开语句
kāi yǔ jù
开语句是含有一个或多个变量的数学陈述,在代入具体值之前既不能判断为真也不能判断为假。
Definition
开语句是含有变量、尚不能判断真假的数学陈述;一旦代入某个数字,它就变成真命题或假命题。之所以称为"开",是因为问题仍然"敞开"着,就像一个尚未解答的问题,等待正确的值来把它"关闭",而使其为真的所有值构成解集。与之相对的是闭语句,一个本身就能判断真假的陈述,例如"$5 + 3 = 8$"。在形式逻辑中,开语句(开公式)是至少含有一个自由变量的合式公式;它不是命题,因为命题必须有确定的真值,但只要用量词约束所有自由变量或代入具体值,它就会变成命题,因此解方程等价于寻找一个能使公式"闭合"为真的赋值。
Example
$x + 3 = 10$ 是一个开语句:当 $x = 7$ 时为真,当 $x = 4$ 时为假。$2x - 1 > 5$ 是一个开不等式,对所有 $x > 3$ 为真,否则为假,所以其解集是 $\{x : x > 3\}$。公式 $P(x)$:$x^2 = 4$ 是开的;用全称量词将其闭合得到"对所有 $x$,$x^2 = 4$"(假),用存在量词将其闭合得到"存在 $x$ 使得 $x^2 = 4$"(真,$x = 2$ 或 $x = -2$)。
Key Insight
开公式与闭公式的区分是谓词逻辑与模型论的基础,而"自由变量"这一概念正是代数方程与逻辑命题之间的分界所在。