ตรรกศาสตร์
ประพจน์ ( Proposition)
ประพจน์ คือ
ประโยคที่เป็นจริงหรือเป็นเท็จเพียงอย่างเดียวเท่านั้น
ประโยคเหล่านี้อาจจะอยู่ในรูปประโยคบอกเล่าหรือประโยคปฏิเสธก็ได้
ประโยคต่อไปนี้เป็นประพจน์
จังหวัดชลบุรีอยู่ทางภาคตะวันออกของไทย ( จริง )
5 × 2 = 2 + 5 ( เท็จ )
ตัวอย่างต่อไปนี้ไม่เป็นประพจน์
โธ่คุณ ( อุทาน )
กรุณาปิดประตูด้วยครับ ( ขอร้อง )
ท่านเรียนวิชาตรรกวิทยาเพื่ออะไร ( คำถาม
)
ประโยคเปิด ( Open sentence)
บทนิยาม ประโยคเปิดคือ
ประโยคบอกเล่า ซึ่งประกอบด้วยตัวแปรหนึ่งหรือมากกว่าโดยไม่เป็นประพจน์ แต่จะเป็นประพจน์ได้เมื่อแทนตัวแปรด้วยสมาชิกเอกภพสัมพัทธ์ตามที่กำหนดให้ นั่นคือเมื่อแทนตัวแปรแล้วจะสามารถบอกค่าความจริง
ประโยคเปิด เช่น
1.เขาเป็นนักบาสเกตบอลทีมชาติไทย
2. x + 5 =15
3. y < - 6
ประโยคที่ไม่ใช่ประโยคเปิด เช่น
1.10 เป็นคำตอบของสมการ X-1=7
2.โลกหมุนรอบตัวเอง
3.จงหาค่า X จากสมการ 2 x+1=8
ตัวเชื่อม ( connective)
1. ตัวเชื่อมประพจน์ ” และ ” ( conjunetion ) ใช้สัญลักษณ์แทน Ùและเขียนแทนด้วย P Ù Qแต่ละประพจน์มีค่าความจริง( truth value) ได้ 2 อย่างเท่านั้น คือ จริง( True) หรือ เท็จ( False)
ถ้าทั้ง P และ Qเป็นจริงจะได้ว่า PÙQ เป็นจริง กรณีอื่นๆ P Ù Q เป็นเท็จ เราให้นิยามค่าความจริง P Ù Q
โดยตารางแสดงค่าความจริง ( truth table) ดั้งนี้
P
Q
P Ù Q
T
T
F
F
T
F
T
F
T
F
F
F
ตัวอย่าง 5+1 = 6 Ù 2 น้อยกว่า 3 (จริง)
5+1 = 6 Ù 2 มากกว่า 3 (เท็จ)
5+1 = 1 Ù 2 น้อยกว่า 3 (เท็จ)
5+1 = 1 Ù 2 มากกว่า 3 (เท็จ)
2. ตัวเชื่อมประพจน์ ” หรือ ” ( Disjunction ) ใช้สัญลักษณ์แทน V และเขียนแทนด้วย P V Q และเมื่อ P
V Q
จะเป็นเท็จ ในกรณีที่ทั้ง P และ Q เป็นเท็จเท่านั้น
กรณีอื่น P V Q เป็นจริง เรา
ให้นิยามค่าความจริงของ P V Q
ตัวอย่างตารางค่าความจริง ดังนี้
P
Q
P V Q
T
T
F
F
T
F
T
F
T
T
T
F
ตัวอย่าง 5 + 1 = 6 V 2 น้อยกว่า 3 (จริง)
5 + 1 = 6 V 2 มากกว่า 3 (จริง)
5
+ 1 = 1V 2 น้อยกว่า 3 (จริง)
5 + 1 = 1V 2 มากกว่า 3 (เท็จ)
3. ตัวเชื่อมประพจน์ “ ถ้า ….แล้ว ” Conditional) ใช้ สัญลักษณ์แทน ® และเขียนแทนด้วย P®Q
นิยามค่าความจริงของ P®Q โดยแสดงตารางค่าความจริงดังนี้
P
Q
P®Q
T
T
F
F
T
F
T
F
T
F
T
T
ตัวอย่าง 1 < 2 ® 2 < 3 (จริง)
1 < 2 ® 3 < 2 (เท็จ)
2 < 1 ® 2 < 3 (จริง)
2 < 1 ® 3 < 2 (จริง)
4. ตัวเชื่อมประพจน์ “ก็ต่อเมื่อ ” ( Biconditional) ใช้สัญลักษณ์แทน « และเขียนแทนด้วย P«Q
นั้นคือ P«Q จะเป็นจริงก็ต่อเมือ ทั้ง P และ Q เป็นจริงพร้อมกันหรือทั้ง P และ Q เป็นเท็จพร้อมกันตารางแสดงค่าความจริงของ P«Q
P
Q
P«Q
T
T
F
F
T
F
T
F
T
F
F
T
ตัวอย่าง 1 < 2 « 2
< 3 (จริง)
1 < 2 « 3 < 2 (เท็จ)
2 < 1 « 2 < 3 (จริง)
2 < 1 « 3 < 2 (เท็จ)
5. นิเสธ ( Negation) ใช้สัญลักษณ์แทน ~ เขียนแทนนิเสธของ Pด้วย ~P ถ้า P เป็นประพจน์นิเสธของประพจน์ P คือประพจน์ที่มีค่าความจริงตรงข้ามกัน P
ตารางแสดงค่าความจริงดั้งนี้
ตัวอย่าง ถ้า p แทนประโยคว่า "วันนี้เป็นวัน
เสาร์" นิเสธของ p หรือ ~p คือประโยคที่ว่า "วันนี้ไม่เป็นวันเสาร์"
สัจนิรันดร์ ( Tautology) และความขัดแย้ง ( Contradiction)
1. สัจนิรันดร์ ( Tautology) คือ
รูปแบบประพจน์ที่มีค่าความจริงเป็นจริงเสมอโดยไม่ขึ้นอยู่กับค่าความจริงของตัวแปรของแต่ละประพจน์ที่มีรูปแบบเป็นสัจนิรันดร์
เรียกว่า ประพจน์สัจนิรันดร์ ( Tautology statement)ตัวอย่างที่ 1 P® PvQเป็นสัจนิรันดร์ เราสามารถพิสูจน์ได้หลายวิธี
P
Q
P v Q
P® PvQ
T
T
F
F
T
T
T
F
T
T
T
F
T
T
T
T
จากตารางแสดงค่าความจริงไม่ว่า P และ Q จะเป็นจริงหรือเท็จก็ตาม
ประพจน์ P® PvQ เป็นจริงเสมอ
ดังนั้นประพจน์นี้เป็น สัจนิรันดร์
2.ความขัดแย้ง ( Contradiction) คือ
รูปแบบประพจน์ที่มีค่าความจริงเป็นเท็จเสมอโดยไม่ขึ้นอยู่กับค่าความจริงของตัวแปรของแต่ละประพจน์ย่อยประพจน์ที่มีรูปแบบ
เป็นความขัดแย้ง เรียกว่า ประพจน์ความขัดแย้ง ( Contradicithon statement)
ตัวอย่าง P ^ ~P เป็น ความขัดแย้ง ตารางแสดงค่าความจริง
P ^ ~P มีค่าเป็นเท็จ สำหรับทุกๆ ค่าความจริงของ P
ดังนั้น P ^ ~P จึงเป็นความขัดแย้ง
( Contradicithon )
ทฤษฎีตรรกสมมูล ( Logical Equivalences)
ความรู้ประพจน์ตรรกะสมมูล ( Logical equivalent statement)มีประโยชน์มาก
สำหรับการหาข้อโต้แย้งและข้อสรุปในทางคณิตศาสตร์
ซึ่งในทางปฏิบัติแล้ว
การสรุปเหตุผลในแต่ละรูปจะยุ่งยากมากหากไม่อาศัยทฤษฎี ตรรกะสมมูลใน
การกล่าวอ้าง ดังนั้นจึงสรุปทฤษฎีตรรกะสมมูลไว้สำหรับใช้อ้างอิงต่อไป
กำหนดให้ p , q , r แทนประพจน์ใดๆ t แทนสัจนิรันดร์ c แทนความขัดแย้ง
1. กฎการสลับที่ ( Commutative
laws)
p ^ q = q ^p , p ^ q = q v p
2. กฎการเปลี่ยนหมู่ ( Associative laws)
( p ^ q) ^r = p ^ ( q ^ r) , ( p
^ q) v r = p v ( q ^ r)
3. กฎการแจกแจง ( Distributive laws)
p ^ ( q v r) = ( p ^ q) v ( p
^ r) ,
p v ( q ^ r) = ( p v q) ^ ( p
v r)
4. กฎเอกลักษณ์ ( Identity laws)
p v t = t , p ^ t = p
5. กฎนิเสธ ( Negative laws)
p v ~p = t , p ^ ~ p = c
6.กฎนิเสธซ้อนนิเสธ ( Double negative laws)
~( ~p) = p
7. กฎนิจพล ( Idempotent laws)
p ^p = p , p = p
8. กฎของเดอมอเกน ( demerger’s laws)
~(p ^q) = ~p v ~q , ~( p v q) = ~p v ~q
9. กฎการจำกัดขอบข่าย ( Universal bound laws)
p v t = t , p ^ c = c
10. กฎการซึมซับ ( Absorption laws)
p v ( p ^ q) = p , p
^ ( p v q) = p
11. นิเสธของ c และ t
~t = c , ~c=t
ตัวบ่งปริมาณ( Quantified statement)
ตัวบ่งปริมาณในตรรกศาสตร์ มี 2 ชนิด คือ
1) ตัวบ่งปริมาณ "ทั้งหมด" หมายถึงทุกสิ่งทุกอย่างที่ต้องการพิจารณาในการ
นำไปใช้อาจใช้คำอื่นที่มีความหมายเช่นเดียวกับ "ทั้งหมด"
ได้ ได้แก่ "ทุก"
"ทุก ๆ" "แต่ละ" "ใด ๆ" ฯลฯ เช่น คนทุกคนต้องตาย , คนทุก ๆ คนต้องตาย ,
คนแต่ละคนต้องตาย , ใคร ๆ ก็ต้องตาย
2) ตัวบ่งปริมาณ "บาง" หมายถึงบางส่วนหรือบางสิ่งบางอย่างที่ต้องการ
พิจารณา ในการนำไปใช้อาจใช้คำอื่นที่มีความหมายเช่นเดียวกันได้
ได้แก่
"บางอย่าง" "มีอย่างน้อยหนึ่ง"
เช่น สัตว์มีกระดูกสันหลังบางชนิดออกลูกเป็น
ไข่ , มีสัตว์มีกระดูกสันหลังอย่างน้อยหนึ่งชนิดที่ออกลูกเป็นไข่
ค่าความจริงของประพจน์ที่มีตัวบ่งปริมาณ
1. ∀ x[P(x)] มีค่าความจริงเป็นจริง เมื่อ x ทุกตัวในเอกภพสัมพัทธ์ทำให้ P(x) เป็นจริง
2. ∀ x[P(x)] มีค่าความจริงเป็นเท็จ เมื่อมี x อย่างน้อย 1 ตัวที่ทำให้ P(x) เป็นเท็จ
3. ∃ x[P(x)] มีค่าความจริงเป็นจริง เมื่อมี x อย่าน้อย 1 ตัวที่ทำให้ P(x) เป็นจริง
4. ∃ x[P(x)] มีค่าความจริงเป็นเท็จ เมื่อไม่มี x ใดๆ ในเอกภพสัมพัทธ์ที่ทำให้ P(x) เป็นจริง
การให้เหตุผล ( Reasoning)
โดยทั่วไปกระบวนการให้เหตุผลมี 2
ลักษณะคือ
1.การให้เหตุผลแบบนิรนัย เป็นการให้เหตุ โดยนำข้อความที่กำหนดให้ ซึ่งต้องยอมรับว่าเป็นจริง ทั้งหมด เรียกว่า เหตุ
และข้อความจริงใหม่ที่ได้เรียกว่า ผลสรุป ซึ่งถ้า
พบว่าเหตุที่กำหนดนั้นบังคับให้เกิดผลสรุปไม่ได้ แสดงว่า
การให้เหตุผลดังกล่าวสมเหตุสมผล
แต่ถ้าพบว่าเหตุที่กำหนดนั้นบังคับให้เกิดผลสรุปไม่ได้แสดงว่า
การให้เหตุผลดังกล่าวไม่สมเหตุสมผล
ตัวอย่าง เหตุ 1. คนทุกคนต้องหายใจ
2 . นายเด่นต้องหายใจ
ผลสรุป นายเด่นต้องหายใจ
จะเห็นว่า จากเหตุที่1 และเหตุที่ 2 บังคับให้เกิดผลสรุปดังนั้นการให้เหตุผลนี้สมเหตุสมผลสมเหตุสมผล
2.การให้เหตุผลแบบอุปนัย เป็นการให้เหตุผลโดยอาศัยข้อสังเกตหรือผลการทดลองจากหลายๆตัวอย่าง
มาสรุปเป็นข้อตกลง หรือข้อคาดเดาทั่วไป หรือ คำพยากรณ์และจะต้องมีข้อสังเกต หรือ
ผลการทดลอง หรือ มีประสบการณ์ที่มากพอที่จะปักใจเชื่อได้
แต่ก็ยังไม่สามารถแน่ใจในผลสรุปได้เต็มที่เหมือนกับการให้เหตุผลแบบนิรนัย
ตัวอย่างการให้เหตุผลแบบอุปนัย เช่น เราเคยเห็นว่ามีปลาจำนวนมากที่ออกลูกเป็นไข่ เราจึงอนุมานว่า “ปลาทุกชนิดออกลูกเป็นไข่ ” ซึ่งกรณีนี้ถือว่าไม่สมเหตุสมผล ทั้งนี้เพราะข้องสังเกตหรือ
ตัวอย่างที่พบว่ายังไม่มากพอที่จะสรุป เพราะโดยข้อเท็จจริงแล้วมีปลาบางชนิดที่ออกลูกเป็นตัว
เช่น ปลาหางนกยูง เป็นต้น
มาร้องเพลงตรรกศาสตร์กันเถอะ
VIDEO
https://www.youtube.com/watch?v=8XWRYcalW5I 16 / 09 / 2556