ประพจน์ที่สมมูลกัน และ สัจนิรันดร์ ตรรกศาสตร์เบื้องต้น ม.4
ประพจน์ที่สมมูลกัน และ สัจนิรันดร์
ประพจน์ที่สมมูลกัน
ประพจน์ 2 ประพจน์จะสมมูลกัน ก็ต่อเมื่อ ประพจน์ทั้งสองมีค่าความจริงเหมือนกัน ทุกกรณีของค่าความจริงของประพจน์ย่อย
การทดสอบว่าประพจน์ 2 ประพจน์ สมมูลกัน ทำได้ 2 วิธีคือ
1. สร้างตารางแจกแจงค่าความจริง ค่าความจริงต้องตรงกันทุกกรณี
2. โดยการใช้หลักความจริงและประพจน์ที่สมมูลกันแบบง่ยๆที่ควรจำ เพื่อแปลงรูปประพจน์ไปเป็น
แบบเดียวกัน
ตัวอย่างประพจน์ที่สมมูลกันที่ควรทราบ มีดังนี้
p ∧ q สมมูลกับ q ∧ p
p ∨ q สมมูลกับ q ∨ p
(p ∧ q) ∧ r สมมูลกับ p ∧ (q ∧ r)
(p ∨ q) ∨ r สมมูลกับ p ∨ (q ∨ r)
p ∧ (q ∨ r) สมมูลกับ (p ∧ q) ∨ ( p ∧ r)
p ∨ (q ∧ r) สมมูลกับ (p ∨ q) ∧ ( p ∨ r)
p → q สมมูลกับ ~p ∨ q
p → q สมมูลกับ ~q → ~p
p ⇔ q สมมูลกับ (p → q) ∧ (q → p)
ประพจน์ที่เป็นนิเสธกัน
ประพจน์ 2 ประพจน์เป็นนิเสธกัน ก็ต่อเมื่อ ประพจน์ทั้งสองมีค่าความจริงตรงข้ามกันทุกกรณีของค่าความจริงของประพจน์ย่อย
ตัวอย่างประพจน์ที่เป็นนิเสธกันที่ควรทราบ มีดังนี้
~(p ∧ q) สมมูลกับ ~p ∨ ~q
~(p ∨ q) สมมูลกับ ~p ∧ ~q
~(p → q) สมมูลกับ p ∧ ~q
~(p ⇔ q) สมมูลกับ (p ⇔ ~q) ∨(q ⇔ ~p)
~(p ⇔ q) สมมูลกับ (p ∧ ~q) ∨ ( q ∧~p)
สัจนิรันดร์
สัจจะ แปลว่าจริง ส่วนนิรันดร์ แปลว่าตลอดกาล ประพจน์ที่เป็นสัจนิรันดร์ คือ ประพจน์ที่มีค่าความจริงเป็นจริง ทุกกรณีของประพจน์ย่อย
สัจนิรันดร์
สัจนิรันดร์ หมายถึง ประพจน์ที่มีค่าความจริงเป็นจริงทุกกรณี (ไม่มีกรณีที่เป็นเท็จแม้แต่กรณีเดียว)
ซึ่งเรามีวิธีการตรวจสอบความเป็นสัจนิรันดร์ของประพจน์ด้วยวิธีการต่างๆ 4 วิธี ได้แก่
1. การตรวจสอบโดยใช้ตารางค่าความจริง
2. การตรวจสอบโดยวิธีหาข้อขัดแย้ง
3. การตรวจสอบโดยใช้ความสมเหตุสมผล
4. การตราจสอบโดยใช้หลักของความสมมูล
1. การตรวจสอบโดยใข้ตารางค่าความจริง
ตัวอย่างที่ 1 จงตรวจสอบว่า ~q -> ~{( p -> q ) ^ p} เป็นสัจนิรันดร์หรือไม่
วิธีทำ เริ่มด้วยการสร้างตารางค่าความจริง
p | q | ~q | p -> q | ~{( p -> q ) ^ p} | ~q -> ~{( p -> q ) ^ p} |
T | T | F | T | F | T |
T | F | T | F | T | T |
F | T | F | T | T | T |
F | F | T | T | T | T |
เพราะฉะนั้น จากตารางค่าความจริง เราจึงสรุปได้ว่า
~q -> ~{( p -> q ) ^ p} มีค่าความจริงเป็นจริงทุกกรณี
ดังนั้น ~q -> ~{( p -> q ) ^ p} เป็นสัจนิรันดร์
2. การตรวจสอบโดยวิธีหาข้อขัดแย้ง
ในกรณีนี้ เราจะตรวจสอบว่า “ประพจน์นั้นๆ มีโอกาสเป็นเท็จหรือไม่” โดยการสมมติให้ประพจน์นั้นๆ เป็นเท็จ แล้วแสดงให้เห็นว่าข้อสมมตินั้นเป็นไปไม่ได้ ซึ่งมี 2 รูปแบบ คือ
1. p v q
จะมีค่าความจริงเป็นเท็จ เมื่อ p และ q มีค่าความจริงเป็นเท็จทั้งคู่
2. p -> q
จะมีค่าความจริงเป็นเท็จ เมื่อ p มีค่าความจริงเป็นจริง และ q มีค่าความจริงเป็นเท็จ เท่านั้น
3. การตรวจสอบโดยใช้ความสมเหตุสมผล
การตรวจสอบโดยวิธีนี้ ใช้กับประพจน์ที่อยู่ในรูปแบบ [ (p -> q) ^ p ] -> q หรือรูปแบบอื่นที่แบ่งประพจน์ออกเป็น 2 ส่วน คือ ส่วนที่เป็นเหตุ กับ ส่วนที่เป็นผล (ข้อสรุป) ซึ่งประพจน์เขียนอยู่ในรูป เหตุ -> ผล (ข้อสรุป) เหตุอาจจะมี 2-3 ข้อ หรือมากกว่าก็ได้ แต่ทุกข้อต้องเชื่อมกันด้วยตัวเชื่อม
ในการตรวจสอบสัจนิรันดร์ ให้ตรวจสอบว่าการให้เหตุผลนั้น สมเหตุสมผลหรือไม่ ถ้าสมเหตุสมผล ประพจน์นั้นก็เป็นสัจนิรันดร์ ถ้าไม่สมเหตุสมผลจะไม่เป็นสัจนิรันดร์ ละในการตรวจสอบความสมเหตุสมผลนั้น จะต้องแยกออกเป็นข้อๆ
ตัวอย่างที่ 3 จงตรวจสอบว่า [((p -> q) ^ (p v r)) ^ ~r] -> q
วิธีทำ แยกประพจน์ออกเป็น เหตุ และ ผล แต่ละข้อ ดังนี้
เหตุ ได้แก่ 1. p -> q
2. p v r
3. ~r
ผล คือ q
จากเหตุข้อที่ 3 เราจะรู้ว่า r มีค่าความจริงเป็นเท็จ
แทนค่าความจริงของ r ลงในเหตุข้อที่ 2 จะทำให้ได้ค่า p ที่มีค่าความจริงเป็นจริง
แล้วจึงแทนค่า p ลงในเหตุข้อ 1 จะได้ค่า q ที่เป็นจริง
จึงสรุปได้ว่า การให้เหตุผลนี้สมเหตุสมผล
ดังนั้น ประพจน์ [((p -> q) ^ (p v r)) ^ ~r] -> q เป็นสัจนิรันดร์
4. การตรวจสอบโดยใช้หลักของความสมมูล
ซึ่งประพจน์ที่สมมูลกัน เมื่อนำมาเชื่อมกันด้วย <-> จะได้ประพจน์ที่เป็นสัจนิรันดร์ เช่น
p -> q ≡ ~p v q
p -> q ≡ ~q -> ~p
~( p ^ q) ≡ ~p v ~q
P ^ (q v r) ≡ (p ^ q) v (p ^ r)