ملخص Notions de logique — الأولى باك علوم تجريبية

ملخص «Notions de logique» لتلاميذ الأولى باك علوم تجريبية بالفرنسية والعربية: Propositions - Connecteurs - Quantificateurs - Négation - Les différents raisonnements. Résumé Notions de logique — 1ère année Bac sciences expérimentales.

📖 حل فـ MathsClick (الورقة بخط اليد، بالعربية والفرنسية)

Propositions et connecteurs

Définition Définition

Une proposition est un énoncé mathématique qui est soit vrai (V), soit faux (F), jamais les deux.

>> Exemple : « $\sqrt{9}=3$ » est vraie ; « $2>5$ » est fausse.

| $P$ | $Q$ | $\neg P$ | $P\wedge Q$ | $P\vee Q$ | $P\Rightarrow Q$ | $P\iff Q$ |

| V | V | F | V | V | V | V |

| V | F | F | F | V | F | F |

| F | V | V | F | V | V | F |

| F | F | V | F | F | V | V |

Remarque Remarque

  • La négation de $P$ se note $\neg P$ (on lit « non $P$ »).
  • « $P\wedge Q$ » (et) est vraie seulement si les deux sont vraies.
  • « $P\vee Q$ » (ou) est vraie si au moins une est vraie.

[!] « $P\Rightarrow Q$ » est fausse uniquement quand $P$ est vraie et $Q$ fausse.

Lois logiques

Formules Formules

$\neg(\neg P)\iff P$ ; $\neg(P\wedge Q)\iff\neg P\vee\neg Q$ ; $\neg(P\vee Q)\iff\neg P\wedge\neg Q$ (lois de Morgan)

  • $(P\Rightarrow Q)\iff\left(\neg P\vee Q\right)$ ; donc $\neg(P\Rightarrow Q)\iff P\wedge\neg Q$.
  • Contraposée : $(P\Rightarrow Q)\iff\left(\neg Q\Rightarrow\neg P\right)$.
  • $(P\iff Q)\iff\left[(P\Rightarrow Q)\wedge(Q\Rightarrow P)\right]$.

Quantificateurs

Définition Définitions

  • $(\forall x\in E)\ P(x)$ : « pour tout $x$ de $E$, $P(x)$ est vraie ».
  • $(\exists x\in E)\ P(x)$ : « il existe au moins un $x$ de $E$ tel que $P(x)$ ».
  • $(\exists!x\in E)\ P(x)$ : « il existe un unique $x$ … ».

Méthode Négation d'une proposition quantifiée

On échange $\forall$ et $\exists$, et on nie la propriété : la négation de « $(\forall x\in E)\ P(x)$ » est « $(\exists x\in E)$ : non $P(x)$ ».

>> Exemple : la négation de $(\forall x\in\mathbb{R})\ x^2\geq0$ est $(\exists x\in\mathbb{R})\ x^2<0$.

Erreur fréquente Attention à l'ordre

$(\forall x)(\exists y)\ x+y=0$ est vraie ($y=-x$) ; mais $(\exists y)(\forall x)\ x+y=0$ est fausse.

Les raisonnements

Méthode Raisonnement par équivalences successives

On transforme la proposition par des $\iff$ jusqu'à une proposition vraie (souvent : un carré $\geq0$).

>> $a^2+b^2\geq2ab\iff(a-b)^2\geq0$ : vrai.

Méthode Raisonnement par contraposée

Pour montrer $P\Rightarrow Q$, on montre $\neg Q\Rightarrow\neg P$.

>> « $n^2$ pair $\Rightarrow$ $n$ pair » : on montre « $n$ impair $\Rightarrow$ $n^2$ impair ».

Méthode Raisonnement par l'absurde

On suppose que la proposition à démontrer est fausse, et on aboutit à une contradiction.

>> Exemple classique : $\sqrt{2}\notin\mathbb{Q}$.

Méthode Raisonnement par disjonction des cas

On sépare les cas couvrant toutes les possibilités ($n$ pair / impair ; $x\geq a$ / $x<a$…).

Méthode Contre-exemple

Pour montrer qu'une proposition « $\forall$ » est fausse, il suffit d'un contre-exemple.

Théorème Raisonnement par récurrence

Soit $P(n)$ une propriété et $n_0\in\mathbb{N}$. Si :

  • Initialisation : $P(n_0)$ est vraie ;
  • Hérédité : pour tout $n\geq n_0$, $P(n)\Rightarrow P(n+1)$ ;

[!] alors $P(n)$ est vraie pour tout $n\geq n_0$.

À retenir À retenir

  • Négation : $\forall\leftrightarrow\exists$, « et » $\leftrightarrow$ « ou », « $<$ » $\leftrightarrow$ « $\geq$ ».
  • $\neg(P\Rightarrow Q)$ est « $P$ et $\neg Q$ » (ce n'est pas une implication).
  • Récurrence : ne jamais oublier l'initialisation.

Astuce Astuce

Si l'énoncé contient « $\neq$ » dans la conclusion (comme $f(a)\neq f(b)$), pensez à la contraposée : on part d'une égalité, plus facile à manipuler.

النسخة العربية

العبارات والروابط

تعريف تعريف

العبارة نص رياضي يكون إما صحيحاً (V) وإما خاطئاً (F)، ولا يكون الاثنين معاً.

>> مثال : « $\sqrt{9}=3$ » صحيحة ؛ « $2>5$ » خاطئة.

| $P$ | $Q$ | $\neg P$ | $P\wedge Q$ | $P\vee Q$ | $P\Rightarrow Q$ | $P\iff Q$ |

| V | V | F | V | V | V | V |

| V | F | F | F | V | F | F |

| F | V | V | F | V | V | F |

| F | F | V | F | F | V | V |

ملاحظة ملاحظة

  • نرمز لنفي العبارة $P$ بـ $\neg P$ (نقرأ « نفي $P$ »).
  • « $P\wedge Q$ » (و) صحيحة فقط إذا كانت كلتاهما صحيحتين.
  • « $P\vee Q$ » (أو) صحيحة إذا كانت إحداهما على الأقل صحيحة.

[!] « $P\Rightarrow Q$ » خاطئة فقط عندما تكون $P$ صحيحة و $Q$ خاطئة.

قوانين منطقية

صيغ صيغ

$\neg(\neg P)\iff P$ ؛ $\neg(P\wedge Q)\iff\neg P\vee\neg Q$ ؛ $\neg(P\vee Q)\iff\neg P\wedge\neg Q$ (قانونا موركان)

  • $(P\Rightarrow Q)\iff\left(\neg P\vee Q\right)$ ؛ إذن $\neg(P\Rightarrow Q)\iff P\wedge\neg Q$.
  • المضاد للعكس : $(P\Rightarrow Q)\iff\left(\neg Q\Rightarrow\neg P\right)$.
  • $(P\iff Q)\iff\left[(P\Rightarrow Q)\wedge(Q\Rightarrow P)\right]$.

المكممات

تعريف تعاريف

  • $(\forall x\in E)\ P(x)$ : « لكل $x$ من $E$، $P(x)$ صحيحة ».
  • $(\exists x\in E)\ P(x)$ : « يوجد على الأقل $x$ من $E$ بحيث $P(x)$ ».
  • $(\exists!x\in E)\ P(x)$ : « يوجد $x$ وحيد … ».

طريقة نفي عبارة مكممة

نبدّل $\forall$ و $\exists$، وننفي الخاصية : نفي « $(\forall x\in E)\ P(x)$ » هو « $(\exists x\in E)$ : نفي $P(x)$ ».

>> مثال : نفي $(\forall x\in\mathbb{R})\ x^2\geq0$ هو $(\exists x\in\mathbb{R})\ x^2<0$.

خطأ شائع انتبه إلى الترتيب

$(\forall x)(\exists y)\ x+y=0$ صحيحة ($y=-x$) ؛ لكن $(\exists y)(\forall x)\ x+y=0$ خاطئة.

أنواع الاستدلال

طريقة الاستدلال بالتكافؤات المتتالية

نحوّل العبارة بتكافؤات $\iff$ حتى نصل إلى عبارة صحيحة (غالباً : مربع $\geq0$).

>> $a^2+b^2\geq2ab\iff(a-b)^2\geq0$ : صحيح.

طريقة الاستدلال بالمضاد للعكس

لإثبات $P\Rightarrow Q$، نثبت $\neg Q\Rightarrow\neg P$.

>> « $n^2$ زوجي $\Rightarrow$ $n$ زوجي » : نثبت « $n$ فردي $\Rightarrow$ $n^2$ فردي ».

طريقة الاستدلال بالخلف

نفترض أن العبارة المراد إثباتها خاطئة، ونصل إلى تناقض.

>> مثال شهير : $\sqrt{2}\notin\mathbb{Q}$.

طريقة الاستدلال بفصل الحالات

نفصل الحالات التي تغطي كل الإمكانيات ($n$ زوجي / فردي ؛ $x\geq a$ / $x<a$…).

طريقة المثال المضاد

لإثبات أن عبارة « $\forall$ » خاطئة، يكفي مثال مضاد واحد.

مبرهنة الاستدلال بالترجع

لتكن $P(n)$ خاصية و $n_0\in\mathbb{N}$. إذا كان :

  • التحقق : $P(n_0)$ صحيحة ؛
  • الوراثة : لكل $n\geq n_0$، $P(n)\Rightarrow P(n+1)$ ؛

[!] فإن $P(n)$ صحيحة لكل $n\geq n_0$.

للحفظ أحفظ

  • النفي : $\forall\leftrightarrow\exists$، « و » $\leftrightarrow$ « أو »، « $<$ » $\leftrightarrow$ « $\geq$ ».
  • $\neg(P\Rightarrow Q)$ هي « $P$ و $\neg Q$ » (وهي ليست استلزاماً).
  • الترجع : لا تنسَ أبداً التحقق.

نصيحة نصيحة

إذا احتوت الخلاصة على « $\neq$ » (مثل $f(a)\neq f(b)$)، فكّر في المضاد للعكس : ننطلق من متساوية، وهي أسهل في الحساب.

فنفس الدرس

← كل الدروس والفروض ديال الأولى باك علوم تجريبية