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¿Cómo puedo justificar esta transformación del cuantificador existencial en la lógica de predicados?

Estoy haciendo las siguientes transformaciones sobre un enunciado con un cuantificador existencial que creo que es válido, pero no sé cómo justificarlo en mi cadena de equivalencias:

$$ \begin{align} \exists y \in Y \{ y \in B \land &\exists x \in X \{ x \in A \} \} \\ &\iff \exists x \in X, y \in Y \{ x \in A \land y \in B \} \\ &\iff \exists x \in X \{ x \in A \land \exists y \in Y \{ y \in B \}\} \end{align} $$

No pude encontrar una regla de cuantificación existencial existente que pudiera nombrar aquí. ¿Se puede justificar esto, o me estoy perdiendo algo?

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Graham Kemp Puntos 29085

Debe tener acceso a una regla que cuando $z$ no se produce de forma gratuita en $P$ entonces $$(\exists z~Q(z))\wedge P \iff \exists z~(Q(z)\wedge P)$$

¿Tienes algún problema para ver por qué está justificado?

Esto también funciona en dominios restringidos, $(\exists z{\in}Z~Q(z))\wedge P\iff \exists z{\in}Z~(P\wedge Q(z))$

Así que aplicando esto y la conmutatividad de la conjunción, tenemos $$\begin{align} & \exists y{\in}Y~(y\in B\wedge (\exists x{\in}X~x\in A)) \\ \iff & (\exists y{\in}Y~y\in B)~\wedge~(\exists x{\in}X~x\in A) \\ \iff & (\exists x{\in}X~ x\in A)~\wedge~(\exists y{\in}Y~y\in B) \\ \iff & \exists x{\in} X~(x\in A\wedge (\exists y{\in}Y~y\in B)) \\[2ex] \iff & \exists x{\in}X~\exists y{\in} Y~(x\in A\wedge y\in B) \end{align}$$

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