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Cuánto rigor en las pruebas?

Sólo una rápida puntero: usted probablemente podría salirse con la saltarse a los 2 últimos párrafos, como el resto cubre mi motivación para responder a esta pregunta.

A través de este próximas fiestas estoy esperando para pasar un poco de tiempo a la lectura a través de Spivak del Cálculo, y responder a algunas de las más difíciles/interesante mirar las preguntas. Mientras he aprendido la mayoría de los materiales antes, el cálculo de los cursos en el primer año de mi Uni enseñaron todo, principalmente para los ingenieros, y siento que tengo una muy 'handwavy la comprensión de las ideas como la de la continuidad, las sumas de Riemann, etc., etc.

De todos modos, me encontré con esta pregunta en el capítulo 2 del libro de anoche:

Probar que:

$$\sum_{k=0}^{l} \binom{n}{k}\binom{m}{l-k}=\binom{n+m}{l} $$

Spivak recomendado teniendo en cuenta el binomio de expansión de $(1+x)^a(1+x)^b$ y después de un minuto o así vi la 'razón' ¿por qué esta afirmación es cierta. Brevemente, debemos considerar el coeficiente de $x^l$ en el binomio de expansión se sugirió anteriormente. Expandiéndose hacia fuera, $(1+x)^{n+m}$ con el teorema del binomio da el coeficiente de $\binom{n+m}{l}$, el lado derecho de la expresión anterior. Por otro lado, si queremos expandir $(1+x)^n$ $(1+x)^m$ por separado y multiplicar juntos, vamos a tener que sumar todos los diferentes cruz-multiplicaciones que dan un l-esima fin de plazo: no hay $\binom{n}{0}x^0\times \binom{m}{l}x^l$,$\binom{n}{1}x^1\times \binom{m}{l-1}x^{l-1}$, etc. Y si añadimos estos podemos obtener la expresión en el lado izquierdo de la igualdad anterior. Estos 2 expresiones para el coeficiente de $x^l$ debe ser igual, por lo tanto, la igualdad anterior debe contener.

Q. E. D.

Hecho.

Fresco.

Sin embargo, todavía estoy muy incómodo con el abandono de la pregunta con sólo esta respuesta. La única razón por la que estoy leyendo a través de Spivak es tratar de aprender algo de rigor matemático, y sin embargo, aunque estoy seguro de que este argumento es válido, tengo la sensación de que muchos analistas desea un poco más... ummm...algo :)

Y este donde estoy atascado. En un extremo de la escala, se podría esperar que en todas las pruebas para ser enteramente basada en axiomas o teoremas demostrados anteriormente - Euclides estilo. En el otro extremo tenemos argumentos como este de arriba, o como el de Newton intuitionistic vista de un límite. Mi pregunta es simplemente 'cuando debería estar convencido de que una prueba es una prueba?' Cuánto rigor es suficiente? De hecho, ¿cuánto rigor se utiliza en las pruebas de profesional en matemáticas (yo había entendido que es bastante dependiente del campo)?

Muchas gracias por tus pensamientos

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Harper Shelby Puntos 431

El mayor grado de rigor sería consigue de este modo: Escribir una lista de axiomas y una lista de reglas de inferencia. Inicio de un axioma y modificar su fórmula lógica utilizando sólo una regla a un paso y a cada paso que indique claramente lo que la regla que ha utilizado.

Yo no soy un lógico y mi descripción no es probablemente muy buena, pero mi punto es que, sea o no de este o algún enfoque similar podría ser llamado "absolutamente rigurosa", es muy poco práctico. En alguna etapa de su desarrollo, usted sabe que la ley de la asociatividad y la necesidad de no recordar cada vez que se utiliza. En una etapa posterior de su desarrollo, lo mismo es cierto acerca de, digamos, el teorema del binomio.

Así, en la práctica, el rigor es un concepto relativo. Las pruebas son escritas para que el lector compruebe. El objetivo del autor es hacer esta comprobación rápida y sin esfuerzo como sea posible (muchas veces esto no es cierto para los autores de libros de texto). Con este fin, él debe encontrar la cantidad correcta de detalle. El lector no debe perder el tiempo por tener que comprobar cuatro pasos para una declaración fácilmente podía haber entendido en un solo paso. Por otro lado, el lector no debe ser forzado a la cría de un largo tiempo a través de una declaración en la que también se podría escribir, por ejemplo con tres intermediario cada uno de los pasos a tomar sólo una décima parte de este tiempo para comprobar.

Pero este proceso de comprobación depende del lector. En mi opinión, no se puede hablar de rigor sin hablar de la "matemática de la madurez" de su lector promedio. En un trabajo de investigación de las pruebas se consideran riguroso que sería llamado handwaving o incomprensible en un título de libro de texto.

Por supuesto, dar la cantidad correcta de pasos en las pruebas es sólo un aspecto de rigor. Otro no está hablando acerca de los conceptos que no se definen correctamente. Pero esto es relativo también. En un trabajo de investigación acerca de la física matemática no tiene claramente el estado de los axiomas de los números reales. En un libro de texto de cálculo que haces.

En su particular ejemplo: Si usted puede esperar que sus lectores para saber por ejemplo que los coeficientes de las funciones polinómicas son únicos, su prueba (o al menos parte de ella) es riguroso. Si no, no lo es, y usted tiene que dar alguna explicación.

Usted pregunta acerca de cuando usted debe estar satisfecho de que una prueba es una prueba. Mi opinión: si y sólo si está seguro de que usted puede, si es necesario, rellene todos los pensable intermediario pasos y seguimiento de cada hecho de que el uso de vuelta a la muy axiomas. Si ya estás preguntando "¿es esto realmente una prueba?", desde luego no es para ti (aunque es para Spivak, y, si lo logró, por su intención de lectores). Usted tiene que romper hacia abajo a los pasos que son completamente evidentes. En su desarrollo matemático más y más argumentos de venir a cumplir con este criterio. Por ejemplo, cuando se enteró de inducción, deberá indicar claramente en el caso base, la hipótesis de inducción y así sucesivamente. Una vez que usted ha visto su parte de las pruebas por inducción, usted está satisfecho y agradecido a menudo si el autor sólo escribe "por inducción, vamos a conseguir...".

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jdotjdot Puntos 129

Creo que el mensaje más importante aquí es que mientras que en rigor puede ser relativo, tiene que ser medido por su audiencia's de la habilidad, no la tuya.

Lógicamente, no es una "base de la verdad" por el rigor, a saber, paso a paso la aplicación de reglas lógicas. Usted probablemente no quiere escribir pruebas así.

He disfrutado la lectura de Leslie Lamport de Cómo escribir una prueba?. De nuevo, usted probablemente no quiere escribir sus pruebas en su mejor nivel de granularidad, pero podría demostrar cuán profundamente puede excavar. Me gusta su idea acerca de unfoldable pruebas; que realmente se debería hacer con el fin de ser capaz de servidor de múltiples audiencias en uno.

A mí mismo, yo creo que cualquier prueba tiene que ser definitivo en sus pasos. Si usted hace un gran paso que usted espera que sus lectores a seguir, no escribir palabras como "claramente" o "obviamente", sino que se refieren al resultado específico necesario. Eso significa que usted tiene que investigar el paso previo a la escritura, que ayudan a evitar errores.

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