Определение математических понятий. Объем и содержание понятий. Отношения между понятиями. Способы определения понятий. Корректные и некорректные определения (Глава7. из учебного пособия "Математика" Г.М.Аматовой), страница 2

С точки зрения языка вербальные определения являются пове­ствовательными предложениями, но не являются высказываниями в смысле математической логики. Относительно этих предложений не имеет смысла говорить истинны они или ложны. С логической точки зрения вербальные определения ближе к повелительным, чем повествовательным предложениям.

Рассмотрим некоторые способы вербальных определений.

1. Определение понятий через род и видовое отличие. Этот способ определения является наиболее распространенным, ему принадлежит ведущая роль в классической логике Аристотеля, поэтому его часто называют классическими.   Логическая структура определений через род и видовое отличие проста, четко выражена и поэтому впол­не доступна учащимся уже в начальных классах школы.

Приведем примеры таких определений: "Имя существительное- это часть речи, которая обозначает пред­мет и отвечает на вопрос кто? или что?"; "Квадрат - это прямоугольник, у которого все стороны равны".

Уже из приведенных примеров видна их общая структура. В опре­делении указываются: некоторое множество (род), которому принадлежит определяемое понятие; свойство, которое выделяет определяемый объект из объектов этого же рода (видовое отличие).

Так в определении "Простым числом называется натуральное чи­сло, которое имеет точно два делителя" родовым понятием является понятие "натуральное число", а видовым отличием - свойство "иметь точно два делителя".

Если определяемое понятие обозначить через а , то его объем А выражается следующим образом: А = { х ½ хÎ В, Р(х)}. Здесь В - объем родового по отношению к а понятия, Р(х) -видовое отличие.

2. Генетическое определение понятий.

Генетические или конструктивные определения являются част­ным случаем определений через род и видовое отличие. В таких определениях видовое отличие указывает на происхождение опреде­ляемого объекта (отношения) или на способ его образования.

Рассмотрим следующее определение: "Циклоидой называется кривая линия, которую описывает любая точка окружности, катящейся по прямой без скольжения". Родовым здесь является понятие "кривая линия", а видовое от­личие указывает на способ образования определяемой кривой.

3. Рекурсивные определения.

В последнее время в математике, ее приложениях, а также в других науках все чаще встречаются, так называемые, рекурсивные определения. В таких определениях указываются некоторые основ­ные элементы из объема понятия и даются правила, позволяющие по­лучать новые элементы из уже имеющихся. Примером рекурсивного определения является определение 2.6 логической формулы. Рекур­сивные определения находят особенно широкое применение в языках программирования на ЭВМ.

4. Дискрипции.

Определения объектов и отношений путем указания их свойств называются дискрипциями. Примером дискрипции является опреде­ление 3.28 из §10. "Бинарное отношение р на множестве  Xназывается отношением эквивалентности, если оно обладает свойствами: рефлексивности ("хÎХ)(хрх); симметричности ("х, у Î Х)(хру Þ урх) ; транзитивности ("x, у, z Î Х)(хру Ù ypz Þ  xpz)"

Здесь родовым является понятие " бинарное отношение", а видо­вое отличие представлено перечислением свойств определяемого от­ношения.

5.         Аксиоматические определения.

Если какое-то понятие вводится с помощью списка аксиом, опи­сывающих свойства этого понятия, то такое определение называется аксиоматическим. Примером аксиоматического определения являет­ся следующее: "Умножением натуральных чисел называется алгебраическая опе­рация, определенная на множестве N натуральных чисел и удовле­творяющая аксиомам: 1) ("а Î N)( a * 1 = а) ; 2) ("a, bÎN) (a*b' = a*b+a)"

7.4.    Корректные и некорректные определения.

Для того, чтобы определения могли служить построению какой-либо научной теории, они должны удовлетворять определенным требовани­ям. Одним из самых важных таких требований является требование соразмерности определения. Это означает, что объем определяемого понятия должен совпадать с объемом определяющего понятия. Боль­шинство ошибок в определениях приводит к нарушению соразмерно­сти его частей.

Рассмотрим следующие предложения: "Биссектрисой угла называется луч, который делит угол попо­лам"; "Островом называется небольшая, по сравнению с материком, часть суши, окруженная со всех сторон морем". В первом случае объем определяющего понятия шире объема определяемого понятия (видовое отличие неполно, не сказано, что луч выходит из вершины угла), во втором - объем определяющего понятия уже объема определяемого понятия (видовое отличие суже­но, острова бывают не только в море, но и в озерах, реках).

Таким образом, ни одно из приведенных предложений не явля­ется определением, так как в обоих случаях нарушено требование соразмерности.

Другим важным требованием, предъявляемым к определениям, является отсутствие порочного круга. Нарушение этого требования проявляется в том, что определяемое понятие содержится в опреде­ляющем или в цепочке последовательных определений используют­ся термины, ранее определенные через определяемое. Поэтому, если указанное требование не выполняется, то процедура определения по­нятий "зацикливается" и не сводится к исходным понятиям.

В качестве примеров рассмотрим предложения:

1) "Будем говорить, что число а равно числу b , если число (а — b) равно нулю".

2) "Шаром называется часть пространства, ограниченная сферой", "Сферой называется граница шара".

В первом примере определяемое "равенство чисел" содержится в определяющем, а во втором - одно понятие "шар" определяется че­рез другое "сфера", и наоборот, понятие "сфера" определяется через понятие "шар".

Следующим требованием, выполнение которого необходимо для определений, является отсутствие омонимии. Каждый термин в качестве определяемого должен встречаться не более одного раза. При нарушении этого условия нарушается однозначность определения, один и тот же термин будет обозначать различные объекты или отно­шения. Нарушение этого требования особенно опасно в начале изуче­ния курса, так как создает неразбериху и вызывает дополнительные трудности при его усвоении.

В математической литературе до сих пор сохраняются некоторые омонимии. Например, слово "цифра" понимается как символ для записи числа и как соответствующее однозначное число.

При определении понятий желательно выполнение еще одного условия. Формулировка определения не должна содержать лишних свойств, которые можно вывести из других свойств, указанных в том же определении.

Рассмотрим в качестве примера определение: "Натуральное чи­сло называется простым, если оно имеет только два делителя и де­лится только на себя и единицу".

Совершенно очевидно, что условие "иметь только два делителя" вытекает из условия "делиться только на себя и на единицу", и на­оборот, а поэтому одно из этих условий является лишним.

Если определение удовлетворяет перечисленным выше условиям, то его называют корректным.