공통수학2 · 집합과 명제 · 9강

명제와 조건

명제의 참·거짓, 진리집합, 역과 대우

4:56 · 한국어 자막 있음(재생기 메뉴) · 연습문제 원문: Ted Sundstrom, Mathematical Reasoning: Writing and Proof, Version 3 (PreTeXt edition by Ian Curtis). Grand Valley State University Libraries. https://scholarworks.gvsu.edu/books/28 — 1.1절 Progress Check 1.5(b) (https://gvsuoer.github.io/sundstrom-textbook/S_1prop.html#prog_condition, 문자 n 을 x 로 바꿈) / 2.2절 연습문제 1(a) (https://gvsuoer.github.io/sundstrom-textbook/S_logequiv.html#exer_sec23-1). 문제를 우리말로 옮겼으며, 원문은 CC BY-NC-SA 3.0 Unported, 이 영상은 같은 조건의 이후 판인 CC BY-NC-SA 4.0 으로 공개합니다.

핵심 정리

참인지 거짓인지 분명하게 판별할 수 있는 문장이나 식을 명제라 합니다. 전체집합의 원소 가운데 조건 pp를 참이 되게 하는 것의 집합을 pp의 진리집합 PP라 합니다.

진리집합이 PP, QQ일 때 명제 p→qp\to q가 참이면 P⊂QP\subset Q이고, 거꾸로 P⊂QP\subset Q이면 참입니다. 거짓임을 보이려면 반례 하나면 됩니다.

p→qp\to q의 역은 q→pq\to p, 대우는 ∼q→∼p\sim q\to\sim p입니다. 명제와 그 대우는 참·거짓이 항상 같습니다(명제가 참이어도 역은 거짓일 수 있음).

연습문제

원문 · Sundstrom, Mathematical Reasoning: Writing and Proof (CC BY-NC-SA 3.0)

1.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 1.1절영어 원문

“If nn is a positive integer, then (n2−n+41)(n^2-n+41) is a prime number.” (Remember that a prime number is a positive integer greater than 1 whose only positive factors are 1 and itself.) To explore whether or not this statement is true, try using (and recording your results) for n=1n=1, n=2n=2, n=3n=3, n=4n=4, n=5n=5, and n=10n=10. Then record the results for at least four other values of nn. Does this conditional statement appear to be true?

정답·풀이 보기 (영어 원문)

The number (n2−n+41)\left( n^2 - n + 41 \right) will be a prime number for all examples of nn that are less than 41. However, when n=41n = 41, we get

n2−n+41=412−41+41n2−n+41=412\begin{aligned}n^2 - n + 41 & = 41^2 - 41 + 41 \\ n^2 - n + 41 & = 41^2\end{aligned}

So in the case where n=41n = 41, the hypothesis is true (41 is a positive integer) and the conclusion is false (412 is not prime )\left( {41^2 \text{ is not prime } } \right). Therefore, 41 is a counterexample that shows the conditional statement is false. There are other counterexamples (such as n=42n = 42, n=45n = 45, and n=50n = 50), but only one counterexample is needed to prove that the statement is false.

한 번 더 — 비슷한 문제Sundstrom, Mathematical Reasoning · 2.1절 · 5a번영어 원문

Construct a truth table for each of the following statements:

P→QP \to Q

다 풀었으면 정답 확인

| PP | QQ | P→QP \to Q | | --- | --- | --- | | T | T | T | | T | F | F | | F | T | T | | F | T | T |

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# 명제와 조건계산자동 분류
2.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 1.1절 · 6c번영어 원문

Following is a statement of a theorem which can be proven using calculus or precalculus mathematics. For this theorem, aa, bb, and cc are real numbers.

  • Theorem If ff is a quadratic function of the form f(x)=ax2+bx+cf\left( x \right) = ax^2 + bx + c and a<0a \lt 0, then the function ff has a maximum value when x=−b2ax = \dfrac{{ - b}}{{2a}}.

Using only this theorem, what can be concluded about the functions given by the following formulas?

k(x)=8x2−5x−7k\left( x \right) = 8x^2 - 5x - 7

정답·풀이 보기 (영어 원문)

No conclusion can be made about this function from this theorem.

한 번 더 — 비슷한 문제Sundstrom, Mathematical Reasoning · 2.2절 · 7a번영어 원문

Use previously proven logical equivalencies to prove each of the following logical equivalencies about conditionals with conjunctions:

[(P∧Q)→R]≡(P→R)∨(Q→R)\left[ {\left( {P \wedge Q} \right) \to R} \right] \equiv \left( {P \to R} \right) \vee \left( {Q \to R} \right)

다 풀었으면 정답 확인

In this case, it may be better to work with the right side first.

(P→R)∨(Q→R)≡(¬P∨R)∨(¬Q∨R)≡(¬P∨¬Q)∨(R∨R)≡(¬P∨¬Q)∨R≡¬(P∧Q)∨R≡(P∧Q)→R\begin{aligned}\left( {P \to R} \right) \vee \left( {Q \to R} \right) & \equiv \left( \neg P \vee R \right) \vee \left( \neg Q \vee R \right) \\ & \equiv \left( \neg P \vee \neg Q \right) \vee \left( R \vee R \right) \\ & \equiv \left( \neg P \vee \neg Q \right) \vee R \\ & \equiv \neg \left( P \wedge Q \right) \vee R \\ & \equiv \left( P \wedge Q \right) \to R\end{aligned}

.

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# 명제와 조건계산자동 분류
3.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 2.2절 · 1a번영어 원문

Write the converse and contrapositive of each of the following conditional statements.

If a=5a = 5, then a2=25a^2 = 25.

정답·풀이 보기 (영어 원문)

Converse: If a2=25a^2 = 25, then a=5a = 5. Contrapositive: If a2≠25a^2 \ne 25, then a≠5a \ne 5.

한 번 더 — 비슷한 문제Sundstrom, Mathematical Reasoning · 2.2절 · 1b번영어 원문

Write the converse and contrapositive of each of the following conditional statements.

If it is not raining, then Laura is playing golf.

다 풀었으면 정답 확인

Converse: If Laura is playing golf, then it is not raining. Contrapositive: If Laura is not playing golf, then it is raining.

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# 명제와 조건계산자동 분류
4.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 2.4절 · 1a번영어 원문

For each of the following, write the statement as an English sentence and then explain why the statement is false.

(∃x∈Q)(x2−3x−7=0)\left(\exists x \in \mathbb{Q} \right) \left( x^2 - 3x - 7 = 0 \right).

정답·풀이 보기 (영어 원문)

There exists a rational number xx such that x2−3x−7=0x^2 - 3x - 7 = 0. This statement is false since the solutions of the equation are x=3±372x = \dfrac{3 \pm \sqrt{37}}{2}, which are irrational numbers.

한 번 더 — 비슷한 문제Sundstrom, Mathematical Reasoning · 2.4절영어 원문

An integer nn is a multiple of 3 provided that there exists an integer kk such that n=3kn = 3k.

Use the symbolic form of the definition of a multiple of 3 to complete the following sentence: “An integer nn is not a multiple of 3 provided that ….”

다 풀었으면 정답 확인

An integer nn is not a multiple of 3 provided that (∀k∈Z)(n≠3k)\left( \forall k \in \mathbb{Z} \right) \left( n \ne 3k \right).

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# 명제와 조건계산자동 분류

「명제와 조건」 문제 더 풀기 (204문제)

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