שינויים

88-101 חשיבה מתמטית קיץ תשעא/תרגילים/פתרון 2

נוספו 3,334 בתים, 06:48, 6 באוגוסט 2011
==שאלה 1 ==
הגדרה: הגבול של הפונקציה f בנקודה x הינו L אם לכל סדרה <math>x_n</math> המתכנסת לx ושאבריה שונים מx מתקיים שהסדרה <math>f(x_n)</math> מתכנסת ל-L.
נסמן סדרה ממשית ב<math>\{a_n\}\subseteq\mathbb{R}</math>. אם כן, ההצרנה של הגדרת הגבול הינה:
**<math>
\forall \{a_n\}\subseteq\mathbb{R}:\Big[
במילים: לכל סדרה מתקיים אם (כל איברי הסדרה שונים מ-x וגם גבול הסדרה הוא x) אז (גבול הסדרה המתקבלת מהפעלת הפונקציה על איברי הסדרה הוא L)
 
השלילה, היא שקיימת סדרה כך שהתנאי השני לא מתקיים אבל התנאי הראשון כן מתקיים. לכן:
 
**<math>
\exists\{a_n\}\subseteq\mathbb{R}:\Big[
 
\big[ (\forall n\in\mathbb{N}:a_n\neq x)
\and
(\forall\epsilon >0 \exists N_{\epsilon}\in\mathbb{N}\forall n>N_{\epsilon}:|a_n-x|<\epsilon)
\big]
\and
\big[
(\exists\epsilon >0 \forall N_{\epsilon}\in\mathbb{N}\exists n>N_{\epsilon}):|f(a_n)-L|\geq\epsilon)
 
\big]
 
 
\Big]
 
</math>
 
הצרן את הטענות הבאות, ואז הצרן את השלילה שלהן:
*מבין כל שלושה אנשים, הצעיר ביותר הוא שמח.
נניח כי מדובר בשלושה אנשים '''שונים''' כפי שנהוג בשפה. כמו כן, נניח שאם אדם x צעיר מאדם y אזי הם שונים (כלומר צעיר ממש). נקרא לקבוצת האנשים H עבור humans.
 
**<math>\forall x,y,z\in H: ([P(x,y)]\and [P(x,z)] \and [y\neq z])\rightarrow Q(x) </math>
 
השלילה הינה "קיימת שלישית אנשים בה האדם הצעיר ביותר עצוב.
 
**<math>\exists x,y,z\in H: ([P(x,y)]\and [P(x,z)] \and [y\neq z])\and \neg Q(x) </math>
 
 
 
 
 
*מבין כל שלושה אנשים שמחים, לפחות שניים הם באותו גיל
 
**<math>\forall x,y,z\in H:
\Big[
(x\neq y)\and (x\neq z)\and (y\neq z) \and Q(x) \and Q(y) \and Q(z)
\Big]
\rightarrow
[
(
\neg [P(x,y)\or P(y,x)]
)
\or
(
\neg [P(x,z)\or P(z,x)]
)
\or
(
\neg [P(z,y)\or P(y,z)]
)
]
 
 
</math>
 
השלילה: קיימת שלישית אנשים שמחים כך שכולם בגיל שונה.
 
**<math>\forall x,y,z\in H:
\Big[
(x\neq y)\and (x\neq z)\and (y\neq z) \and Q(x) \and Q(y) \and Q(z)
\Big]
\and
[
(
[P(x,y)\or P(y,x)]
)
\and
(
[P(x,z)\or P(z,x)]
)
\and
(
[P(z,y)\or P(y,z)]
)
]
 
 
</math>
 
 
 
 
*בכל זוג יש לפחות אדם אחד שמח.
**<math>\forall x,y\in H: (x\neq y) \rightarrow [Q(x)\or Q(y)]</math>
**<math>\exists x,y\in H: (x\neq y) \and \neg Q(x)\and \neg Q(y)</math>
 
 
 
 
*קיים זוג בו שני האנשים שמחים רק אם קיים זוג אחר בו שני האנשים עצובים
**<math>[\exists x,y\in H: (x\neq y \and Q(x) \and Q(y)] \rightarrow [\exists x,y\in H: (x\neq y) \and \neg Q(x) \and \neg Q(y)]</math>
 
השלילה הינה: קיים זוג שמחים ואין זוג עצובים. אין זוג עצובים אם מכל זוג יש לפחות אחד שמח.
 
**<math>[\exists x,y\in H: (x\neq y \and Q(x) \and Q(y)] \and[\forall x,y\in H: (x\neq y)\rightarrow [Q(x) \or Q(y)]]</math>
 
 
 
 
*יש רק אדם אחד עצוב
**<math>\exists x\in H: [(\neg Q(x))\and (\forall y\in H: (y\neq x)\rightarrow Q(y)) ]</math>
 
זהו בעצם משפט '''קיום''' וגם '''יחידות'''. השלילה היא לא קיים או לא יחיד:
 
**<math>\forall x\in H: Q(x)\or [\exists y\in H: (y\neq x) \and \neg Q(y)]</math>
 
 
 
 
*יש אדם שהוא הכי מבוגר
*אנחנו נסיק מכך שיש אדם שאין אף אחד מבוגר ממנו. כלומר אם יש אדם שני מבוגרים, אז עדיין ניתן לומר שיש אחד שהוא הכי מבוגר**<math>\exists x\in H\forall y\in H: (x\neq y) \rightarrow \neg P(x,y)</math>השלילה: לכל אדם, יש אדם המבוגר ממנו.**<math>\forall x\in H\exists y\in H: (x\neq y) \and P(x, הוא שמחy)</math>
 
 
*אם יש אדם שהוא הכי מבוגר, הוא שמח
נצרין את זה באופן: כל אדם שהוא הכי מבוגר, הוא גם הכי שמח.
**<math>\forall x\in H :[\forall y\in H: (x\neq y) \rightarrow \neg P(x,y)] \rightarrow Q(x)]</math>
השלילה הינה: יש אדם הכי מבוגר והוא עצוב
**<math>\exists x\in H: [\forall y\in H: (x\neq y) \rightarrow \neg P(x,y)] \and \neg Q(x)]</math>
 
==שאלה 2==
חלק את הטענות הבאות לקבוצות שקילות. כלומר, בכל קבוצה כל הטענות צריכות להיות שקולות זו לזו. בנוסף, ציין אילו קבוצות הן שלילות של איזו קבוצה:
#יש חתול שאינו שורט ואינו נושך כאשר הוא רואה כלב