-1ÖĞRENME ALANI MANTIK ÖNERMELER Kazanım 11.1.1.1 : Önermeyi , önermenin doğruluk değerini , iki önermenin denkliğini ve önermenin değilini açıklar BÖLÜM MANTIK ALT ÖĞRENME ALANLARI 1) Önermeler 2) Bileşik Önermeler 3) Elektrik devrelerinin mantık sembolleri ile Gösterimi 4) Kümelerle Sembolik mantık kuralları arasındaki ilişki 5) Açık önermeler 6) İspat Yöntemleri “Matematik mantıklı düşünce yoludur.” Einstein. Örnek : Aşağıda değişik bilim dallarında farklı anlamlara gelen terimlere örnekler veriniz. Sözcük Farklı Günlük Matematik Anla Yaşamd teki mlard aki Anlamı aki Anlamı Anla mı Çarpma Daire Küp Rakam Denklem Eşitsizlik Eğri Ara Kesit Yay Trigonom etri Yüz Küp kavramının incelendiği bir derste, öğrencinin bu kavramı turşu kurulan küp gibi algıladığını düşünelim. Bu durumda, öğrenci verilen dersten ne kadar faydalanabilir? Dolayısıyla terim kavramının önemi vurgulanarak örneklerle açıklanır. MANTIK ARİSTO MANTIĞI SEMBOLİK MANTIK ÖNERMELER MANTIĞI NİCELEYİCİLER MANTIĞI Tanım : ( Terim ) Bir bilim dalı içersinde , o bilim dalına ait özel anlamları olan kelimelerin her birine terim denir. Matematik bilimine ait terimlere matematiksel terim adı verilir. Bir terimin anlamını belirlemeye, terimi tanımlamak denir. Bazı terimleri tanımlamak mümkün değildir.Nokta , doğru , yanlış , değişken, düzlem gibi. Ayhan BAL -2Örnek : a) Atatürk Türkiye Cumhuriyetinin ilk Cumhurbaşkanıdır. b) At üç ayaklı bir hayvandır. c) Sinemaya gidelim. d) İyi günler. e) Bir hafta üç gündür. f) En büyük negatif tam sayı – 2 dir. Yukarıdaki ifadelerin hangileri hüküm bildirir. Tanım : ( Önerme ) Doğru yada yanlış kesin bir hüküm bildiren ifadelere önerme denir. Önermeler iki türlüdür ; 1) Doğru önerme 2) Yanlış Önerme Bir önermeyi p , q , r , t gibi harflerle gösteririz. Örnek : p: Bir yıl 12 aydır. ( Doğru Önerme ) q: 32 – 22 = 5 ( Doğru Önerme ) r: 5 + 8 < 13 ( Yanlış Önerme ) s: İyi geceler. ( Önerme değil ) Önermelerin Sembolik Gösterimi P Doğru D 1 Yanlış Y 0 21 = 2 satır Doğruluk Değerleri Tablosu p 1 1 0 0 q 1 0 1 0 23 = 8 satır 22 = 4 satır p 1 1 1 1 0 0 0 0 q 1 1 0 0 1 1 0 0 r 1 0 1 0 1 0 1 0 Ağaç diyagramı: 1 0 1−𝑞−{ 1 0−𝑟−{ 0 𝑝− 1 1−𝑟−{ 0 0−𝑞−{ 1 0−𝑟−{ { 0 1−𝑟−{ Örnek : 𝑛 − 1 farklı önermenin birbirine göre 32 farklı doğruluk değeri olduğuna göre 𝑛 kaçtır? 2𝑛−1 = 32 𝑖𝑠𝑒 𝑛 = 6 Tanım : ( Denk Önermeler ) Doğruluk değerleri aynı olan iki önermeye denk önermeler veya eşdeğer önermeler denir. p≡1 , q≡0 ,r≡1 p ≡ r , kullanılır. Tanım : (Bir önermenin Değili ) Bir önermenin hükmünün değiştirilmesiyle elde edilen yeni önermeye bu önermenin değili ( olumsuzu ) denir. P önermesinin değili Örnek : q: 7–4≠ 2 q/ : 7 – 4 = 2 Özellikler : 1) (1)/ = 0 2) (0)/ = 1 3) (p/)/ = p Ayhan BAL p/ ~p –p ile gösterilir. -3Örnek : p : En küçük asal sayı 2’dir. q : - 1 ‘in çift kuvveti + 1 dir. r : Canlılar ölümlüdür. s : En büyük doğal sayı 9’dur. Verilsinler. Önermenin Önermenin Adı Doğruluk Değeri p 1 q 1 r 1 s 0 p≡1 , q≡1 p≡q , r≡1 , q ≠ s olur. BİLEŞİK ÖNERMELER Kazanım 11.1.1.2 : Bileşik önermeyi açıklar , ve veya yada bağlaçları ile kurulan bileşik önermelerin özelliklerini ve De Morgan kurallarını doğruluk tablosunu kullanarak gösterir. Önermenin olumsuzu En küçük asal sayı 2 değildir. - 1 ‘in çift kuvveti + 1 değildir. Canlılar ölümsüzdür. En büyük doğal sayı 9 değildir. , s≡0 Tanım : ( Bileşik Önerme ) Birden çok önermenin mantıksal bağlaçlarla bağlanmasından elde edilen önermelere bileşik önermeler denir. Bağlaç Adı İşareti Veya V Ve ⋀ İse(koşullu önerme) ⇒ Ancak ve ancak ⇔ (iki yönlü koşullu önerme) Yada 𝑉 Tanım : (Veya Bağlacı) p ve q herhangi iki önerme olmak üzere bu iki önermeden en az biri doğru iken doğru , her ikisi de yanlış iken yanlış olan önermeye p veya q bileşik önermesi denir. p V q ile gösterilir. 1V1=1 1V0=1 0V1=1 0V0=0 p 1 1 0 0 q 1 0 1 0 pVq 1 1 1 0 p p 1 0 pVp pV1 pV0 p Vp/ 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 Teorem : p , q , r önermeleri verilsin. a) p V p ≡ p b) p V p/ ≡ 1 c) p V 1 ≡ 1 d) p V 0 ≡ p e) p V q ≡ q V p f) (pVq)Vr ≡ pV(qVr) ≡ p V q V r Ayhan BAL -4Tanım : (ve Bağlacı) p ve q herhangi iki önerme olmak üzere bu iki önermeden her ikisi de doğru iken doğru , en az biri yanlış iken yanlış olan önermeye p ve q bileşik önermesi denir. p ⋀q ile gösterilir. 1⋀1=1 1⋀0=0 0⋀1=0 0⋀0=0 p 1 1 0 0 q 1 0 1 0 p q r pVq p ⋀q 1 0 0 0 p p 1 0 p⋀p 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 p⋀1 1 0 p⋀0 0 0 p⋀p/ 0 0 Teorem : p , q , r önermeleri verilsin. a) p ⋀ p ≡ p b) p ⋀ p/ ≡ 0 c) p ⋀ 1 ≡ p d) p ⋀ 0 ≡ 0 e) p ⋀q ≡ q ⋀ p f) (p⋀q)⋀r ≡ p⋀(q⋀r) ≡ p⋀q⋀r p 1 1 1 1 0 0 0 0 q 1 1 0 0 1 1 0 0 r 1 0 1 0 1 0 1 0 p⋀q 1 1 0 0 0 0 0 0 q⋀r 1 0 0 0 1 0 0 0 Teorem : ( Dağılma Özelliği) a . ( b + c ) = a.b +a .c ( a + b ) . c = a.c + b.c p , q , r herhangi üç önerme olsunlar 1) p⋀(qVr) ≡ (p⋀q) V (p⋀r) 2) (pVq)⋀r ≡ (p⋀r) V (q⋀r) 3) pV(q⋀r) ≡ (pVq) ⋀ (pVr) 4) (p⋀q)Vr ≡ (pVr) ⋀ (qVr) (p⋀q)⋀r 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 pVr q⋀r pV(q⋀r) (pVq)⋀( pVr) 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 Teorem : ( De Morgan Kuralları ) 1) (pVq)/ ≡ p/ q/ 2) (p q)/ ≡ p/ V q/ p 1 1 0 0 q p/ q/ 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 p⋀ q 1 0 0 0 (p⋀q)/ p/Vq/ 0 0 1 1 1 1 1 1 Örnek : p⋀ (q⋀r) 1 0 0 0 0 0 0 0 / (1/ ∧ 0) ∨ (0 ∧ 1)/ ≡? Örnek : / (𝑝 ∧ 𝑞 / ) ∨ 𝑟 ≡ 0 ise p , q , r değerlerini bulunuz. Örnek: Örnek : x : “Kıbrıs Akdeniz’dedir.” y : “7! = 5040” z : “107 yedi basamaklı sayıdır.” / x⋀ ( y V z ) ≡ 1⋀ ( 1 V 0 ) ≡ 1⋀ 1 ≡ 1 x V ( y⋀ z ) ≡ ( x⋀ z ) V ( y⋀ z ) ≡ (xVz)⋀(yVz)≡ ( x⋀ z ) V z ≡ ( x V y )⋀ z ≡ (p/ ∧ q) ∧ q ≡ 1 ise, (𝑝 ∧ 𝑞) ∨ 𝑞 / bileşik önermesinin doğruluk değerini bulunuz. Ayhan BAL -5Tanım : (Yada Bağlacı) p ve q herhangi iki önerme olmak üzere bu iki önermeden sadece biri doğru iken doğru , diğer tüm durumlarda yanlış olan önermeye p yada q bileşik önermesi denir. 𝑝⨁ 𝑞 veya 𝑝 ∨ 𝑞 ile gösterilir. 1𝑉0 = 1 1𝑉0 = 1 1𝑉1 = 0 0𝑉0 = 0 p 1 1 0 0 q 1 0 1 0 p𝑽q 0 1 1 0 p p/ 1 0 p 𝑽p p𝑽1 p𝑽0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 p 𝑽p/ 1 1 Teorem : p , q , r önermeleri verilsin. a) p 𝑉 p ≡ 0 b) p 𝑉 p/ ≡ 1 c) p 𝑉 1 ≡ p/ d) p 𝑉 0 ≡ p e) p 𝑉 q ≡ q V p f) (p𝑉 q) 𝑉 r ≡ p𝑉 (q𝑉 r) ≡ p 𝑉 q 𝑉 r Örnek : (𝑝 ∨ 1) ∨ (𝑝 ∨ 0) ≡? ≡ 𝑝/ ∨ 𝑝 ≡ 1 / Örnek : (𝑝 ∨ 𝑞 / ) ∨ (𝑝/ ∧ 𝑞) ≡? ≡ (𝑝/ ∧ 𝑞) ∨ (𝑝/ ∧ 𝑞) ≡ 𝑟 ∨ 𝑟 ≡ 0 Ayhan BAL -6ELEKTRİK DEVRESİ Örnek : Kapalı Anahtar : Devreden akım geçer. Doğruluk değeri 1 dir. Açık Anahtar : Devreden akım geçmez. Doğruluk değeri 0 dır. Şekildeki elektrik devresine karşılık gelen bileşik önermeyi yazalım. Örnek : [[p ∨ (q ∧ r)] ∧ s] ∨ [t ∧ m] Bileşik önermesine karşılık gelen elektrik devresini çiziniz. Seri Bağlama : İki veya daha fazla anahtarı birbiri ile yan yana (seri) bağlanmasıdır. 𝑝∧𝑞 Paralel Bağlama : İki veya daha fazla anahtarı birbiri ile altlı üstlü (paralel) bağlanmasıdır. 𝑝∨𝑞 Örnek : Şekildeki elektrik devresine karşılık gelen bileşik önermeyi yazalım. 𝑝 ∧ (𝑞 ∨ 𝑟) Ayhan BAL -7SEMBOLİK MANTIK VE KÜMELER Kazanım 11.1.1.3 : Kümelerdeki işlemler ile sembolik mantık kuralları arasında ilişki kurar. Sembolik Mantık 0 1 ∨ ∧ Bir önermenini değili “ ’ ” ≡ 𝑝∨𝑞 𝑝∧𝑞 / 𝑝 ∨𝑝 ≡1 𝑝/ ∧ 𝑝 ≡ 0 (𝑝 ∨ 𝑞)′ ≡ 𝑝′ ∧ 𝑞 ′ (𝑝 ∧ 𝑞)′ ≡ 𝑝′ ∨ 𝑞 ′ 𝑝∧𝑞 ≡𝑞∧𝑝 𝑝∨𝑞 ≡𝑞∨𝑝 𝑝⋀(𝑞𝑉𝑟) ≡ (𝑝⋀𝑞) 𝑉 (𝑝⋀𝑟) Küme Gösterimi ∅ E ∪ ∩ Kümelerde tümleme “ ‘ “ = 𝐴∪𝐵 𝐴∩𝐵 𝐴 ∪ 𝐴′ = 𝐸 𝐴 ∩ 𝐴′ = ∅ (𝐴 ∪ 𝐵)′ = 𝐴′ ∩ 𝐵 ′ (𝐴 ∩ 𝐵)′ = 𝐴′ ∪ 𝐵 ′ 𝐴∩𝐵 =𝐵∩𝐴 𝐴∪𝐵 =𝐵∪𝐴 𝐴 ∩ (𝐵 ∪ 𝐶) = (𝐴 ∩ 𝐵) ∪ (𝐴 ∩ 𝐶) 𝑝𝑉(𝑞⋀𝑟) ≡ (𝑝𝑉𝑞) ⋀ (𝑝𝑉𝑟) 𝐴 ∪ (𝐵 ∩ 𝐶) = (𝐴 ∪ 𝐵) ∩ (𝐴 ∪ 𝐶) 𝑝∧0≡0 𝑝∧1≡𝑝 𝑝∨0≡𝑝 𝑝∨1≡1 𝑝∨𝑞 𝐴∩∅=∅ 𝐴∩𝐸 =𝐴 𝐴∪∅=𝐴 𝐴∪𝐸 =𝐸 (𝐴 − 𝐵) ∪ (𝐵 − 𝐴) Örnek : 𝐴∩𝐵 =𝐵∩𝐴 Kümelerdeki kesişim işleminin değişme özelliğini sembolik mantık ile ispatlayalım. A ∩ B = {𝑥| x ∈ A ⋀ x ∈ B} = {𝑥| x ∈ B ∧ x ∈ A } ∧’nin değ. özelliği =B∩A Ödev : 𝐴 ∪ (𝐵 ∩ 𝐶) = (𝐴 ∪ 𝐵) ∩ (𝐴 ∪ 𝐶) Kümelerde birleşim işleminin kesişim işlemi üzerine dağılma özelliğini sembolik mantık ile ispatlayınız. Ayhan BAL -8KOŞULLU ÖNERME Kazanım 11.1.1.4 : Koşullu önermeyi açıklar; Koşullu önermenin karşıtını , tersini , karşıt tersini yazar ve doğruluk tablosunu kullanarak denk olanları gösterir. Tanım : (İse bağlacı – Koşullu önerme ) p ve q herhangi iki önerme olmak üzere, p doğru , q yanlış iken yanlış, diğer durumlarda doğru olan önermeye “ p ise q şartlı önermesi ” denir. “” bağlacı ile gösterilir. p 1 1 0 0 q 1 0 1 0 p⇒q 1 0 1 1 p 1 1 0 0 q 1 0 1 0 p 0 0 1 1 q 0 1 0 1 p⇒q 1 0 1 1 q⇒p 1 1 0 1 p/⇒q/ 1 1 0 1 q/⇒p/ 1 0 1 1 Uyarı: p⇒q ≡ q/⇒p/ q⇒p ≡ p/⇒q/ Örnek : “Zeynep hasta ise doktora gider” bileşik önermesinin a) Tersini b) Karşıtını c) Karşıt tersini İfade ediniz. Teorem: ( Şartlı Önermenin Değili ) p ve q önermeleri için 1) (p⇒q) ≡ p/ V q 2) (p⇒q)/ ≡ p ⋀ q/ 1⇒0 ≡ 0 0⇒1 ≡ 1 1⇒1 ≡ 1 0⇒0 ≡ 1 p Örnek: p ≡ [( 1⇒0 ) ⇒1 ] ⇒ [( 0⇒0) ⇒ ( 1⇒0 )] p ≡ (0⇒1 ) ⇒ ( 1⇒0 ) p≡ ( 1⇒0 ) p≡ 0 Tanım : ( Şartlı Önermenin Karşıtı – Tersi – Karşıt Tersi) p⇒q önermesinde verilen p ve q önermelerinin I. Yerleri değiştirilerek elde edilen önermeye p⇒q önermesinin karşıtı denir. II. Olumsuzları alınarak elde edilen önermeye p⇒q önermesinin tersi denir. III. Hem olumsuzları alınıp hem de yerleri değiştirildiğinde elde edilen önermeye p⇒q önermesinin karşıt tersi denir. karşıtı q⇒p p⇒q tersi p/⇒q/ karşıt tersi q/⇒p/ q p/ q/ (p⇒q) (p⇒q)/ p/ p V ⋀ q q/ Örnek : 𝐩 ⇒ (𝐪 ∨ 𝐫) ≡ 𝟎 ise (𝐩/ ∨ 𝐪) ⇒ [𝐫 ∧ (𝐪/ ∨ 𝐩)] önermesinin doğruluk buldurulur. bileşik değerleri Örnek : (r ∨ 1)/ ⇒ [𝟎 ∨ (𝐩 ∧ 𝟎)/ ] ≡? Örnek : (p ⇒ 1) ⇒ [𝟏 ∧ (𝐪 ∨ 𝟏)/ ] ≡? Ayhan BAL -9İKİ YÖNLİ ŞARTLI ÖNERME Kazanım 11.1.1.5 : İki yönlü koşullu önermeyi açıklar. Tanım: ( İki Yönlü Şartlı Önerme ) p ve q iki önerme olmak üzere , p ile q önermeleri aynı değerleri aldığında doğru , farklı değerler aldığında yanlış olan bileşik önermeye iki yönlü şartlı önerme denir. p⇔q biçiminde yazılır. “ p ancak ve ancak q ” diye okunur. p 1 1 0 0 Teorem:(Çift Gerektirmenin Değili) ( p⇔q )/ ≡( p/⇔q ) ≡( p⇔q/ ) İspat: ( p⇔q )/ ≡ [(p⇒q ) ∧ ( q⇒p )]/ ≡ [( p/ V q ) ∧ (q/ V p )]/ ≡ ( p∧ q/ ) V ( q ∧ p/ ) ≡ [( p∧ q/ ) V q ] ∧ [( p∧ q/ ) V p/ ] ≡ [(pVq)∧(q/Vq)]∧[(pVp/)∧(q/Vp/)] ≡ ( p V q ) ∧ (q/ V p/ ) ≡ ( p/⇒q ) ∧ ( q⇒p/ ) ≡ p/⇔q Teorem : (⇔işleminin özellikleri ) p ⇔p ≡ 1 p ⇔1 ≡ p p ⇔0 ≡ p/ p ⇔p/ ≡ 0 q p⇔q 1 1 0 0 1 0 0 1 p⇔q : “Bir üçgenin eşkenar üçgen olması ancak ve ancak iç açılarının ölçülerinin eşit olması ile mümkündür.” İspat: İspatlarını yapınız. p⇔q : “n tek sayıdır ancak ve ancak n2 tek sayıdır.” Teorem : p ve q iki önerme olmak üzere p⇔q ≡ (p⇒q ) ∧ ( q⇒p ) p 1 1 0 0 q p⇒q 1 1 0 0 1 1 0 1 q⇒p 1 1 0 1 p⇔q 1 0 0 1 (p⇒q) ∧ (q⇒p) 1 0 0 1 Tanım : ( Çift Gerektirme ) p⇔q iki yönlü şartlı önermesinin doğruluk değeri 1 ise bu bileşik önermeye bir çift gerektirme denir. “p gerektirir q” şeklinde okunur. x=2 ⇔ x3 = 8 Teorem : ( Değişme özelliği ) ( p⇔q ) ≡ ( q⇔p ) Ayhan BAL tablo yöntemi ile - 10 Kazanım 11.1.1.6: Sözel olarak veya sembolik mantık dilinde verilen bileşik önermeleri birbirine dönüştürülür. Örnek : 𝐩 ⇒ 𝐪′ = "𝐄ş𝐤𝐞𝐧𝐚𝐫 üç𝐠𝐞𝐧𝐢𝐧 𝐛𝐢𝐫 𝐢ç 𝐚çı𝐬ı 𝟔𝟎𝟎 𝒗𝒆 𝒃𝒊𝒓 𝒅𝚤ş 𝒂ç𝚤𝒔𝚤 𝟏𝟐𝟎𝟎 𝒅𝒊𝒓. " Bileşik önemesinde, p: " … p′ : " … q: " … q′ : " … Buna göre ; 𝑝∧𝑞 ∶ 𝑝′ ∨ 𝑞 ∶ 𝑞∨𝑝 ∶ Bileşik önermelerini bulunuz. TOTOLOJİ VE ÇELİŞKİ Kazanım 11.1.1.7: Totoloji ve çelişkiyi örneklerle açıklar. Tanım : ( Totoloji ve Çelişki ) Kendisini oluşturan önermelerin bütün doğruluk değerlerine karşılık daima doğru (1) olan bileşik önermeye Totoloji , daima yanlış (0) olan bileşik önermeye de Çelişki denir. Teorem: p herhangi bir önerme ise 1. p V p/ ≡ 1 Totoloji 2. p V 1 ≡ 1 Totoloji / 3. p∧ p ≡ 0 çelişki 4. p∧ 0 ≡ 0 çelişki p p' p p' Örnek : “Baba para vermezse çocuk ağlar” bileşik önermesini ′ sembolleştiriniz. 𝑝 ⇒ 𝑞 Örnek : (p/Vq/)∧(pVq/) önermesinin değilini bulunuz. Örnek : [ p∧(p⇒q)]⇒p ≡ 1 olduğunu gösteriniz. [ p∧ ( p⇒q )] ⇒p ≡ ≡ [ p∧ ( p⇒q )]/ V p ≡ [ p∧ ( p/ V q )]/ V p ≡ [( p∧ p/ ) V ( p∧ q ) ]/ V p ≡ [ 0 V ( p∧ q )]/ V p ≡ [1∧ ( p∧ q )/ ]V p ≡ ( p∧ q )/ V p ≡ ( p/ V q/ ) V p ≡ q/ V ( p/ V p ) ≡q/ V 1 ≡1 Örnek: (p∧q) ⇒ (p⇒q) ≡ 1 Olduğunu gösteriniz. (p∧q) ⇒ (p⇒q) ≡ ≡ p∧ q)/ V (p/ Vq) ≡ (p/ V q/) V (p/Vq) ≡ p/ V (q/ V q) ≡ p/ V 1 ≡1 p p' p∧ p' Örnek : [p∧(pVq/)] V p/ önermesinin doğruluk değerleri tablosunu göster. p q p/ q/ pVq/ p∧ (pVq/) [p∧ (pVq/)]Vp/ 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 Örnek : (p∧ q/) ∧ p/ çelişki olduğunu gösteriniz. p q p/ q/ (p∧q/) 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 önermesinin bir tablo yaparak (p∧ q/) ∧ p/ 0 0 0 0 Örnek : (p∧q)/V(pVq) önermesinin bir Totoloji olduğunu tablo yaparak gösteriniz. p q p∧ q 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 Ayhan BAL (p∧ q)/ 0 1 1 1 pVq 1 1 1 0 (p∧q)/ V(pVq) 1 1 1 1 - 11 Örnek : (pVq)/∧(p∧q) önermesinin bir çelişki olduğunu önermeler cebirini kullanarak gösteriniz. ( p V q )/ ∧ (p∧ q) ≡ ≡ ( p/∧ q/ ) ∧ ( p ∧ q ) de morgan ≡ p/∧ q/ ∧ p ∧ q birleşme / / ≡ p∧ p ∧ q ∧q değişme ≡0∧ 0 (p/∧ p) ≡0 AÇIK ÖNERMELER Kazanım 11.1.2.1: Her “” ve Bazı “” niceleyicilerini örneklerle açıklar. Örnek : İdris : “ Yazın yaylaya gidecek misin?” Temel : “ Her yaz yaylaya ciderum da. Sen cider musun? “ İdris : “Bazı yazları giderim.” Yukarıdaki konuşmaya göre : 1) Temel bir yaz yaylaya gitmezse önermesi doğru olur mu? 2) İdris bir yaz yaylaya gitmezse önermesi doğru olur mu? 3) İdris hiç yaylaya gitmezse önermesi doğru olur mu ? Tanım : ( Varlık Niceleyici ) : “ Bazı “ niceleyicisi “” ile gösterilir. En az bir anlamını taşır. Tanım : ( Evrensel Niceleyici ) : “ Her “ niceleyicisi “” ile gösterilir. Bütün , tüm anlamlarını taşır. Örnek : “Her deniz tuzludur.” “Her tam sayı rasyonel sayıdır.” “Bazı balıklar denizde yaşar.” “Bazı dörtgenler karedir.” Not : Sembol Olumsuzu Ayhan BAL = ≠ ∨ ⋀ ⋀ ∨ < ≥ ≤ > - 12 Örnek : Aşağıdaki önermeleri niceleyici sembollerle ifade ediniz olumsuzunu belirtiniz. p: Her n doğal sayısı için , n2 sayısı pozitiftir. q: Bazı n doğal sayıları için , karesi kendisine eşittir. r: En az bir x doğal sayısı için , x2+4=0 s: Bütün tek doğal sayıların karesi tektir. p: nN , n2>0 q: nN , n2=n r: nN , x2+4=0 s: nN , n tek n2 tekdir. p/: AÇIK ÖNERME Kazanım 11.1.2.2: Açık önermeyi ve doğruluk kümesini açıklar. Tanım : ( Açık Önerme ) : İçinde en az bir değişken bulunduran ve bu değişkenin aldığı değerlere doğru yada yanlış hüküm bildiren önermelere açık önerme denir. Değişkenin açık önermeyi doğrulayan değerlerinin kümesine , açık önermenin doğruluk kümesi denir. Örnek : Açık önermelerin doğruluk değerlerini bulunuz. Açık Önerme n2≤0 nN , q/: nN , n2≠n r/: nN , x2+4≠0 s/: nN , n tek n2 tek değildir. P(x)= x<5 , xN P(x)= x2<17 , xZ P(x)= x2+1=26 , xZ P(x)= 3<x≤7 , xN P(x,y)= Örnek : p : xZ , 3x – 5 = x+7 q : x{1,2,3} , x2<4 Önermeleri verilsin. Doğruluk Kümesi D={0,1,2,3,4} (x–3)2+(y+5)2=0 x,yZ Örnek : Aşağıda açık önermeler verilmiştir. Boşlukları doldurunuz. a) Değillerini bulunuz. : xZ , 3x – 5 ≠ x+7 / q : x{1,2,3} , x2≥4 Değişkenle rin değeri Doğruluk değeri Örnek : Aşağıdaki bileşik önermelerin olumsuzlarını yazınız. a) [(∃𝑥 ∈ 𝑅, 𝑥 2 ≤ 𝑥)⋁(∀𝑥 ∈ 𝑅, 𝑥 2 > 0)] b) [(∀𝑥 ∈ 𝑍, 𝑥 − 2 > 0)⋀(∃𝑥 ∈ 𝑍, (𝑥 + 1)2 > 4)] c) [(∀𝑥 ∈ 𝑅, 𝑥 2 > 0) ⇒ (∃𝑥 ∈ 𝑅, 𝑥 2 ≤ 𝑥)] Sorgulama c) q p/ ifade ediniz. “x{1,2,3} , x2<4” ”xZ , 3x – 5 ≠ x+7” Sonuç b) pq/ ifade ediniz. “xZ , 3x – 5 = x+7” ”x{1,2,3} , x2≥4” Açık Önerme p/ Ayhan BAL P(x) “2x +1=19” P(x) “x asal sayıdır” P(1) P(2) 2 P(1) 2.12+1=3 3≠19 0 P(x,y) “2x– 3y=15” P(-3, -7) P(x) “2x<15” P(9) - 13 İSPAT YÖNTEMLERİ İSPAT YÖNTEMLERİ Kazanım 11.1.2.3: Tanım , aksiyom , teorem ve ispat kavramlarını açıklar , bir teoremin hipotezini ve hükmünü belirtir. Tanım: ( Aksiyom – Postulat ) Doğruluğu ispatlanmayan , ama doğru olduğu kabul edilen önermelere aksiyom denir. “ Her doğru parçası kendisine eşittir. ” Kazanım 11.1.2.4: Mantık kurallarını basit teoremlerin ispatlarında kullanır. Bir teoremi ispatlamak 1 ⇒ 𝑞 ≡ 1 denkliğinde q’nun 1’e denk olduğunu göstermektir. Bunu için bazı akıl yürütme yöntemleri şöyledir. İSPAT YÖNTEMLERİ Tanım : ( Teorem ) p hipotezi doğru olan pq gerektirmesine teorem denir. Tanım : Bir teoremin verilen kısmına hipotez, ispatlanacak olan kısmına hüküm denir. Teoremin hipotezinden yola çıkıp hükmüne ulaşmaya teoremi ispatlamak denir. Örnek : “İki çift sayının çarpımı çift sayıdır.” teoreminin hipotez ve hükmünü tiniz. TÜME VARIM TÜMDEN GELİM DOĞRUDAN İSPAT OLMAYANA ERGİ YÖNTEMİ İLE İSPAT Hipotez (p) : “a ve b çift sayıdır.” Hüküm (q) : “a.b çift sayıdır.” Teorem (pq): “a ve b çift sayı ise a.b çift sayıdır.” Uyarı : (Bir Teoremin Karşıtı ) p q önermesinin karşıtı q p idi. Bu durumda Bir teoremin karşıtı teorem olmayabilir. Çünkü teoremde hipotezin doğru olma zorunluluğu var. Hükmün yanlış veya doğruluğu kanıtlanacaktır. Uyarı : (Bir Teoremin Tersi) p q önermesinin tersi p/ q/ idi. Burada teoremin tersi doğru yada yanlış olabilir. Uyarı : (Bir Teoremin Karşıt Tersi) p q önermesinin karşıt tersi q/ p/ idi. Üstelik p⇒q ≡ q/⇒p/ Yai bir teoremin doğruluk değeri ile karşıt tersinin doğruluk değeri aynıdır. Ayhan BAL DOLAYLI İSPAT ÇELİŞKİ YÖNTEMİ İLE İSPAT DENEME YÖNTEMİ İLE İSPAT AKSİNE ÖRNEK VEREREK İSPAT - 14 DOĞRUDAN İSPAT YÖNTEMİ p⇒q teoreminde hipoteniz (p) doğru olmasından çıkarak hükmün (q) doğruluğu ispatlanır. Hipotez :p Hüküm :q 1.Adım : p doğrudur 2. Adım . . } Matematiksel Mantık ile yapılan işlem .. n. Adım : q doğrudur. Örnek : “İki tek sayının toplamı bir çift sayıdır.” Teoremini doğrudan ispat yöntemi ile gösterelim. Hipotez : p:”a ve b tek sayılardır.” Hüküm : q:”a+b çift sayıdır.” 1.Adım : 𝑎 = 2𝑚 − 1 𝑣𝑒 𝑏 = 2𝑛 − 1 𝑚, 𝑛 ∈ 𝑍 2.Adım : 𝑎 + 𝑏 = 2𝑚 − 1 + 2𝑛 − 1 = 2(𝑚 + 𝑛 − 1) , (𝑚 + 𝑛 − 1) = 𝑡 ∈ 𝑍 = 2𝑡 3.Adım : 𝑎 + 𝑏 çift sayıdır. DOLAYLI İSPAT YÖNTEMLERİ 1.) Olmayana Ergi ( Karşıt Ters ) Yöntemi ile İspat p⇒q ≡ q/⇒p/ olduğundan p⇒q teoreminin ispatı yerine q/⇒p/ teoreminin ispatı yapılır. Örnek : "𝑛 = 6 𝑖𝑘𝑒𝑛 3𝑛 − 1 = 17" Teoremini olmayana ergi yöntemi ile ispatlayalım Hipotez Hüküm : 𝑝: "𝑛 = 6" : 𝑞: "3𝑛 − 1 = 17" Teorem : 𝑝 ⇒ 𝑞 ∶ "𝑛 = 6 𝑖𝑘𝑒𝑛 3𝑛 − 1 = 17" Teoremin karşıt tersi ise 𝑞 ′ ⇒ 𝑝′ ∶ " 3𝑛 − 1 ≠ 17 𝑖𝑘𝑒𝑛 𝑛 ≠ 6" Şimdi bunu ispatlarken ise doğrudan ispatı kullanacağız.(Yöntem içinde Yöntem) 3n − 1 ≠ 17 ⇒ 3n − 1 + 1 ≠ 17 + 1 ⇒ 3n ≠ 18 3n 18 ⇒ ≠ 3 3 ⇒n≠6 Bu durumda Teoremin karşıt tersi olan 𝑞 ′ ⇒ 𝑝′ ∶ " 3𝑛 − 1 ≠ 17 𝑖𝑘𝑒𝑛 𝑛 ≠ 6" Doğru olur. Diğer yandan p⇒q ≡ q/⇒p/ Olduğundan 𝑝 ⇒ 𝑞 ∶ "𝑛 = 6 𝑖𝑘𝑒𝑛 3𝑛 − 1 = 17" Teoremi doğru olur. Ayhan BAL - 15 2.) Çelişki Yöntemi ile İspat Bu yöntem ile ispat bir teoremin hükmünün değilinden hareket ederek bir çelişki elde edilmeye çalışılır. 3.) Deneme Yöntemi ile İspat 𝑥 ∈ 𝐴 𝑣𝑒 𝑝(𝑥) bir açık önerme olsun. ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑖ç𝑖𝑛 𝑝(𝑥) açık önermesinin doğruluğu denenerek ispat yapılır. (p⇒q)’ ≡ (p/ V q)’ ≡ p ∧ q’ Örnek : 𝐴 = {0,1,2,3} olmak üzere "∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑖ç𝑖𝑛 𝑥 2 + 1 ≤ 10" Teoremini ispatlayınız. x = 0 için 02 + 1 = 1 ≤ 10 x = 1 için 12 + 1 = 2 ≤ 10 x = 2 için 22 + 1 = 5 ≤ 10 x = 3 için 32 + 1 = 10 ≤ 10 olduğundan "∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑖ç𝑖𝑛 𝑥 2 + 1 ≤ 10" teoremi doğrudur. Denkliğinden yararlanılır. Örnek : √2 sayısının irrasyonel sayı olduğunu ispatlayınız. 𝑎 𝑣𝑒 𝑏 aralarında asal sayılar olmak 𝑎 𝑎 üzere ∈ 𝑄 𝑖𝑘𝑒𝑛 √2 ≠ 𝑏 olduğunu 𝑏 ispatlamamız isteniyor. Yani Hipotez : 𝑝: " 𝑎 𝑣𝑒 𝑏 𝑎𝑟𝑎𝑙𝑎𝑟𝚤𝑛𝑑𝑎 𝑎𝑠𝑎𝑙 𝑣𝑒 𝑎 Hüküm : 𝑞: " √2 ≠ 𝑏 " 𝑎 ∈ 𝑄" 𝑏 Biz teoremi çelişki yöntemi ile ’ ispatlayacağız. Yani p ∧ q nun yanlış olduğunu gösterirsek p⇒q doğru olur. 1.Adım : 𝑎 " 𝑎 𝑣𝑒 𝑏 𝑎𝑟𝑎𝑙𝑎𝑟𝚤𝑛𝑑𝑎 𝑎𝑠𝑎𝑙 𝑣𝑒 = √2" 𝑏 Olduğunu kabul edelim. 2. Adım :Her iki tarafın karesi alınır. 𝑎 2 2 ( ) = (√2) 𝑏 𝑎2 =2 𝑏2 2 𝑎 = 2. 𝑏 2 3.Adım : 𝑎2 çift sayı olur yani 𝑎 çift sayıdır. 𝑎 = 2𝑘 , 𝑘 ∈ 𝑍 olsun. 4. Adım : (2𝑘)2 = 2. 𝑏 2 4𝑘 2 = 2. 𝑏 2 𝑏 2 = 2𝑘 2 5. Adım : 𝑏 bir çift tam sayı olur. 𝑎 çift bulmuştuk. Yani 𝑎 𝑣𝑒 𝑏 çift sayı olur. Bu durum 𝑎 𝑣𝑒 𝑏 ‘nin aralarında asal olmasıyla çelişir. Yani p ∧ q’ yanlış olur. √2 sayısının rasyonel sayı değildir. O zaman 𝐩′ ∨ 𝐪 doğru olur. 𝐩′ ∨ 𝐪 ≡ 𝐩 ⇒ 𝐪 Olduğundan 𝐩 ⇒ 𝐪 teoremi doğru olur. √2 sayısının irrasyonel sayıdır. Ayhan BAL - 16 4.) Aksine Örnek Vererek İspat Bu yöntem genellikle 𝑝⇒𝑞 şeklindeki bir önermenin yanlış olduğunu göstermek için kullanılır. TÜMEVARIM YÖNTEMİ İLE İSPAT Örnek : " 𝑥 < 3 𝑖𝑠𝑒 𝑥 2 < 9 " Önermesinin ispatını yapalım. 𝑥 = −4 alınırsa (−4)2 = 16 ≮ 9 O halde " 𝑥 < 3 𝑖𝑠𝑒 𝑥 2 < 9 " önermesi yanlış bir önermedir. 𝑛 ∈ 𝑁 , 𝑃(𝑛) bir açık önerme 𝑎 ∈ 𝑁𝑎 ve 𝑁𝑎 = {𝑎 , 𝑎 + 1 , 𝑎 + 2 , … } olsun Kazanım 11.1.2.5: yöntemi ile ispat yapar. i. ii. Tümevarım 𝑃(𝑛) önermesi en küçük eleman 𝑛 = 𝑎 için doğru, 𝑘>0 olmak üzere 𝑃(𝑛) önermesi 𝑛 = 𝑘 için doğru kabül edildiğinde 𝑛 = 𝑘 + 1 için doğru, oluyorsa bu önermeye 𝑁𝑎 kümesinin her elemanı için doğrudur. Bu ispat yöntemine tümevarım yöntemi ile ispat denir. Dikkat : 1) 𝑛. (𝑛 + 1) ⇒ 2 𝑃(𝑛 + 1): 1 + 2 + 3 + ⋯ + 𝑛 + 𝑛. (𝑛 + 1) (𝑛 + 1). (𝑛 + 2) = 2 𝑃(𝑛): 1 + 2 + 3 + ⋯ + 𝑛 = 2) 𝑛. (3𝑛 − 1) ⇒ 2 𝑃(𝑛 + 1): 1 + 4 + 7 + ⋯ + 3𝑛 − 2 + 3𝑛 + 1 (𝑛 + 1). (3𝑛 + 2) = 2 𝑃(𝑛): 1 + 4 + 7 + ⋯ + 3𝑛 − 2 = 3) 𝑃(𝑛): 1 + 3 + 5 + ⋯ + 2𝑛 − 1 = 𝑛2 ⇒ 𝑃(𝑛 + 1): 1 + 3 + 5 + ⋯ + 2𝑛 − 1 + 2𝑛 + 1 = (𝑛 + 1)2 4) 𝑃(𝑛): 2 + 4 + 6 + ⋯ + 2𝑛 = 𝑛. (𝑛 + 1) ⇒ 𝑃(𝑛 + 1): 2 + 4 + 6 + ⋯ + 2𝑛 + 2𝑛 + 2 = (𝑛 + 1). (𝑛 + 2) Ayhan BAL - 17 5) 5) ∀𝑛 ∈ 𝑁 + 𝑖ç𝑖𝑛; 𝑛. (𝑛 + 1) 2 Açık önermesini tüme varım yöntemi ile ispatlayınız. 1. Adım: 𝑛 = 1 için doğru 2. Adım : 𝑛 = 𝑘 için doğru olsun. … 𝑛 = 𝑘 + 1 için doğrudur. 𝑃(𝑛): 1.2 + 2.3 + ⋯ + 𝑛. (𝑛 + 1) 𝑛. (𝑛 + 1). (𝑛 + 2) = ⇒ 3 𝑃(𝑛 + 1): 1.2 + 2.3 + ⋯ + 𝑛. (𝑛 + 1) + (𝑛 + 1). (𝑛 + 2) (𝑛 + 1). (𝑛 + 2). (𝑛 + 3) = 3 𝑃(𝑛): 1 + 2 + 3 + ⋯ + 𝑛 = 6) 𝑃(𝑛): 22 + 42 + ⋯ + (2𝑛)2 2. 𝑛. (𝑛 + 1). (2𝑛 + 1) = ⇒ 3 𝑃(𝑛 + 1): 22 + 42 + ⋯ + (2𝑛)2 + (2𝑛 + 2)2 2. (𝑛 + 1). (𝑛 + 2)(2𝑛 + 3) = ⇒ 3 7) 𝑛 ∈ 𝑁 + için; 𝑛 1−𝑥 ⇒ 1−𝑥 𝑃(𝑛 + 1): 1 + 𝑥 + 𝑥 2 + ⋯ + 𝑥 𝑛−1 + 𝑥 𝑛 1 − 𝑥 𝑛+1 = 1−𝑥 6) 𝑛. (3𝑛 − 1) 2 Açık önermesini tüme varım yöntemi ile ispatlayınız. 𝑃(𝑛): 1 + 4 + 7 + ⋯ + 3𝑛 − 2 = 7) ∀𝑛 ∈ 𝑁 + 𝑖ç𝑖𝑛; 𝑃(𝑛): 1.2 + 2.3 + 3.4 + ⋯ + 𝑛. (𝑛 + 1) 𝑛. (𝑛 + 1). (𝑛 + 2) = 3 Açık önermesini tüme varım yöntemi ile ispatlayınız. 8) ∀𝑛 ∈ 𝑁 + 𝑖ç𝑖𝑛; 𝑃(𝑛): 1 + 3 + 5 + ⋯ + 2𝑛 − 1 = 𝑛2 Açık önermesini tüme varım yöntemi ile ispatlayınız. 9) ∀𝑛 ∈ 𝑁 + 𝑖ç𝑖𝑛; 𝑃(𝑛): 22 + 42 + ⋯ + (2𝑛)2 2. 𝑛. (𝑛 + 1). (2𝑛 + 1) = 3 Açık önermesini tüme varım yöntemi ile ispatlayınız. 𝑃(𝑛): 1 + 𝑥 + 𝑥 2 + ⋯ + 𝑥 𝑛−1 = 1) UYGULAMALAR 𝑃(𝑛) ∶ "𝑛. (𝑛 − 2) = 3" önermesine göre 𝑃(1), 𝑃(2), 𝑃(3), 𝑃(𝑛 + 1) değerlerini bulunuz. 2) 𝑃(𝑛) ∶ "𝑛2 − 3𝑛 − 28 = 0 𝑛 ∈ 𝑁" açık önermesinin doğruluk kümesini bulunuz. 3) 𝑃(𝑎) ∶ "𝑎2 + 𝑎 − 20 = 0 𝑎 ∈ 𝑍" açık önermesinin doğruluk kümesini bulunuz. ∀𝑛 ∈ 𝑁 + 𝑖ç𝑖𝑛; 4) 𝑃(𝑛): 1 + 2 + 3 + ⋯ + 𝑛 = 𝑛. (𝑛 + 1) ⇒ 2 10) ∀𝑛 ∈ 𝑁 + 𝑖ç𝑖𝑛; 1 − 𝑥𝑛 1−𝑥 Açık önermesini tüme varım yöntemi ile ispatlayınız. 𝑃(𝑛): 1 + 𝑥 + 𝑥 2 + ⋯ + 𝑥 𝑛−1 = ve 𝑃(𝑛): 1.2 + 2.3 + 3.4 + ⋯ + 𝑛. (𝑛 + 1) 𝑛. (𝑛 + 1). (𝑛 + 2) = 3 Önermeleri için 𝑃(1), 𝑃(2), 𝑃(3), 𝑃(4) değerlerini bulunuz. 11) ∀𝑛 ∈ 𝑁 + 𝑖ç𝑖𝑛; 1 1 1 1 𝑛 𝑃(𝑛): + + + ⋯+ = 1.2 2.3 3.4 𝑛. (𝑛 + 1) 𝑛 + 1 Açık önermesini tüme varım yöntemi ile ispatlayınız. Ayhan BAL - 18 12) ∀𝑛 ∈ 𝑁 + 𝑖ç𝑖𝑛; 𝑃(𝑛): (𝐶𝑜𝑠𝜃 + 𝑖. 𝑆𝑖𝑛𝜃)𝑛 = 𝐶𝑜𝑠𝑛. 𝜃 + 𝑖. 𝑆𝑖𝑛𝑛. 𝜃 Açık önermesini tüme varım yöntemi ile ispatlayınız. (De Moivre) 13) ∀𝑛 ∈ 𝑁3 𝑖ç𝑖𝑛; 𝑃(𝑛): 3𝑛 > 1 + 4𝑛 Açık önermesini tüme varım yöntemi ile ispatlayınız. 14) ∀𝑛 ∈ 𝑁 + 𝑖ç𝑖𝑛; 𝑃(𝑛): 1.1! + 2.2! + 3.3! + ⋯ + 𝑛. 𝑛! = (𝑛 + 1)! − 1 Açık önermesini tüme varım yöntemi ile ispatlayınız. Ayhan BAL