر (أو عدة متغيّرات) من مجموعة؛ وتصير قضية كلما عوّضنا المتغيّر بعنصر من هذه المجموعة.
أمثلة
- «العدد زوجي» قضية صحيحة.
- «كل مربّع متوازي أضلاع» قضية صحيحة.
- «كل عدد زوجي يقبل القسمة على » قضية خاطئة.
- «» ليست قضية.
- «» دالة قضوية. قضية خاطئة لكن قضية صحيحة.
- « مع » دالة قضوية. قضية صحيحة لكن قضية خاطئة.
تطبيق ①
حدّد صدق كل من القضايا التالية:
- : «المعادلة تقبل حلّين في ».
Ⅱ. المكمّمات
| قضية | صحيح | خاطئ |
|---|---|---|
| مربّع كل عدد حقيقي موجب أو معدوم | ||
| يوجد عدد حقيقي أصغر قطعاً من | ||
| كل عدد حقيقي عشري | ||
| المعادلة تقبل حلاً حقيقياً وحيداً |
تظهر القضايا السابقة على شكل جمل، ويمكن كتابتها باستعمال الرموز. إذا رمزنا لـ «لكل» أو «مهما يكن» بالرمز ولـ «يوجد على الأقل» بالرمز ، فإن القضية الأولى من الجدول تصير والثانية يُسمّى الرمزان و المكمّمات.
| قضية | قضية باستعمال المكمّمات |
|---|---|
| كل الأعداد الصحيحة الطبيعية موجبة | |
| المعادلة تقبل حلاً حقيقياً | |
| كل عدد حقيقي عشري | |
| لكل حقيقي ، يوجد على الأقل عدد صحيح طبيعي بحيث | |
تعريف
لتكن دالة قضوية حيث عنصر من مجموعة
- إذا كانت صحيحة لكل عنصر من نكتب: الرمز «» يُسمّى مكمّم كلّي ويُقرأ: «لكل» أو «مهما يكن».
- إذا وُجد على الأقل عنصر من تكون من أجله صحيحة نكتب: الرمز «» يُسمّى مكمّم وجودي ويُقرأ: «يوجد».
- إذا وُجد عنصر وحيد من تكون من أجله صحيحة نكتب: الرمز «» يُسمّى مكمّم الوجود والوحدانية ويُقرأ: «يوجد عنصر وحيد».
أمثلة
- قضية خاطئة لأنّه إذا كان فإن خاطئ.
- قضية صحيحة لأن العدد الصحيح يحقّق
- قضية صحيحة لأن هو الحل الوحيد للمعادلة
تطبيق ②
أعد كتابة القضايا التالية باستعمال المكمّمات المنطقية.
➢ : «القيمة المطلقة لكل عدد حقيقي غير منعدم موجبة قطعاً».
➢ : «يوجد على الأقل عدد حقيقي بحيث ».
➢ : «المعادلة تقبل حلاً حقيقياً وحيداً».
➢ : «كثيرة الحدود تقبل على الأقل جذراً».
➢ : «لكل عدد حقيقي ، يوجد عدد صحيح وحيد بحيث ».
➢ : «يوجد عدد صحيح مضاعف لجميع الأعداد الأخرى».
ملاحظة
✓ يمكن عكس مكمّمين كلّيين أو مكمّمين وجوديين. ✓ لا يمكن عموماً عكس مكمّم وجودي مع مكمّم كلّي.
أمثلة
- القضيتان
و
لهما نفس قيمة الصدق.
- القضيتان
و
ليس لهما نفس قيمة الصدق. الأولى خاطئة والثانية صحيحة.
تطبيق ③
حدّد قيمة صدق كل من القضايا التالية:
Ⅲ. نفي قضية
تعريف
نفي قضية ، ونرمز له بـ أو ، هو القضية الصحيحة إذا كانت خاطئة والخاطئة إذا كانت صحيحة.
جدول صدق النفي
أمثلة
- نفي القضية هو
- نفي القضية هو
- نفي القضية هو
خاصية
- نفي القضية «» هو «».
- نفي القضية «» هو «».
- نفي القضية «» هو: «».
- نفي القضية «» هو: «».
ملاحظة
✓ القضيتان و لهما نفس قيمة الصدق. ✓ ولدينا الجدول التالي:
| الرمز | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| نفيه |
أمثلة
- نفيها
- نفيها
- نفيها
نفيها
تطبيق ④
أتمم الجدول التالي:
| القضية | النفي |
|---|---|
| زوجي | |
| كل مثلث قائم الزاوية | |
Ⅳ. الفصل والعطف
تعريف — الفصل
فصل قضيتين و هو القضية الصحيحة إذا كانت إحداهما على الأقل صحيحة؛ نرمز له بـ أو أو
جدول صدق أو
| أو | ||
|---|---|---|
أمثلة
- القضية: أو صحيحة.
- القضية: أو خاطئة.
- القضية: أو ( يقسم ) صحيحة.
- القضية: أو خاطئة.
تعريف — العطف
عطف قضيتين و هو القضية الصحيحة فقط إذا كانت القضيتان صحيحتين معاً؛ نرمز له بـ و أو
جدول صدق ( و )
| و | ||
|---|---|---|
أمثلة
- القضية: و خاطئة.
- القضية: و خاطئة.
- القضية: و ( يقسم ) صحيحة.
- القضية: و خاطئة.
تطبيق ⑤
حدّد قيمة صدق كل من القضايا التالية:
- فردي و
- أو ( زوجي).
- و
- أو
خاصية
لتكن و قضيتين. ✓ نفي و هو أو ✓ نفي أو هو و
أمثلة
- نفي « و » هو: « أو ».
- نفي « أو » هو: « و ».
تطبيق ⑥
انفِ القضيتين التاليتين:
أو
و
Ⅴ. الاستلزام
تعريف
استلزام قضيتين و هو القضية الخاطئة فقط عندما تكون صحيحة و خاطئة. نرمز له بـ ويُقرأ: تستلزم
جدول صدق
أمثلة
- القضية خاطئة.
- القضية صحيحة.
- القضية صحيحة.
- القضية صحيحة.
خاصيات
✓ تعني: إذا كانت صحيحة فإن صحيحة. ✓ الاستلزام يُسمّى الاستلزام العكسي لـ ✓ لإثبات أن صحيحة، نفترض أن صحيحة ونبيّن أن صحيحة. ✓ القضيتان و أو لهما نفس قيمة الصدق.
أمثلة
- «» تعني: «إذا كان فإن » وهي قضية صحيحة.
- «» هو الاستلزام العكسي لـ «» وهي قضية خاطئة.
- ليكن عدداً حقيقياً. نبيّن أن: لدينا:
إذن:
تطبيق ⑦
- ليكن بيّن أن زوجي زوجي.
- بيّن أن
تطبيق ⑧
ليكن و من بيّن أن أو
تطبيق ⑨
- بيّن أن
- أ. بيّن أن
ب. استنتج
Ⅵ. التكافؤ والقوانين المنطقية
تعريف
تكافؤ قضيتين و هو القضية و ونرمز له بـ ويُقرأ « تكافئ » أو « إذا وفقط إذا ».
- صحيحة فقط إذا كان لـ و نفس قيمة الصدق.
جدول صدق
مثال
ليكن و عددين حقيقيين. إذا كان فإن أو وبالعكس، إذا كان أو فإن إذن لدينا التكافؤ: أو
تطبيق ⑩
حدّد قيمة صدق كل من القضايا التالية:
- فردي
- زوجي.
تعريف
القانون المنطقي قضية صحيحة مهما كانت قيم صدق القضايا المكوّنة لها.
مثال
لتكن و قضيتين. نبيّن أن
قانون منطقي.
القضية
صحيحة دائماً مهما كانت قيم صدق و إذن هي قانون منطقي.
تطبيق ⑪
بيّن أن القضايا التالية قوانين منطقية:
- أو و أو و أو
- و
- و أو و أو و
- و
Ⅶ. أنواع الاستدلال
- الاستدلال بمثال مضاد
مبدأ
لإثبات أن القضية «» خاطئة، يكفي إثبات أن القضية صحيحة.
مثال
نبيّن أن «» خاطئة. يكفي بيان أن «» صحيحة. من أجل : إذن «» صحيحة، ومنه «» خاطئة.
تطبيق ⑫
بيّن أن القضايا التالية خاطئة:
- الاستدلال بالمقابل
مبدأ
لإثبات الاستلزام ، يمكن إثبات المقابل الذي يكون أحياناً أبسط.
مثال
نبيّن أن
نحاول إثبات
لدينا
لأن لكون و ومنه
تطبيق ⑬
- بيّن أن:
أو
- بيّن أن:
- الاستدلال بالتكافؤات المتتالية
مبدأ
لتكن و و ثلاث قضايا. الاستدلال بالتكافؤات المتتالية مبني على القانون المنطقي: و
مثال
نبيّن أن
لدينا:
تطبيق ⑭
- بيّن أن:
- بيّن، لكل من ، أن
- بيّن، لكل من ، أن
تطبيق ⑮
- ليكن عدداً حقيقياً. بيّن أن: أو
- بيّن أنه لكل من :
- ليكن و بيّن أن
و
- الاستدلال بفصل الحالات
مبدأ
لتكن و و ثلاث قضايا. لإثبات أن أو نبيّن أحياناً و
مثال
نبيّن أن — إذا كان فإن لأن — نفرض أن لدينا
إذن في جميع حالات ، ومنه
تطبيق ⑯
ليكن بيّن أن زوجي.
بيّن أن
- الاستدلال بالخلف
مبدأ
لتكن و قضيتين. الاستدلال بالخلف مبني على القانون المنطقي و
مثال
ليكن عدداً صحيحاً طبيعياً بحيث زوجي. نبيّن أن زوجي: نفرض أن فردي، إذن ومنه فردي، وهذا يناقض كون زوجياً. ومن مبدأ الاستدلال بالخلف، زوجي.
تطبيق ⑰
ليكن و و من بحيث
و بيّن أن و و
- الاستدلال بالتراجع
مبدأ
مبدأ التراجع يسمح بإثبات أن دالة قضوية صحيحة لكل عدد صحيح طبيعي مع يتمّ البرهان بالتراجع في ثلاث مراحل:
- التهيئة: نثبت أن صحيحة من أجل
- الوراثة: نأخذ معطى ونفترض أن صحيحة، ونبرهن أن صحيحة.
- الخلاصة: نستنتج أنه لكل ، صحيحة.
مثال
نبيّن أن يقسم لكل من أجل ، و يقسم إذن الخاصية صحيحة من أجل ليكن ، نفترض أن يقسم نبيّن أن يقسم : بحسب فرض التراجع، يوجد عدد صحيح طبيعي بحيث إذن مع وهذا يستلزم أن يقسم ومن مبدأ التراجع نستنتج أن يقسم
تطبيق ⑱
- بيّن أن
- بيّن أن
- بيّن أن
