Ở bài đầu tiên trong chương trình toán lớp 10 này, chúng ta được tìm hiểu về mệnh đề toán học.

Ta thấy phát biểu của bạn H’Maryam là một mệnh đề khẳng định về một sự kiện trong toán học, vậy phát biểu này là mệnh đề toán học.

Còn phát biểu của bạn Phương không phải là mệnh đề toán học.

a) Phát biểu của bạn H’Maryam là một mệnh đề khẳng định về một sự kiện trong toán học nói về tính chất chia hết. Ta gọi đây là mệnh đề toán học.

b) Phát biểu của bạn Phương không phải là một câu khẳng định về một sự kiện trong toán học.

Có nhiều ví dụ về mệnh đề toán học, chẳng hạn:

- Diện tích hình chữ nhật bằng tích độ dài hai cạnh.

- Số 2 là số nguyên tố chẵn duy nhất.

- Tổng ba góc trong một tam giác là 180°.

…

Em có thể chọn 2 ví dụ trong các ví dụ trên hoặc có thể chọn các ví dụ về mệnh đề toán học khác.

Ta có mệnh đề P là một khẳng định đúng (lí thuyết Toán lớp 9).

Lại có $\sqrt{2}$ là số vô tỉ nên mệnh đề Q là một khẳng định sai.

Vậy P là mệnh đề đúng, Q là mệnh đề sai.

* Trả lời:

+ Ví dụ về mệnh đề đúng:

- “Số 9 là hợp số”;

- “Tam giác đều có 3 cạnh bằng nhau”;

- “Số 10 chia hết cho cả 2 và 5”;

…

+ Ví dụ về mệnh đề sai:

- “Số nguyên tố nhỏ nhất là 3”, (mệnh đề này sai vì số nguyên tố nhỏ nhất là 2);

- “Số 10 chia hết cho cả 2, 3 và 5”, (sai vì 10 không chia hết cho 3);

- “Hình chữ nhật có 4 góc không bằng nhau”, (sai vì hình chữ nhật có 4 góc vuông, bằng nhau);

…

Em có thể chọn một trong các mệnh đề trên để trả lời câu hỏi.

* Mở rộng:

Mệnh đề, mệnh đề chứa biến

1.1. Mệnh đề

- Những khẳng định có tính đúng hoặc sai gọi là mệnh đề logic (gọi tắt là mệnh đề). Những câu không xác định được tính đúng sai không phải là mệnh đề.

- Mỗi mệnh đề phải hoặc đúng hoặc sai. Một mệnh đề không thể vừa đúng vừa sai.

Ví dụ 1:

Câu “Hoa hồng rất đẹp nhất trong các loài hoa” là câu khẳng định nhưng không xác định được tính đúng sai nên câu này không là mệnh đề.

Câu “Bây giờ là mấy giờ?” là một câu hỏi không xác định được tính đúng sai nên câu này không là mệnh đề.

Câu “8 + 1 > 9” là một câu khẳng định có thể xác định được tính đúng sai nên câu này là mệnh đề.

Câu “Số 1 tỉ là số rất lớn” là một câu khẳng định tuy nhiên câu này mang tính quan điểm cá nhân không xác định đước tính đúng sai nên không là mệnh đề.

Chú ý:

- Người ta thường sử dụng các chữ cái P, Q, R, … để biểu thị các mệnh đề.

- Những mệnh đề liên quan đến toán học được gọi là mệnh đề toán học.

- Những câu nghi vấn, câu cảm thán, câu cầu khiến không phải là mệnh đề.

Ví dụ 2:

+ “Hà Nội là thủ đô của Việt Nam” là một mệnh đề nhưng không phải mệnh đề toán học vì không phải sự kiện trong toán học.

+ “Số π là một số hữu tỉ” là mệnh đề toán học.

1.2. Mệnh đề chứa biến

- Mệnh đề chứa biến là một câu khẳng định chứa biến nhận giá trị trong một tập D nào đó mà với mỗi giá trị của biến thuộc vào D ta được một mệnh đề.

- Ta thường kí hiệu mệnh đề chứa biến n là P(n); mệnh đề chứa biến x, y là P(x, y), ….

Ví dụ:

+ “Với mọi giá trị thực của biến x, |x| ≥ x”: không phải là mệnh đề chứa biến vì:

Ta có |x| ≥ x với mọi giá trị thực của biến x nên đây là khẳng định đúng. Do đó phát biểu này là một mệnh đề không phải mệnh đề chứa biến.

+ “5n chia hết cho 2” là mệnh đề chứa biến.

Khi n = 4 thì mệnh đề này là mệnh đề đúng, khi n = 5 thì mệnh đề này là mệnh đề sai.

2. Mệnh đề phủ định

- Để phủ định một mệnh đề P, người ta thường thêm (hoặc bớt) từ “không” hoặc “không phải” vào trước vị ngữ của mệnh đề P. Ta kí hiệu mệnh đề phủ định của mệnh đề P là $\overline{P}$.

- Mệnh đề P và mệnh đề $\overline{P}$ là hai phát biểu trái ngược nhau. Nếu P đúng thì $\overline{P}$ sai, còn nếu P sai thì $\overline{P}$ đúng.

Ví dụ: “5 không chia hết cho 3” là mệnh đề phủ định của mệnh đề “5 chia hết cho 3”;

“3 là hợp số” là mệnh đề phủ định của mệnh đề “3 không là hợp số”.

3. Mệnh đề kéo theo, mệnh đề đảo

3.1. Mệnh đề kéo theo

- Mệnh đề “Nếu P thì Q” được gọi là mệnh đề kéo theo và kí hiệu là P ⇒ Q.

- Các định lí toán học là những mệnh đề đúng và thường có dạng P ⇒ Q. Khi đó ta nói:

P là giả thiết của định lí, Q là kết luận của định lí hoặc

“P là điều kiện đủ để có Q”, hoặc “Q là điều kiện cần để có P”.

Chú ý: Mệnh đề P ⇒ Q chỉ sai khi P đúng và Q sai. Do đó ta chỉ cần xét tính đúng sai của mệnh đề P ⇒ Q khi P đúng. Khi đó, nếu Q đúng thì P ⇒ Q đúng, nếu Q sai thì P ⇒ Q sai.

Ví dụ: Cho 2 mệnh đề: P: “9 chia hết cho 9”; Q: “9 chia hết cho 3”.

“Nếu 9 chia hết cho 9 thì 9 chia hết cho 3” là mệnh đề kéo theo của P và Q.

P là mệnh đề đúng và Q là mệnh đề đúng nên mệnh đề kéo theo P ⇒ Q là mệnh đề đúng.

3.2. Mệnh đề đảo

- Mệnh đề Q ⇒ P được gọi là mệnh đề đảo của mệnh đề P ⇒ Q.

Nhận xét: Mệnh đề đảo của một mệnh đề đúng không nhất thiết là đúng.

Ví dụ: Cho 2 mệnh đề: P: “n = 0”; Q: “n là số nguyên”.

Mệnh đề kéo theo P ⇒ Q được phát biểu là: “Nếu n = 0 thì n là số nguyên”.

Mệnh đề đảo Q ⇒ P được phát biểu là “Nếu n là số nguyên thì n = 0”.

- Mệnh đề P ⇒ Q là mệnh đề đúng còn mệnh đề Q ⇒ P không đúng.

4. Mệnh đề tương đương

- Mệnh đề “P nếu và chỉ nếu Q” được gọi là một mệnh đề tương đương và kí hiệu P ⇔ Q .

Nhận xét:

- Nếu cả hai mệnh đề Q ⇒ P và P ⇒ Q đều đúng thì hai mệnh đề tương đương P ⇔ Q đúng. Khi đó ta nói “P tương đương với Q” hoặc “P là điều kiện cần và đủ để có Q” hoặc “P khi và chỉ khi Q”.

Ví dụ: Cho 2 mệnh đề: P: “Tứ giác ABCD là hình bình hành”; Q: “Tứ giác ABCD có hai cặp cạnh đối song song”.

“Nếu tứ giác ABCD là hình bình hành thì tứ giác ABCD có hai cặp cạnh đối song song” là mệnh đề P ⇒ Q.

“Nếu tứ giác ABCD có hai cặp cạnh đối song song thì tứ giác ABCD là hình bình hành” là mệnh đề Q ⇒ P.

Hai mệnh đề này đều đúng nên P và Q là hai mệnh đề tương đương.

Khi đó mệnh đề P ⇔ Q được phát biểu như sau: “Tứ giác ABCD là hình bình hành khi và chỉ khi tứ giác ABCD có hai cặp cạnh đối song song”.

5. Mệnh đề có chứa kí hiệu ∀ và ∃

- Kí hiệu ∀ đọc là “với mọi”.

- Kí hiệu ∃ đọc là “có một” hoặc “tồn tại”.

- Cho mệnh đề “$P\left(x\right),x\in D$”.

+ Phủ định của mệnh đề “$\forall x\in D,P\left(x\right)$” là mệnh đề “$\exists x\in D,\overline{P\left(x\right)}$”.

+ Phủ định của mệnh đề “$\exists x\in D,P\left(x\right)$” là mệnh đề “$\forall x\in D,\overline{P\left(x\right)}$”.

Chú ý: 

+ Phát biểu “Với mọi số tự nhiên n” có thể kí hiệu là $\forall n\in \mathbb{N}$.

+ Phát biểu “Tồn tại số tự nhiên n” có thể kí hiệu là $\exists n\in \mathbb{N}$.

Ví dụ:

Phủ định của mệnh đề “$\exists x\in ℝ,x^2+1=0$” là mệnh đề: “$\forall x\in ℝ,x^2+1\ne 0$”.

Xem thêm các bài viết liên quan,chi tiết khác:

Lý thuyết Toán 10 Bài 1: Mệnh đề - Kết nối tri thức

Giải bài tập Toán 10 Bài 1: Mệnh đề

a) Ta chưa thể khẳng định được tính đúng sai của câu “n chia hết cho 3” với n là số tự nhiên.

b) Với n = 21 thì câu “21 chia hết cho 3” là mệnh đề toán học vì nó khẳng định một sự kiện trong toán học.

Đây là một mệnh đề đúng do 21 : 3 = 7 nên 21 chia hết cho 3.

c) Với n = 10 thì câu “10 chia hết cho 3” cũng là một mệnh đề toán học.

Mệnh đề này là mệnh đề sai vì 10 không chia hết cho 3.

Ví dụ về mệnh đề chứa biến:

+ P(x): “ x > 10”;

+ P(n): “n chia hết cho 2”….

Hai câu phát biểu của Kiên và Cường đều là các mệnh đề toán học.

Số 23 là số tự nhiên lớn hơn 1, chỉ có 2 ước là 1 và 23 nên đây là số nguyên tố, do đó phát biểu của Kiên là mệnh đề đúng và phát biểu của Cường là mệnh đề sai.

+ P: “5,15 là một số hữu tỉ”

Mệnh đề phủ định của P là $\overline{P}$ : “5,15 không phải là một số hữu tỉ” hay $\overline{P}$ : “5,15 là số vô tỉ”.

Vì P là mệnh đề đúng nên $\overline{P}$  là mệnh đề sai.

+ Q: “ 2 023 là số chẵn”

Mệnh đề phủ định của Q là $\overline{Q}$ : “2 023 không phải là số chẵn” hay $\overline{Q}$ : “2 023 là số lẻ”.

Do các số chẵn là các số có chữ số tận cùng là 0, 2, 4, 6, 8 và các số lẻ là các số có chữ số tận cùng là 1, 3, 5, 7, 9 nên 2 023 là số lẻ, do đó mệnh đề Q sai nên $\overline{Q}$  đúng.

Mệnh đề R: “Nếu số tự nhiên n chia hết cho 6 thì số tự nhiên n chia hết cho 3”.

Ta thấy mệnh đề R có dạng: “Nếu P thì Q”.

Có nhiều định lý toán học được phát biểu dưới dạng mệnh đề kéo theo, chẳng hạn:

+ P ⇒ Q: “Nếu tứ giác ABCD có tổng số đo hai góc đối diện bằng 180° thì ABCD là tứ giác nội tiếp đường tròn”.

Trong đó, P: “Tứ giác ABCD có tổng số đo hai góc đối diện bằng 180°”; Q: “ABCD là tứ giác nội tiếp đường tròn”.

+ P ⇒ Q: “Nếu a // m và b // m thì a // b”. (a, b, m là các đường thẳng phân biệt)

Trong đó: P: “a // m và b // m” và Q: “a // b”.

…

Em có thể chọn 1 định lí để trả lời câu hỏi.

Ta có:

P ⇒ Q: “Nếu tam giác ABC vuông tại A thì tam giác ABC có AB2 + AC2 = BC2”.

Khi đó, P: “Tam giác ABC vuông tại A” và Q: “Tam giác ABC có AB2 + AC2 = BC2”.

Vậy mệnh đề Q ⇒ P: “Nếu tam giác ABC có AB2 + AC2 = BC2 thì tam giác ABC vuông tại A”.

+ Mệnh đề P ⇒ Q: “Nếu tam giác ABC đều thì tam giác ABC cân và có một góc bằng 60°”.

Đây là mệnh đề đúng vì tam giác đều có 3 cạnh bằng nhau và 3 góc bằng nhàu và bằng 60° và tam giác cân là tam giác có 2 cạnh bằng nhau, nên tam giác đều là tam giác cân và có 1 góc bằng 60°.

+ Mệnh đề Q ⇒ P: “Nếu tam giác ABC cân và có một góc bằng 60° thì tam giác ABC đều”.

Đây là mệnh đề đúng theo dấu hiệu nhận biết tam giác đều.

Do đó cả hai mệnh đề P ⇒ Q và Q ⇒ P đều là mệnh đề đúng. Vậy ta có mệnh đề tương đương P ⇔ Q: “Tam giác ABC đều khi và chỉ khi tam giác ABC cân và có một góc bằng 60°”.

a) Phát biểu “Mọi số tự nhiên n đều chia hết cho 3” là một mệnh đề.

b) Phát biểu “Tồn tại số tự nhiên n chia hết cho 3” là một mệnh đề.

(Vì cả hai phát biểu a, b đều khẳng định một sự kiện toán học).

a) Phát biểu phủ định của mệnh đề “Tồn tại số nguyên chia hết cho 3” là mệnh đề “Mọi số nguyên không chia hết cho 3”.

b) Phát biểu phủ định của mệnh đề “Mọi số thập phân đều viết được dưới dạng phân số” là mệnh đề “Tồn tại số thập phân không viết được dưới dạng phân số”.

Mệnh đề toán học là một phát biểu khẳng định về một sự kiện trong toán học.

Vậy trong các phát biểu đã cho thì phát biểu a, b là các mệnh đề toán học.

a) Phủ định của mệnh đề A: “  $\frac{5}{12}$ là một phân số” là mệnh đề $\overline{A}$ : “  $\frac{5}{12}$ không phải là một phân số”, mệnh đề phủ định này sai do A đúng.

b) Phủ định của mệnh đề B: “Phương trình x² + 3x + 2 = 0 có nghiệm” là mệnh đề $\overline{B}$ : “Phương trình x² + 3x + 2 = 0 vô nghiệm”.

Ta có x² + 3x + 2 = 0 là phương trình bậc hai có ∆ = 3² – 4 . 1 . 2 = 9 – 8 = 1 > 0 nên phương trình có nghiệm, vậy mệnh đề B đúng nên mệnh đề $\overline{B}$  sai.

c) Phủ định của mệnh đề C: “2² + 2³ = 2^{2 + 3}” là mệnh đề $\overline{C}$ : “2² + 2³ ≠ 2^{2 + 3}”.

Ta có: 2² + 2³ = 4 + 8 = 12

          2^{2 + 3}  = 2⁵ = 32

Do đó 2² + 2³ ≠ 2^{2 + 3}  

Vậy mệnh đề C sai và mệnh đề $\overline{C}$  đúng. 

d) Phủ định của mệnh đề D: “Số 2 025 chia hết cho 15” là mệnh đề $\overline{D}$ : “Số 2 025 không chia hết cho 15”.

Ta có: 2 025 : 15 = 135 nên 2 025 chia hết cho 15.

Vậy mệnh đề D đúng nên mệnh đề phủ định $\overline{D}$  sai.

a) Mệnh đề P ⇒ Q: “Nếu n là một số tự nhiên chia hết cho 16 thì n là một số tự nhiên chia hết cho 8”.

Đây là mệnh đề đúng vì 16 = 2 . 8 nên mọi số tự nhiên chia hết cho 16 thì đều chia hết cho 8.

b) Mệnh đề đảo của mệnh đề P ⇒ Q là mệnh đề Q ⇒ P: “Nếu là là số tự nhiên chia hết cho 8 thì n là một số tự nhiên chia hết cho 16”.

Mệnh đề đảo này là mệnh đề sai.

Ví dụ: lấy n = 8, ta thấy 8 chia hết cho 8 nhưng 8 không chhia hết cho 16.

Phát biểu mệnh đề P ⇔ Q bằng bốn cách như sau:

Cách 1: “Tam giác ABC cân tương đương tam giác ABC có hai đường cao bằng nhau”.

Cách 2: “Tam giác ABC cân là điều kiện cần và đủ để có tam giác ABC có hai đường cao bằng nhau”.

Cách 3: “Tam giác ABC cân khi và chỉ khi tam giác ABC có hai đường cao bằng nhau”.

Cách 4: “Tam giác ABC cân nếu và chỉ nếu tam giác ABC có hai đường cao bằng nhau”.

a) Mệnh đề đã cho được viết là: “$\exists x\in \mathbb{Z}$ , x không chia hết cho x”.

b) Mệnh đề đã cho được viết là: “$\forall x\in ℝ$ , x + 0 = x”.

a) Mệnh đề “ $\forall x\in ℝ$, x² ≥ 0” được phát biểu như sau: “Mọi số thực đều có bình phương không âm”.

b) Mệnh đề “$\exists x\in ℝ,\frac{1}{x}>x$ ” được phát biểu là: “Tồn tại số thực sao cho nghịch đảo của nó lớn hơn chính nó”.

a) Phủ định của mệnh đề “ $\forall x\in ℝ$, x² ≠ 2x – 2” là mệnh đề “$\exists x\in ℝ$ , x² = 2x – 2”.

Mệnh đề phủ định trên là mệnh đề sai, thật vậy ta xét phương trình x² = 2x – 2

⇔ x² – 2x + 2 = 0

Đây là phương trình bậc hai với ∆' = (– 1)² – 1 . 2 = – 1 < 0

Do đó phương trình vô nghiệm trên tập số thực.

Nghĩa là x² ≠ 2x – 2 với mọi số thực x.

Vậy mệnh đề phủ định trên là mệnh đề sai. 

b) Phủ định của mệnh đề “$\forall x\in ℝ$ , x² ≤ 2x – 1” là mệnh đề “$\exists x\in ℝ$ , x² > 2x – 1”.

Mệnh đề phủ định này là mệnh đề đúng. Để chứng minh mệnh đề đúng, ta chỉ cần chỉ ra một giá trị cụ thể của x để nhận được mệnh đề đúng.

Thật vậy, chọn x = 2, ta thấy 2² = 4 và 2 . 2 – 1 = 4 – 1 = 3, vì 4 > 3 nên 2² > 2 . 2 – 1.

Vậy mệnh đề phủ định là mệnh đề đúng.

c) Phủ định của mệnh đề “$\exists x\in ℝ,x+\frac{1}{x}\ge 2$ ” là mệnh đề “$\forall x\in ℝ,x+\frac{1}{x}<2$ ”.

Mệnh đề phủ định trên là mệnh đề sai. Thật vậy, ta chỉ cần lấy bất kì một giá trị x để nhận được mệnh đề sai.

Chọn x = 4, ta thấy $4+\frac{1}{4}=\mathrm{4,25}$  > 2.

Vậy mệnh đề phủ định là mệnh đề sai.

d) Phủ định của mệnh đề “$\exists x\in ℝ$ , x² – x + 1 < 0” là mệnh đề “$\forall x\in ℝ$ , x² – x + 1 ≥ 0”.

Mệnh đề phủ định này là mệnh đề đúng.

Ta có: x² – x + 1 = $x^2-2.x.\frac{1}{2}+{\left(\frac{1}{2}\right)}^2+\frac{3}{4}={\left(x-\frac{1}{2}\right)}^2+\frac{3}{4}>0\forall x\in ℝ$ .