Die Mathe-Redaktion - 24.05.2013 22:56
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Mathematik » Logik, Mengen & Beweistechnik » Satz und Implikation
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Universität/Hochschule Satz und Implikation
McDanielz
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Themenstart: 2012-08-08 22:24


Hallo erstmal,

Ich hadere zur Zeit mit der Frage, was eigentlich ein mathematischer Satz ist und was für seinen Beweis aus aussagenlogischer Sicht dafür nötig ist. Ich hoffe ihr könnt mir bei folgender Darstellung(so wie ich das verstanden habe) sagen wo mein Denkfehler liegt.

Ein Satz ist eine Implikation(Wenn A,dann B). Dass der Satz richtig ist(bzw wahr ist) hängt nur vom Wahrheitsgehalt der Implikation und nicht vom Wahrheitsgehalt der Einzelaussagen ab. Angenommen ich schaffe folgendes logisch korrekt zu zeigen:
 
1 Fall. A sei wahr => B ist wahr
          A sei falsch => B ist (sowieso)definitionsgemäß wahr oder falsch
In beiden Fällen ist die Implikation an sich wahr, also ist der Satz wohl auch wahr

2. Fall  A sei wahr => B ist falsch
           A sei falsch => B ist wahr oder(Beispiel-oder) B ist falsch
Bei ersterem ist die Implikation falsch, bei letzterem ist sie wahr. Ist mein Satz jetzt wahr oder falsch?

Mei Hauptproblem ist es zu verstehen, warum für einen Beweis der Fall "A sei wahr => B ist wahr" schon genügt. Ich hoffe ihr könnt mich aufklären, irgendwie steht überall im Netz und Literatur ein bisschen was anderes, was die Definition eines Satzes angeht.

Danke!

McDanielz




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fakusb
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.1, eingetragen 2012-08-08 23:09


Ich verstehe nnicht genau, wo dein Problem liegt, aber ich versuch mal, dir zu helfen.
Wenn Du gezeigt hast das gilt: Wenn A gilt, dann gilt auch B, dann hast du ja keine Aussage darüber getroffen, wie es sich mit B verhällt, wenn A falsch ist.Aber was meinst du mit
2012-08-08 22:24 - McDanielz im Themenstart schreibt:
Mei Hauptproblem ist es zu verstehen, warum für einen Beweis der Fall "A sei wahr => B ist wahr" schon genügt.
?
Wenn du  zeigen könntest, das A=>B gilt, wobei A eine wahre und B eine falsche aussage ist, so ist das ja ein Widerspruch, du kannst sowas also nicht zeigen*.

Bei einem Widerspruchsbeweis versucht man ja gerade zu zeigen, das A eine falsche Aussage ist, indem man aus A eine Aussage folgert, die bekanntermaßen nicht gilt. Somit kann dann auch nicht A gelten.

[
*Kleiner Exkurs:Das Problem hierbei ist eventuell noch die Widerspruchsfreiheit deiner Axiome, also Grundaussagen. Man kann nämlich nicht immer beweisen, ob bestimmte Axiome zueinander widerspruchsfrei sind oder nicht. Wenn sie es nicht sind, es also einen Wiedrspruch gibt, so könnte man eine Folgerung im Stil "A=>B, wobei A wahr und B falsch" zeigen. Dann ist jedoch die ganze Folgerung hinfällig, da man ja von falschen Vorraussetzungen ausgeht.

Bei dem "üblichen" Axiomsystem in der Mathematik beispielsweise, Zermelo-Fraenkel-Mengenlehre mit Auswahlaxiom, ZFC genannt, hat man gezeigt, das man nicht beweisen kann, das ZFC widerspruchsfrei ist.
]

Die Essenz aus dem Exkurs ist meiner Meinung nach, das wahr und falsch ja auch immer von deinen Axiomen abhängt. Und wenn du den zweiten Fall zeigen kannst, machen deine Axiome keinen Sinn, da "aus falschem Beliebiges folgt", siehe de.wikipedia.org/wiki/Ex_falso_quodlibet

Ich hoffe, das ganze hat mehr geklärt als es verwirrt hat, frag am Besten nochmal, wo genau du noch Probleme hast ;)



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McDanielz
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.2, vom Themenstarter, eingetragen 2012-08-09 06:41


Danke für deine Antwort

Es ist so, dass ich nicht (mehr) verstehe was ich für einen Beweis eigentlich machen soll. Soll ich zeigen, dass die Implikation an sich Richtig ist( dann müsste ich ja die Wahrheitstabelle abklappern) oder soll ich aus der alleinigen Annahme, dass A wahr ist daraus die Wahrheit von B folgern. Das ist doch ein Unterschied

McDanielz



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kreide
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.3, eingetragen 2012-08-09 08:02


Hallo,

vielleicht helfen dir die Informationen aus dem Buch, Grenzen der Mathematik von Dirk W. Hoffmann weiter.



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McDanielz
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.4, vom Themenstarter, eingetragen 2012-08-09 20:19


Hm vielleicht noch ein einfaches Beispiel:

A: x^2=9
B: x=3

Die Aussage, die es zu beweisen gilt, lautet:A=>B

1.Fall: Ich nehme an, dass A wahr ist. Das Gegenbeispiel x=-3 erfüllt die Annahme, B ist somit falsch. Damit ist die Implikation auch falsch.

2.Fall: Ich nehme an, dass A falsch ist. Daraus folgt per Definition, dass B wahr oder auch falsch ist. Jedenfalls ist die Implikation wahr.

Ist die Aussage nun falsch oder wahr?

McDanielz



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Chandler
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.5, eingetragen 2012-08-09 20:32


2012-08-09 06:41 - McDanielz in Beitrag No. 2 schreibt:
Soll ich zeigen, dass die Implikation an sich Richtig ist( dann müsste ich ja die Wahrheitstabelle abklappern)

Klar, du sollst du zeigen, dass die Implikation richtig ist. Dann musst du also auch die Wahrheitstabelle abklappern.
Aber die ist nur für einen Fall nichttrivial:

Nämlich für A wahr und B wahr!

Siehe de.wikipedia.org/wiki/Implikation#Wahrheitsfunktionale_Implikation


Gehen wir das mal durch:
1) A wahr. Nun ist zu zeigen, dass B wahr ist, damit die Implikation gilt.
2) A falsch. Dann ist B irreleant. Die Implikation gilt dann immer


Bei deinem Beispiel: Nimmst du A als wahr an, dann kann B je nach x wahr oder falsch sein. D.h. im Allgemeinen ist die Implikation falsch.


Ich fasse zusammen:
Ein mathematischer Satz (A=>B) besagt, dass die Implikation immer wahr ist! Aber die Wahrheitstabelle muss nur für einen einzigen Fall nachgeprüft werden.
[ Nachricht wurde editiert von Chandler am 09.08.2012 20:46:29 ]



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McDanielz
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.6, vom Themenstarter, eingetragen 2012-08-09 21:16


Ok, und wenn jetzt A wahr ist und B falsch, ist dann die "ganze" Implikation auch falsch? Ich meine demgegenüber steht ja eine wahre Implikation, wenn A falsch und B war/falsch ist.
Unterm Strich, wenn ich also in diesem Fall die Wahrheitstabelle abgeklappert habe ist die Implikation einmal falsch und einmal richtig. Was zählt jetzt?

McDanielz
[ Nachricht wurde editiert von McDanielz am 09.08.2012 21:17:23 ]



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Chandler
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.7, eingetragen 2012-08-09 21:27


2012-08-09 21:16 - McDanielz in Beitrag No. 6 schreibt:
Ok, und wenn jetzt A wahr ist und B falsch, ist dann die "ganze" Implikation auch falsch?

Jap.

Wie gesagt: Ein mathematischer Satz (A=>B) ist wahr, wenn die Implikation immer richtig ist, d.h. A wahr und B falsch kann nicht eintreten.
Gibt es solche Fälle dann sagt man die Implikation ist falsch (obwohl sie natürlich für Spezialfälle richtig sein kann).
[ Nachricht wurde editiert von Chandler am 09.08.2012 21:28:07 ]



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fakusb
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.8, eingetragen 2012-08-09 21:47


Ein Satz ist ja meistens eine Aussage über viele verschiedene Objekte, von daher bringt es eventuell etwas, das mal anders zu betrachten:
Wenn Objekt x die Eigenschaft A hat, dann hat x auch Eigenschaft B, oder anders ausgedrückt:

Für alle x gilt:
A(x) => B(x)



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McDanielz
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.9, vom Themenstarter, eingetragen 2012-08-09 22:33


Ok, wann ein Satz wahr ist hab ich jetzt verstanden. Dazu müssen alle möglichen Fälle zu einer wahren Implikation führen. Nur die Umkehrung will noch nicht so ganz. Die würde ja lauten: Wenn mindestens 1 Fall zu einer falschen Implikation führt, ich der Satz falsch.
Was ist die Begründung hierfür?

McDanielz


[Die Antwort wurde nach Beitrag No.7 begonnen.]



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AllenscheRegel
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.10, eingetragen 2012-08-09 22:39


Stell es dir vlt einmal weniger abstrakt vor, vielleicht hilft das.
Betrachte den Satz: "Wenn ein Objekt ein Apfel ist, so ist es ein rotes Objekt. "
Oder anders formuliert: "Alle Äpfel sind rot. "
Findet man jetzt ein einziges Gegenbeispiel, so sind definitiv nicht alle Äpfel rot, dieser eine nämlich ist es nicht. Dann ist der Satz sicher falsch, denn dieser besagt ja, dass ohne Ausnahme alle Äpfel rot sind.

Nachtrag: A(x) := x ist ein Apfel. B(x) := x ist rot.
Obiger Satz: A(x) => B(x).
[ Nachricht wurde editiert von AllenscheRegel am 09.08.2012 22:43:04 ]



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fakusb
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.11, eingetragen 2012-08-09 22:44


Naja, ein Satz sagt ja: Für alle x, die Eigenschaft A haben, gilt B.
Wenn du also ein x Findest, das A hat, aber B nicht, ist das der Widerspruch zur Behauptung und wiederlegt den Satz.

Für dieses kongrete x tritt ja die Implikation Wahr->Falsch ein, der laut Wahrheitstafel falsch ist.

Jeder andere Fall, also A wahr & B wahr oder A Falsch&B wahr/falsch, ist nach Wahrheitstafel zulässig.


Wenn du so willst, sagt A=>B also nur, das der Fall A wahr & B falsch nie eintreten kann.
Das kann man zeigen, indem man beweist, dass A immer Falsch ist, B aus A folgt, B immer stimmt oder dass aus B Falsch auch A Falsch folgt, um die verwirrung komplett zu machen.


[Die Antwort wurde nach Beitrag No.9 begonnen.]



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Chandler
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.12, eingetragen 2012-08-09 22:45


2012-08-09 22:33 - McDanielz in Beitrag No. 9 schreibt:
Wenn mindestens 1 Fall zu einer falschen Implikation führt, ich der Satz falsch.
Was ist die Begründung hierfür?

Die Begründung hierfür ist einfach, dass es ein Gegenbeispiel gibt. "Satz falsch" heißt ja nicht, es gilt genau das Gegenteil, sondern einfach nur, dass "Satz wahr" nicht zutrifft.

@AllenscheRegel: Gutes Beispiel:)


[Die Antwort wurde nach Beitrag No.10 begonnen.]



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fakusb
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.13, eingetragen 2012-08-09 22:50


Das kann man auch logisch-formal begründen: Satz Falsch heißt ja:


die negation von "für alle x gilt C" ist "es gibt ein x, für das C nicht gilt", also bedeutet
es gilt nicht: für alle x mit Eigenschaft A gilt auch Eigenschaft B
das selbe wie
es gibt ein x mit Eigenschaft A, aber nicht mit Eigenschaft B




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McDanielz
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.14, vom Themenstarter, eingetragen 2012-08-09 22:54


Also rein intuitiv ist mir das schon klar, allerdings hätte ich schon ganz gern eine formale Begründung. Vielleicht mach ich mir auch zu viele Gedanken, überall steht ein bisschen was anderes das mich ziemlich verwirrt. Manche behaupten auch, dass bei einem Beweis nur gültige Schlüsse gezogen werden dürfen und dafür die prämisse immer richtig vorrausgesetzt werden muss. Hört sich auch plausibel an, dann wäre die Sache mit der Wahrheitstabelle vom Tisch.

Auf jedenfall Danke für alle bisherigen Antworten!


[Die Antwort wurde nach Beitrag No.10 begonnen.]



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fru
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.15, eingetragen 2012-08-10 00:34


Hallo Daniel!

2012-08-09 06:41 - McDanielz in Beitrag No. 2 schreibt:
Es ist so, dass ich nicht (mehr) verstehe was ich für einen Beweis eigentlich machen soll. Soll ich zeigen, dass die Implikation an sich Richtig ist( dann müsste ich ja die Wahrheitstabelle abklappern) oder soll ich aus der alleinigen Annahme, dass A wahr ist daraus die Wahrheit von B folgern. Das ist doch ein Unterschied

Du mußt zeigen, daß der Satz wahr ist, wenn er wahr ist; und daß er falsch ist, wenn er falsch ist.

Falls Du keinerlei begründete Vermutung über die Wahr- oder Falschheit des zu untersuchenden Satzes hast, dann wirst Du Dich ganz einfach für irgendeine der beiden Annahmen entscheiden müssen (um diese dann evtuell nach einer gewissen Zeit der Erfolglosigkeit durch die andere zu ersetzen).

In jedem Fall geht es also darum, den Satz entweder beweisen oder widerlegen zu wollen:

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Liebe Grüße, Franz



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McDanielz
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.16, vom Themenstarter, eingetragen 2012-08-10 06:52


Hallo Franz, Danke für die ausfürliche Antwort. Um die Falschheit von einem Satz zu beweisen muss ich laut deiner Aussage die Wahrheit von A und Falschheit von B zeigen. Allerdings ist doch die Implikation unabhängig von den beiden Einzelaussagen und die Wahrheit von A kann ich nichtt zeigen. Ich kann ja nur annehmen, dass A wahr oder falsch ist und dann zu schauen ob B wahr oder falsch ist. Somit muss ich doch immer 2 Fälle betrachten: A wahr und A falsch. Dann kann die Implikation wahr und auch falsch sein(siehe mein beispiel). Das verewirrt mich eben

McDanielz



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fru
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.17, eingetragen 2012-08-10 09:02


2012-08-10 06:52 - McDanielz in Beitrag No. 16 schreibt:
[...] die Wahrheit von A kann ich nichtt zeigen.

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2012-08-10 06:52 - McDanielz in Beitrag No. 16 schreibt:
Ich kann ja nur annehmen, dass A wahr oder falsch ist und dann zu schauen ob B wahr oder falsch ist. Somit muss ich doch immer 2 Fälle betrachten: A wahr und A falsch.

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Wenn Du noch immer anderer Ansicht sein solltest, so wäre es vielleicht dienlich, ein ganz konkretes Beispiel vorzulegen, anhand dessen Du Deine Vermutung genauer beschreiben könntest.



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fru
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.18, eingetragen 2012-08-10 09:26


Ich sehe gerade, daß Du früher schon ein Beispiel angegeben hast:

2012-08-09 20:19 - McDanielz in Beitrag No. 4 schreibt:
Hm vielleicht noch ein einfaches Beispiel:

A: x^2=9
B: x=3

Die Aussage, die es zu beweisen gilt, lautet:A=>B

1.Fall: Ich nehme an, dass A wahr ist. Das Gegenbeispiel x=-3 erfüllt die Annahme, B ist somit falsch. Damit ist die Implikation auch falsch.

2.Fall: Ich nehme an, dass A falsch ist. Daraus folgt per Definition, dass B wahr oder auch falsch ist. Jedenfalls ist die Implikation wahr.

Ist die Aussage nun falsch oder wahr?

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McDanielz
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.19, vom Themenstarter, eingetragen 2012-08-11 16:42


Das mit den Aussageformen war mir bisher unbekannt. Ich hab mich aber darüber schlau gemacht und unter diesen präziseren Betrachtungen( und mit den Ausführungen von fru,vielen Dank!) ist die Sache(denke ich) jetzt klar geworden. Damit kann ich in Zukunft hoffentlich wieder besser schlafen;).

Vielen Dank an alle Beteiligten!



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