Langage de la logique et des ensembles

La négation - Exercice 1

20 min
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Il est important de savoir déterminer la négation d'une proposition assertionnelle.
On considère les trois propositions PP, QQ et RR. Donner la négation des cinq assertions suivantes :
Question 1

P¬QP \wedge \neg Q

Correction
On a :
¬(P¬Q)(¬P¬(¬Q))\neg (P \wedge \neg Q) \Longleftrightarrow (\neg P \vee \neg(\neg Q))
Or :
¬(¬Q)Q\neg(\neg Q) \Longleftrightarrow Q
Finalement :
¬(P¬Q)(¬PQ){\color{red}{\boxed{ \neg (P \wedge \neg Q) \Longleftrightarrow (\neg P \vee Q) }}}
Question 2

P(QR)P \vee (Q \wedge R)

Correction
On a :
¬(P(QR))(¬P¬(QR))\neg (P \vee (Q \wedge R)) \Longleftrightarrow (\neg P \wedge \neg(Q \wedge R))
Or, on a :
(¬(QR))(¬Q¬R)(\neg(Q \wedge R)) \Longleftrightarrow (\neg Q \vee \neg R)
Finalement, on trouve que :
¬(P(QR))(¬P(¬Q¬R)){\color{red}{\boxed{ \neg (P \vee (Q \wedge R)) \Longleftrightarrow \big( \neg P \wedge (\neg Q \vee \neg R) \big) }}}
Question 3

PQP \Longleftrightarrow Q

Correction
On a :
(PQ)((PQ)(QP))(P \Longleftrightarrow Q) \Longleftrightarrow \big( (P \Longrightarrow Q) \wedge (Q \Longrightarrow P) \big)
Ce qui s'écrit également :
(PQ)((¬PQ)(¬QP))(P \Longleftrightarrow Q) \Longleftrightarrow \big( (\neg P \vee Q) \wedge (\neg Q \vee P) \big)
On en déduit alors que :
¬(PQ)¬((¬PQ)(¬QP))\neg (P \Longleftrightarrow Q) \Longleftrightarrow \neg\big( (\neg P \vee Q) \wedge (\neg Q \vee P) \big)
Soit :
¬(PQ)(¬(¬PQ)¬(¬QP))\neg (P \Longleftrightarrow Q) \Longleftrightarrow \big( \neg(\neg P \vee Q) \vee \neg(\neg Q \vee P) \big)
Soit encore :
¬(PQ)((¬(¬P)¬Q)(¬(¬Q)¬P))\neg (P \Longleftrightarrow Q) \Longleftrightarrow \big( (\neg(\neg P) \wedge \neg Q) \vee (\neg(\neg Q) \wedge \neg P) \big)
Or on a (¬(¬P)P(\neg(\neg P) \Longleftrightarrow P et (¬(¬Q)Q(\neg(\neg Q) \Longleftrightarrow Q. Finalement, on aboutit à :
¬(PQ)(P¬Q)(Q¬P)){\color{red}{\boxed{\neg (P \Longleftrightarrow Q) \Longleftrightarrow \big( P \wedge \neg Q) \vee (Q \wedge \neg P) \big) }}}
Question 4

P¬QP \Longrightarrow \neg Q

Correction
On a :
(P¬Q)(¬P¬Q)(P \Longrightarrow \neg Q) \Longleftrightarrow (\neg P \vee \neg Q)
Ainsi, on en duit par négation que :
(¬(P¬Q))(¬(¬P¬Q))(\neg (P \Longrightarrow \neg Q)) \Longleftrightarrow (\neg(\neg P \vee \neg Q))
Ce qui nous donne ;
(¬(P¬Q))(¬(¬P)¬(¬Q))(\neg (P \Longrightarrow \neg Q)) \Longleftrightarrow (\neg(\neg P) \wedge \neg(\neg Q))
Or on a (¬(¬P)P(\neg(\neg P) \Longleftrightarrow P et (¬(¬Q)Q(\neg(\neg Q) \Longleftrightarrow Q. Finalement, on aboutit à :
¬(P¬Q)(PQ){\color{red}{\boxed{ \neg (P \Longrightarrow \neg Q) \Longleftrightarrow (P \wedge Q) }}}
Question 5

P(QR)P \Longrightarrow (Q \Longrightarrow R)

Correction
D'après la question précédente, on a :
¬(P¬Q)(PQ)\neg (P \Longrightarrow \neg Q) \Longleftrightarrow (P \wedge Q)
Donc :
¬(PQ)(P¬Q)\neg (P \Longrightarrow Q) \Longleftrightarrow (P \wedge \neg Q)
Dans cette dernière relation, remplaçons QQ par (QR)(Q \Longrightarrow R). On obtient alors :
¬(P(QR))(P¬(QR))\neg (P \Longrightarrow (Q \Longrightarrow R)) \Longleftrightarrow (P \wedge \neg (Q \Longrightarrow R))
De la relation issue de la question précédente, on tire également que :
¬(QR)(Q¬R)\neg (Q \Longrightarrow R) \Longleftrightarrow (Q \wedge \neg R). Donc, on peut donc écrire que :
¬(P(QR))(P(Q¬R))\neg (P \Longrightarrow (Q \Longrightarrow R)) \Longleftrightarrow (P \wedge (Q \wedge \neg R))
Finalement, on trouve que :
¬(P(QR))(PQ¬R){\color{red}{\boxed{ \neg (P \Longrightarrow (Q \Longrightarrow R)) \Longleftrightarrow (P \wedge Q \wedge \neg R) }}}