离散数学中的论证

2025年3月17日 | 阅读13分钟

在离散数学中,论证可以被描述为哲学和逻辑推理的一部分。它也可以用于数学证明。在本节中,我们将展示逻辑推理和日常生活中的论证。在逻辑推理中,数学逻辑用于证明逻辑。证明可以被描述为一种有效的论证,用于确定数学陈述的真值(真或假)。**论证**可以被描述为一系列陈述或命题。它通常有前提和结论。前提用于证明其余的陈述,而结论用于描述最后的陈述。

**前提**将用 p1, p2, p3, ... , pk 表示,**结论**或最终陈述将用 q 表示。最终陈述可以使用符号“∴”来处理。论证将以以下形式表示:

如果一个论证的陈述是**前提**,在这种情况下,前提可以用来提供支持。如果一个论证的陈述是结论,在这种情况下,结论用于表明前提旨在提供支持。

总的来说,论证的目的是说服某人接受某个观点。如果有人不同意或对我们的观点或主张有疑问,通过论证,我们必须说服他接受我们的观点。**例如:**要开始论证,我们需要一个特定的观点,读者对此观点可能有所疑虑。读者在论证结束时必须被说服,并且不再对这个观点有任何疑虑。最后一个或结束的陈述也称为结论,其余的陈述也称为前提。

如果我们想好好地论证,我们必须站在读者的立场上,思考读者可能对我们的观点产生的疑虑。当我们听到“论证”这个词时,有时会觉得它很具攻击性和敌意,但事实并非如此。如果一个论证是好的,它将是相当冷静、公正和合理的。

论证的例子

示例 1

这种论证很常见,父母经常对孩子使用。它使用了一种被称为“反问”的技术,即我们试图表明另一个人的推理(在这个例子中是儿子)在被逻辑推导到其结论时是无效的。在这个例子中,儿子和父母争论:“我的朋友们要去野餐,所以我也想去。”父母试图表明儿子论证的失败之处。

论证的类型

论证基本上有三种类型:有效论证、演绎论证和归纳论证。

有效论证

有效论证可以被描述为一种论证,如果其所有前提都为真,那么该论证的结论也为真。如果一个有效论证包含真前提,则该论证被称为可靠论证。论证要么是可靠的或不可靠的,要么是有效的或无效的,我们没有中间地带。假设一个有效论证包含前提 p1, p2, p3, ..., pk 和结论 q。则有效论证将如下描述:

例如

我们可以通过检查真值表的关键行来检查论证的有效性。关键行是一种行,其中所有前提都显示为真值,并且这些真值也对应于结论的真值。

有效论证的例子

**例 1:**我们需要检查论证 (p ∨ q, p → r, q → r, ∴ r) 是否有效。

**解答:** 在这种情况下,前提由 p ∨ q, p → r, q → r 表示,结论由 r 表示。如果所有前提都为真,并且真前提也对应于结论的真值,则该陈述是有效的。为了区分前提和结论,我们将使用不同的颜色。前提使用灰色,结论使用红色。我们将通过真值表来证明,如下所示:

PqRp ∨ qp → rq → r
TTTTTT
TTFTFF
TFTTTT
TFFTFT
FTTTTT
FTFTTF
FFTFTT
FFFFTT

在此表中,所有灰色着色位置都包含真值。因此,所有这些着色行都是关键行,并且这些行对应于 r 的真值。所以在此表中,如果前提 (p ∨ q, p → r, q → r) 为真,则结论 (r) 也为真。因此,上述论证 (p ∨ q, p → r, q → r, ∴ r) 是**有效**的。

**例 2:**我们需要检查论证 (p → q, ∴ ∼ p → ∼ q) 是否有效。

**解答:** 在这种情况下,前提由 p → q 表示,结论由 ∼ p → ∼ q 表示。如果所有前提都为真,并且真前提也对应于结论的真值,则该陈述是有效的。为了区分前提和结论,我们将使用不同的颜色。前提使用灰色,结论使用红色。我们将通过真值表来证明,如下所示:

Pq∼ p∼ qp → q∼ p → ∼ q
TTFFTT
TFFTFT
FTTFTF
FFTTTT

在此表中,关键行失败了,因为在第三行,前提 (p → q) 为真,而结论的值为假。因此,上述论证是**无效**的。

**例 3:**我们需要检查论证 (p → q, q → r, ∴ p ∨ q → r) 是否有效。

**解答:** 在这种情况下,前提由 p → q, q → r 表示,结论由 p ∨ q → r 表示。如果所有前提都为真,并且真前提也对应于结论的真值,则该陈述是有效的。我们将通过真值表来证明,如下所示:

pqrp ∨ qp → qq → rp ∨ q → r
TTTTTTT
TTFTTFF
TFTTFTT
TFFTFTF
FTTTTTT
FTFTTFF
FFTFTTT
FFFFTTT

在此表中,所有关键行都对应于结论的真值。因此,论证 (p → q, q → r, ∴ p ∨ q → r) 是**有效**的。

在逻辑学中,“有效”和“真”的含义是不同的。在有效性中,我们检查结论是否由前提得出;在真值中,我们查看陈述是否构成论证。根据前提的真值,一个完美有效的论证可能包含一个错误的结论。同样,根据前提的真值,一个无效的论证也可能包含一个真的结论。

**例如:**在这个例子中,我们将使用上述论证,即:

正如我们在上面的例 3 中所见,这个论证是完全有效的。所以我们将 p 解释为“我睡很多”,q 解释为“我学习不多”,r 解释为“我考试会考得好”。因此,这个陈述将被翻译为:“如果我睡很多,那么我学习不多。如果我学习不多,那么我考试会考得好。因此,如果我睡很多或不学习很多,我考试会考得好。”

我们已经看到,这个论证是完全有效的,但显然不是一个真实的结论。因为根据第一个假设,它是真的,而第二个假设是假的。因此,结论也将是假的。

演绎论证

在离散数学中,演绎论证是一种论证,如果前提为真,则结论的结果将始终为真。绝不会出现前提为真但产生了假结论的情况。所以我们可以说,对于有前提成功保证的论证,在这种情况下,结论将被称为演绎论证或有效论证。

Arguments in Discrete Mathematics

演绎论证的例子

示例 1

示例 2

示例 3

所有例子中的前两个陈述都是真实的,因此结论也将是真实的。

**例 4:**有效的演绎论证

在这个例子中,我们可以看到结论跟随“所以”这个词。如果上面描述的两个前提是真的,它将保证结论的真实性。没有任何方法可以帮助我们确定这两个前提是否为真。所以我们无法说该论证是演绎上可靠的还是不可靠的。它要么是其中一种,但我们不知道是哪一种。如果我们发现给定的论证包含错误的前提,因此不可靠,那么它仍然是有效的,这是无法改变的事实。

归纳论证

归纳论证是由论证者意图的。如果所有前提都显示为真值,那么结论不可能是假的,那么该论证就被称为强论证。在归纳论证中,前提的真实性为我们提供了一个很好的理由,使我们可以相信结论很可能是真的。在本节中,我们将使用“强”这个词来表示成功的归纳论证,但实际上对此没有标准术语。如果归纳论证不强,它将被称为弱论证。但没有明确的界限可以区分强和弱。

**例如:**假设有一个论证“狗咬我”。如果我们无法想到任何相关条件说明下次为什么会和上次不同,那么这个论证就被称为更强的论证。如果出现了“我曾经过那只狗”这种情况,这个论证会变得更强。如果出现了“我走过那只狗”的情况,这个论证会变得更弱。如果下次的条件与过去的相关条件不同,论证就会变弱。例如,过去狗被关在门后面,但下次门会打开。

Arguments in Discrete Mathematics

如果我们获得了一些新的前提(证据),在这种情况下,归纳论证会受到影响,但演绎论证不会发生同样的情况。**例如:**这里我们将描述一个强的归纳论证,如下所示:

但是,当添加以下前提时,上述归纳论证的强度会发生根本性改变:

示例

上述论证几乎肯定是真的。这种论证方式很容易被大多数人接受。然而,就像演绎论证一样,我们注意到这不是一个逻辑上的确定性问题,而是一个**概率**问题。因为有可能外星人会来摧毁太阳。由于这种破坏,太阳将不再升起。这种情况极其不可能,但并非逻辑上不可能。

所以,从严格的逻辑术语来看,演绎论证比归纳论证似乎更强。归纳论证更重要,并且具有关键优势。在我们日常生活中,我们几乎所有的决定都是通过类似的归纳推理来做出的:

根据论证中使用的词语,我们无法区分归纳论证和演绎论证。我们可以通过了解论证者的意图来做到这一点。这可以通过论证者对前提和结论之间关系的信念来确定。如果论证者相信前提的真实性确实确立了结论的真实性,那么该论证就被称为**演绎**论证。如果论证者相信前提的真实性为我们提供了一个很好的理由,使我们可以相信结论很可能是真的,那么该论证就被称为**归纳**论证。假设有一些人正在评估论证的质量,而他们对论证者的意图没有任何信息。在这种情况下,他们必须同时检查两种论证。在这里,我们评估论证,以便我们可以查看它是归纳上强还是演绎上有效。

Arguments in Discrete Mathematics

论证的重要性

在日常生活、离散数学以及许多其他地方,最重要的技能是论证。如果我们精通说服的艺术,我们将非常容易地说服别人。由于这种技能,我们将非常成功地在职业生涯、大学或学校中发展。假设我们非常擅长论证并且具有说服力,那么我们可以说服我们的父母、老师、经理、老板或领导接受我们的观点。在这种情况下,我们将所向披靡。因此,我们认识到论证的力量非常巨大。

我们也应该知道好论证和坏论证的区别。我们可以在新闻频道、日常生活或学校的谈话中看到好论证和坏论证。在批判性思维的情况下,论证可以被描述为一项基本任务。假设一个人不具备论证的技能。在这种情况下,广告商或政治家很容易误导他,因为他们总是试图说服他购买他们的产品,即使产品不好,或者说服他投票给他们。

论证与争吵的区别

在观看新闻频道上的体育分析和政治辩论时,许多人有时会产生一种印象,认为论证是具有攻击性和敌意的。他们认为其主要目标是打败对手,而不是说服任何人。但事实并非总是如此。事实上,一个论证如果源于友谊和同情,就会被认为是最好的。如果我们的朋友和我们有不同的观点,他们会总是试图以一种能够建立理解的方式来解释他们观点的推理。因此,就会产生一个友好的辩论或论证。

我们应该在生活中学习和遵循的最重要的技能是论证。无论是在个人还是职业方面,我们都无法避免在我们的关系中一定程度的分歧和冲突。这种冲突可能与你的老板、员工、妻子、父母或任何人发生。如果我们不能理性地、有逻辑地进行论证,我们将总是以争吵告终。在论证结束时,我们必须达成一致。如果不可能达成一致,我们至少应该理解为什么不可能达成一致。而在**争吵**的情况下,我们会表达我们的情绪,如受伤、愤怒。在争吵时,我们从不关心对方的观点。在愤怒中,我们通常会对对方大喊大叫。相反,如果我们可以进行正确的论证,这个问题就可以解决。在争吵的情况下,情况通常会变得更糟。