Trong toán học, đặc biệt là trong lĩnh vực logic và tập hợp, mệnh đề chứa kí hiệu 'Với mọi' (∀) và 'Tồn tại' (∃) đóng vai trò vô cùng quan trọng. Chúng được sử dụng để diễn đạt các tính chất của các phần tử trong một tập hợp hoặc các mối quan hệ giữa các đối tượng toán học.
Hiểu rõ về các mệnh đề này là nền tảng để giải quyết nhiều bài toán toán học, từ các bài toán đơn giản đến phức tạp.
+ Kí hiệu (forall ) đọc là “với mọi” + Kí hiệu (exists ) đọc là “tồn tại”
1. Lý thuyết
+ Kí hiệu \(\forall \) đọc là “với mọi”
+ Kí hiệu \(\exists \) đọc là “tồn tại”
+ Mệnh đề “\(\forall x \in X,P(x)\)”
Đúng nếu với mọi \({x_0} \in X\), \(P({x_0})\) là mệnh đề đúng.
Sai nếu có \({x_0} \in X\) sao cho \(P({x_0})\) là mệnh đề sai.
+ Mệnh đề “\(\exists x \in X,P(x)\)”
Đúng nếu có \({x_0} \in X\) sao cho \(P({x_0})\) là mệnh đề đúng.
Sai nếu mọi \({x_0} \in X\) ta có \(P({x_0})\) là mệnh đề sai.
+ Mệnh đề phủ định
Phủ định của mệnh đề \(\forall x \in X,P(x)\) là \(\exists x \in X,\overline {P(x)} \).
Phủ định của mệnh đề \(\exists x \in X,P(x)\) là \(\forall x \in X,\overline {P(x)} \).
2. Ví dụ minh họa
A: “Mọi số tự nhiên đều không âm”
B: “Với mọi số thực x, \(\sqrt x \) là số vô tỉ”
C: “Có số tự nhiên n sao cho \(n(n + 2)\) là số chính phương”
+ Viết lại các mệnh đề, sử dụng kí hiệu \(\forall ,\;\exists \)
A: “\(\forall n \in \mathbb{N},n \ge 0\)”
B: “\(\forall x \in \mathbb{R}|\sqrt x \) là số vô tỉ”
C: “\(\exists n \in \mathbb{N}|n(n + 3)\) là số chính phương”
+ Xét tính đúng sai:
Mệnh đề A đúng.
Mệnh đề B sai vì \(x = 1 \in \mathbb{R},\sqrt x = 1\) không là số vô tỉ.
Mệnh đề C đúng, vì \(n = 1\) thì \(n(n + 3) = 4\) là số chính phương.
Mệnh đề chứa kí hiệu "Với mọi" (∀) được đọc là "Với mọi x thuộc tập hợp A, mệnh đề P(x) đúng". Kí hiệu này khẳng định rằng mệnh đề P(x) đúng cho tất cả các phần tử x trong tập hợp A. Để chứng minh một mệnh đề chứa kí hiệu "Với mọi" là đúng, ta cần chứng minh mệnh đề P(x) đúng với một phần tử bất kỳ x thuộc A.
Mệnh đề chứa kí hiệu "Tồn tại" (∃) được đọc là "Tồn tại một x thuộc tập hợp A sao cho mệnh đề P(x) đúng". Kí hiệu này khẳng định rằng có ít nhất một phần tử x trong tập hợp A thỏa mãn mệnh đề P(x). Để chứng minh một mệnh đề chứa kí hiệu "Tồn tại" là đúng, ta chỉ cần tìm được một phần tử x thuộc A sao cho P(x) đúng.
Phủ định của một mệnh đề là mệnh đề có giá trị chân lý ngược lại với mệnh đề ban đầu. Việc hiểu rõ cách phủ định các mệnh đề chứa kí hiệu là rất quan trọng.
Các mệnh đề chứa kí hiệu "Với mọi" và "Tồn tại" được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của toán học, bao gồm:
Bài 1: Phát biểu mệnh đề sau bằng cách sử dụng kí hiệu "Với mọi" và "Tồn tại": "Mọi số chẵn đều chia hết cho 2".
Giải: ∀x ∈ ℤ, nếu x là số chẵn thì x chia hết cho 2.
Bài 2: Phát biểu mệnh đề sau bằng cách sử dụng kí hiệu "Với mọi" và "Tồn tại": "Có một số nguyên tố lớn hơn 100".
Giải: ∃p ∈ ℙ, p > 100.
Khi làm việc với các mệnh đề chứa kí hiệu, cần chú ý đến phạm vi của biến. Ví dụ, nếu biến x thuộc tập hợp số thực, thì các phép toán trên x phải là các phép toán hợp lệ trên số thực.
Mệnh đề chứa kí hiệu "Với mọi" và "Tồn tại" là những công cụ quan trọng trong toán học. Việc nắm vững kiến thức về các mệnh đề này sẽ giúp bạn hiểu sâu hơn về các khái niệm toán học và giải quyết các bài toán một cách hiệu quả hơn. Hãy luyện tập thường xuyên để làm quen với việc sử dụng các kí hiệu này và áp dụng chúng vào các bài toán cụ thể.