文氏图推理法
用图形表示集合,首创于瑞士数学家欧拉。上一世纪末,英国逻辑学家文恩(venn,1834~1923)重新采用了这种办法,把一个集合画成一个圆。两个集合的交集就用两个相交圆的公共部分来表示;而两个集合的并集,及集合 A 的补集,分别由上图阴影部分表示。这样的图称为文恩图。
用文恩图解一些有关集合的问题,常常可以收到意外的效果。
例如某班有学生 45 人,其中 20 人有兄弟,10 人有姐妹,有兄弟又有姐
妹的只有 1 人。
问该班独生子女有多少?
只要画出相应的文恩图答案几乎是一目了然。
用文恩图作逻辑推理,大约是文思作为逻辑学家当初的本意。在三段论法中,我们从某些大前提和小前提出发得到了结论如:
【大前提】所有奇数的平方除以 8 余 1
【小前提】a 为奇数
【结论】a2 除以 8 余 1
每一个三段论法至少含有三个元素或集合。每一个元素或集合都在三段论法中出现两次。如上例中含有:奇数集合除以 8 余 1 的数的集合和元素数a。假定奇数的平方集合为 E,除以 8 余 1 的数的集合为 M。
同样,我们可以根据某些提供的前提,通过画文恩图做出结论。例如, 对于前提:“有些女孩子爱逛街,所有爱逛街的人学习成绩都不理想。”
假令 A={女孩子} B={爱逛街的人} C={学习成绩不理想的人}
由于前提告诉我们:“所有爱逛街的人学习成绩都不理想”。又“有些女孩子爱逛街”,从而 A 与 B 必相交,容易根据上面的关系画出相应的文恩图。
下面的三段论法表明了另一种关系:
【大前提】早睡早起的人(A)身体好。
【小前提】有些孩子(C)身体不好(B)。
【结论】有些孩子没有早睡早起。
由大前提知道,A、B 不相交。由小前提知道 B、C 必相交,相应的文恩。推出的结论:“有些孩子没有早睡早起”。
最后我们看一个颇为有名的路易斯卡洛尔推理的实例。已知:
(l)房中所有注明日期的信都是用蓝纸写的;
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Mr·G 写的信都是用“亲爱的”起始的;
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除 Mr·Z 以外没有人再用黑墨水写信;
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我能看的信都未收藏起来;
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只有单页信纸的信中无一是未注明日期的;
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未做记号的信都是用黑墨水写的;
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用蓝纸写的信都收藏起来了;
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一页以上信纸的信中无一是做记号的;
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以“亲爱的”开头的信无一是 Mr·Z 写的。求证:我不能看 Mr·G 写的信。
【 证 明 】 令 P={注明日期的信} Q={蓝信纸的信} R={ 墨 水 写 的 信 } S={Mr·Z 写 的 信 } T={藏起来的信} U={我能看的信} V={单页信纸的信} W={ 做 记 号 的 信 } x={Mr·G 写 的 信 } Y={以“亲爱的”开头的信}
根据(l)—(9)的关系,我们可以画出文恩图。
由上一节故事中命题变换的等价性知道,上面的关系可以换成等价的写法。这意味着“Mr·G”写的信应属“我不能看的信”之列。