teorema o non teorema

Messaggioda G.D. » 19/08/2007, 11:56

buona domenica a tutti

ho un dubbio che riguarda i teoremi

ieri, parlando dell'insieme vuoto (link: https://www.matematicamente.it/f/viewtopic.php?t=21068), si è dimostrata la verità della seguente proposizione "per ogni elemento $x in emptyset$ vale la proprietà B" semplicemente osservando che è la falsa la premessa $x in emptyset$...allo stesso modo si è dimostrato che la proposizione "per ogni elemento $x in emptyset$ non vale la proprietà B" semplicemente osservando che è falsa la premessa $x in emptyset$

stamattina stavo facendo un esercizio dui numeri primi e poco dopo ne ho fatto uno sui numeri dispari (fortunatamente mi trovo) quando, sulla falsariga della dimostrazione della validità delle proposizioni di cui parlavo prima, mi è venuto in mente che, una proposizione del tipo "se $3$ è dispari allora $3$ è un numero primo" è vera perchè la premessa e la conseguenza sono entrambe vere, però...non si può passare logicamente dal fatto che $3$ è dispari al fatto che $3$ è primo, quindi (ho pensato io) questa proposizione non è un teorema eppure ne ho provato la verità :?

allo stesso modo ho dunque riflettuto sulle due proposizioni di ieri sull'insieme vuoto che ho scritto sopra: si è dimostrata la verità di quelle proposizioni semplicemente attraverso la logica degli enunciati, ma, per esempio, nella proposizione "per ogni elemento $x in emptyset$ vale la proprietà B", non si è dimostrato che dalla premessa $forall x in emptyset$ discende logicamente che $B mbox { vale per } x$...ho pensato (molto probabilmente sbaglio) che ciò non è stato possibile perchè la premessa è falsa, mentre in un teorema la premessa deve essere vera...

a questo punto mi sorgono un pò di dubbi

1) una proposizione del tipo $A rightarrow B$ quando è un teorema?
spiego meglio il senso della domanda: obiettivo del teorema è dimostrare che l'implicazione è vera in quanto dalla verità della premessa segue logicamente la verità della conseguenza, quindi, partendo dal fatto che $A$ ha valore di verità $mbox { VERO }$ bisogna provare che l'implicazione $rightarrow$ è vera mostrando che da $A$ segue logicamente che $B$ è $mbox { VERA }$...è questa la condizione che rende un teorema tale?

2) (con riferimento alla domanda 1) se la premessa $A$ è falsa si è ancora in presenza di un teorema?

3) di solito quando si dimostra un teorema ($A rightarrow B$) si assume vera la $A$ e si dimostra che da questo segue logicamente che è vera anche $B$ senza però sapere a priori che $B$ è vera; se, invece, uno avesse una proposizione $B$ che si sa essere vera ancor prima di dimostrare il teorema e mostra che questo valore di verità è logicamente dipendente dalla verità di $A$, si può ancora parlare di teorema?

4) (con riferimento alla domanda 2) se, invece, non si può provare che la verità di $B$ segue logicamente dalla verità di $A$, fermo restando che $B$ è vera, si è ancora in presenza di un teorema?

5) uno deve prendere per buono l'avere dimostrato che un teorema è vero o l'avere dimostrato che una proposizione è vera anche se essa non è un teorema?
rendo meglio il senso della domanda: prendiamo ad esempio la proposizione "per ogni elemento $x in emptyset$ vale la proprietà B": questa è vera ma la premesssa è falsa, quindi non è un teorema, inoltre non si è dimostrato che da $x in emptyset$ segue logicamente che $B mbox { vale per } x$...a questo punto questa proposizione la si assume vera da un punto di vista logico o da un punto di vista formale?
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Messaggioda Martino » 19/08/2007, 12:31

in un teorema la premessa deve essere vera...


Premetto una cosa: mi è molto scomodo pensare a un teorema come a una struttura tipo "ipotesi + tesi", anche perché posso spostare l'ipotesi dove voglio. Ti faccio un esempio: se dico "tutte le palline appartenenti a $\emptyset$ sono rosse" viene spontaneo dare a "pallina $P \in \emptyset$" il nome di ipotesi e a "P rossa" il nome di tesi, però io ti posso dare la formulazione equivalente: "se 1=1 allora tutte le palline appartenenti a $\emptyset$ sono rosse". In tale formulazione l'ipotesi è 1=1, ed è vera, e la tesi è "tutte le palline appartenenti a $\emptyset$ sono rosse".
Quindi non posso intendere un teorema come "ipotesi+tesi" dove l'ipotesi è vera. E non ha senso parlare di "ipotesi naturale" perché il rigore dell'ambiente in cui siamo non ce lo permette.

Mettiamoci quindi d'accordo su una cosa: un teorema per me è una proposizione vera

Ora:

"se 3 è dispari allora è un numero primo" è vera perchè la premessa e la conseguenza sono entrambe vere, però...non si può passare logicamente dal fatto che è dispari al fatto che è primo, quindi (ho pensato io) questa proposizione non è un teorema eppure ne ho provato la verità


La proposizione "se 3 è dispari allora è primo" è un teorema in quanto proposizione vera.

1) Direi che una proposizione del tipo $A \rarr B$ è un teorema quando non si verifica il caso "A vero & B falso".

2) Sì, qualunque sia B.

3) Sì. Che B sia vera indipendentemente da A non è influente. Ciò che importa è che B sia vera quando A è vera. Poiché B è vera sempre, lo è anche quando A è vera.

4) In realtà bisogna chiarire il concetto di "non si può provare": se sai che B è vera e lo sai provare, allora puoi decidere che il procedimento per provare B parte dalla veridicità di A. In altre parole, poiché A è vera, essa implica qualsiasi proposizione vera, in particolare qualunque proposizione vera da cui tu voglia partire per dimostrare B. Quindi se puoi provare che B vale, puoi provare anche che B segue logicamente dalla verità di A.

5) Come dicevo, per me una proposizione vera è un teorema.
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Messaggioda Lorenzo Pantieri » 20/08/2007, 07:26

Tre spunti:

1. Un teorema non e' una proposizione vera. Zichichi potra' anche pensarla cosi', ma Goedel si rivolta nella tomba. Fidati.
2. Attenzione all'implicazione. In matematica, a differenza del linguaggio naturale, l'implicazione non comporta un rapporto di causa-effetto.
3. Attenzione all'insieme vuoto e a riferirsi a proprieta' di elementi dell'insieme vuoto. Questo fatto, unito alla contro-intuitivita' dell'implicazione in matematica, e' a volte sorgente di situazioni non intuitive.

Ciao,
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Messaggioda G.D. » 20/08/2007, 10:26

...e sono proprio questi tre punti i miei dubbi

1) che cos'è un teorema?
2) prendiamo ad esempio le due proposizioni composte $P_1$: "se un triangolo è isoscele allora gli angoli alla base sono uguali" e $P_2$: "per gli $x in emptyset$ vale la proprietà $B$"...perchè per far vedere che la $P_1$ è vera si ricorre a un ragionamento logico che porta dalla verità dell'ipotesi alla verità della tesi, mentre per far vedere che è vera la $P_2$ (questo è stato fatto nel topic indicato dal link nel mio post iniziale) si è fatto semplicemente ricorso alla logica degli enunciati? voglio dire: si potrebbe fare allora la stessa cosa anche con $P_1$ ma non lo facciamo...
3) (sempre assumendo come esempio le proposizioni $P_1$ e $P_2$) in geometria usiamo la $P_1$ per fare altre deduzioni logiche o altre dimostrazioni logiche, si può fare la stessa cosa con $P_2$ (cioè usarla per altre deduzioni logiche e altre dimostrazioni logiche), fermo restando che la $P_2$ di logico non ha nulla dal momento che l'ipotesi è falsa sempre?
Ultima modifica di G.D. il 20/08/2007, 19:00, modificato 1 volta in totale.
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Messaggioda Martino » 20/08/2007, 10:58

Lorenzo Pantieri ha scritto:Un teorema non e' una proposizione vera.


Grazie per lo spunto :D ma allora dovresti proporre una definizione di teorema. Io l'ho sempre pensato come "proposizione importante", più importante dei lemmi e delle proposizioni. Non gli ho mai dato un significato diverso. Ora:

- Se si dice che un teorema è una struttura "ipotesi + tesi" con ipotesi vera, ciò ricade in una quantità di assurdi in quanto l'ipotesi in una proposizione non è una cosa ben definita, ovvero non è invariante rispetto al passaggio a proposizioni equivalenti.

- Se ci si limita a dire ciò che un teorema non è, allora emergono naturalmente dubbi insolubili e fastidiosi. Per esempio: quali dei seguenti sono teoremi? (la domanda è rivolta a Lorenzo Pantieri)
a) se 3 è dispari allora è primo,
b) se 3 è pari allora 2 è pari,
c) se 30 è primo allora ogni numero pari è primo,
d) se 30 non è primo allora 2 non è primo,
e) 2 è pari,
f) 3 è pari.

Considerato tutto questo, credo che non si possa dire una cosa assoluta sulla definizione (o non-definizione) di teorema, forse è meglio affidarsi alla propria comodità di pensiero.

@Wizard: il problema di fondo credo sia il seguente: se l'ambiente è troppo rigoroso, non si può far discendere logicamente niente da nient'altro. Si ricade inevitabilmente in qualcosa che è troppo evidente per ammettere spiegazioni. Per esempio: riusciresti a spiegare perché 2+2=4? Ogni spiegazione di questo fatto a cui penso non mi soddisfa.
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Messaggioda G.D. » 20/08/2007, 11:56

Martino ha scritto:Considerato tutto questo, credo che non si possa dire una cosa assoluta sulla definizione (o non-definizione) di teorema, forse è meglio affidarsi alla propria comodità di pensiero.


non voglio risprendere nessuno ma non credi che in questo modo rischiamo di andare a fare filosofia?
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Messaggioda Martino » 20/08/2007, 12:00

WiZaRd ha scritto:2) prendiamo ad esempio le due proposizioni composte $P_1$: "se un triangolo è isoscele allora gli angoli alla base sono uguali" e $P_2$: "per gli $x in emptyset$ vale la proprietà $B$"...perchè per far vedere che la $P_1$ è vera si ricorre a un ragionamento logico che porta dalla verità dell'ipotesi alla verità della tesi, mentre per far vedere che è vera la $P_2$ (questo è stato fatto nel topic indicato dal link nel mio post iniziale) si è fatto semplicemente ricorso alla logica degli enunciati? voglio dire: si potrebbe fare allora la stessa cosa anche con $P_1$ ma non lo facciamo...


Ecco, come ho accennato nel post precedente, dove e come secondo me nasce e cresce un'infinità di dubbi: ogni proposizione si dimostra utilizzando la logica degli enunciati; il fatto che la tua $P_1$ necessiti, per essere dimostrata, di un ragionamento logico "lungo" e che invece la $P_2$ si risolva in un solo passaggio sono, secondo me, illusioni dovute alla nostra mente limitata: se ammettiamo che ogni enunciato è vero oppure falso, due proposizioni vere sono, a livello puramente teorico, ugualmente "facili" da dimostrare. Ma noi siamo fatti in modo che alcune dimostrazioni risultano più difficili e con più passaggi, mentre altre sono quasi evidenti. Ciò che penso è che tutte le proposizioni vere sono "evidenti", la differenza la fa la nostra incapacità di rendercene conto.

WiZaRd, mi pare di aver letto in altri post che non sei (ancora?) uno studente universitario. Se ciò è vero ti faccio i complimenti perché fai delle domande intelligentissime. Se ciò non è vero ti faccio i complimenti lo stesso per lo stesso motivo. :)

Ciao
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Messaggioda Martino » 20/08/2007, 12:02

WiZaRd ha scritto:
Martino ha scritto:Considerato tutto questo, credo che non si possa dire una cosa assoluta sulla definizione (o non-definizione) di teorema, forse è meglio affidarsi alla propria comodità di pensiero.


non voglio risprendere nessuno ma non credi che in questo modo rischiamo di andare a fare filosofia?


Nella mia ottica, chiedersi se "se 3 è dispari allora è primo" è un teorema è già fare filosofia.
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Messaggioda G.D. » 20/08/2007, 13:32

Martino ha scritto:
WiZaRd, mi pare di aver letto in altri post che non sei (ancora?) uno studente universitario. Se ciò è vero ti faccio i complimenti perché fai delle domande intelligentissime. Se ciò non è vero ti faccio i complimenti lo stesso per lo stesso motivo. :)

Ciao



ancora non sono uno studente universitario, ho finito il liceo quest'anno e mi vorrei iscrivere a matematica, quindi da settembre potrei "entrare nel giro" :D

quanto ai complimenti, ti ringrazio anche se non sono convinto che le mie domande siano domande intelligenti, a me sembrano più le domande di uno che non sta capendo niente (sai che divertimento se a settebre comincio l'università così :lol: ), a dire la veità quando leggo le risposte che date nel forum sono queste che mi danno la sensazione di essere intelligenti
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Messaggioda Gaal Dornick » 20/08/2007, 14:46

WiZaRd ha scritto:2) prendiamo ad esempio le due proposizioni composte $P_1$: "se un triangolo è isoscele allora gli angoli alla base sono uguali" e $P_2$: "per gli $x in emptyset$ vale la proprietà $B$"...perchè per far vedere che la $P_1$ è vera si ricorre a un ragionamento logico che porta dalla verità dell'ipotesi alla verità della tesi, mentre per far vedere che è vera la $P_2$ (questo è stato fatto nel topic indicato dal link nel mio post iniziale) si è fatto semplicemente ricorso alla logica degli enunciati? voglio dire: si potrebbe fare allora la stessa cosa anche con $P_1$ ma non lo facciamo...

Ok, dici che si potrebbe fare la stessa cosa anche con $P_1$: ma come?
$P_2$ è un caso semplice: sappiamo già che la premessa è falsa, quindi qed.
Ma $P_1$ ? come si fa? come fai a vedere che gli angoli alla base di un triangolo isoscele sono uguali? come fai a sapere se è vera? ovviamente non sarà vera sempre (e hai miliardi - anzi $00^2$ di controesempi)
Devi necessariamente usare le deduzioni e arrivarci da qualche altra parte, ossia sfruttare l'ipotesi e dedurre..

Ora non mi viene in mente niente (prometto di pensarci), ma spesso è comodo usare l'insime vuoto nelle dimosrazioni!

WiZaRd ha scritto:3) (sempre assumendo come esempio le proposizioni $P_1$ e $P_2$) in geometria usiamo la $P_1$ per fare altre deduzioni logiche o altre dimostrazioni logiche, si può fare la stessa cosa con $P_1$ (cioè usarla per altre deduzioni logiche e altre dimostrazioni logiche), fermo restando che la $P_2$ di logico non ha nulla dal momento che l'ipotesi è falsa sempre?

Immagino volessi dire "si può fare la stessa cosa con $P_2$"
nel qual caso: certo, possiamo.. ma non vale la pena trovare proprietà dell'insieme vuoto... tanto le verifica tutte banalmente!
"La cosa più incredibile di questo mondo è che gli imbecilli sono sicuri
di sé, mentre le persone intelligenti sono piene di dubbi."
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