ตัวบ่งปริมาณ (หนึ่งตัว)

ในวิชาคณิตศาสตร์ สาขาตรรกศาสตร์ ประโยคที่ว่า "มี...หนึ่งตัว" ใช้เพื่อแสดงว่ามีสมาชิกตัวใดตัวหนึ่งที่สอดคล้องกับเงื่อนไขอย่างแน่นอน ตัวบ่งปริมาณตัวนี้ เป็นที่รู้จักกันในชื่อ ตัวบ่งปริมาณเอกลักษณ์ หรือ ตัวบ่งปริมาณแบบหนึ่งตัว (อังกฤษ : uniqueness quantification)

ใช้สัญลักษณ์ ∃! หรือ ∃₌₁ ยกตัวอย่าง ประโยคต่อไปนี้

$\exists !n\in \mathbb {N} \,(n-2=4)$

หรือจะอ่านได้ว่า "มีจำนวนธรรมชาติ n อยู่หนึ่งตัว ซึ่ง n - 2 = 4

สัญลักษณ์ของตัวบ่งปริมาณหนึ่งตัว

การพิสูจน์เอกลักษณ์

การพิสูจน์เอกลักษณ์ที่นิยมใช้กันคือการพิสูจน์ตัวแรกตามเงื่อนไข แล้วสมมติให้มีจำนวนๆ หนึ่งอยู่สองตัว (a และ b) ที่จะลงตัวกับเงื่อนไขได้พอดี และสมมูลกับประโยคนั้นๆ

อนึ่ง a = b

ยกตัวอย่างการพิสูจน์ ว่า x + 2 = 5 มีเพียงคำตอบเดียว ขั้นแรก จะเป็นการพิสูจน์โดยการสาธิตว่ามีคำตอบอยู่อย่างน้อยหนึ่งตัวแน่นอน ซึ่งก็คือ 3 จะเริ่มการพิสูจน์ส่วนนี้อย่างง่ายก่อน

$3+2=5$

ตอนนี้ ก็สมมติให้มีสองคำตอบ เป็น a และ b ซึ่งจะลงตัวกับ x + 2 = 5 ดังนั้น

${\displaystyle a+2=5}$ และ $b+2=5$

การดำเนินการของสมการ

${\displaystyle a+2=b+2}$

ใช้หลักการตัดทิ้ง

$a=b$

ตัวอย่างการพิสูจน์ตัวบ่งปริมาณแบบหนึ่งตัวง่ายๆ ผลสุดท้าย นิพจน์ของทั้งสองข้างจะมีค่าเท่ากัน ซึ่งจะมาทำให้สอดคล้องกับเงื่อนไข

การพิสูจน์หาค่า $a$ ซึ่งสอดคล้องกับเงื่อนไข และพิสูจน์ว่า สำหรับ $x$ ใดๆ หมายความว่า เงื่อนไขของ $x$ จะมีค่าเป็น $x=a$

การลดรูปเป็นตัวบ่งปริมาณแบบบางตัวและตัวบ่งปริมาณแบบทั้งหมด

ตัวบ่งปริมาณแบบหนึ่งตัวในบางครั้งยังเขียนได้ในรูปของตัวบ่งปริมาณแบบบางตัวและทั้งหมดในเชิงของตรรกศาสตร์พิสูจน์ โดยกำหนดประโยค :

$\exists !xP(x)$

ซึ่งสมมูลกับ

$\exists x\,(P(x)\,\wedge \neg \exists y\,(P(y)\wedge y\neq x))$

และ

$\exists x\,(P(x)\wedge \forall y\,(P(y)\to y=x))$

ประโยคที่จะใช้กฎเพื่อแยกเงื่อนไขของตัวบ่งปริมาณแบบบางตัวและทั้งหมดเป็นสองเงื่อนไข หากจะเขียนสั้นๆ จะได้ :

$\exists x\,P(x)\wedge \forall y\,\forall z\,((P(y)\wedge P(z))\to y=z)$

ลดลงมาอีกจะได้

$\exists x\,\forall y\,(P(y)\leftrightarrow y=x)$

ภาพรวม

อีกหนึ่งภาพรวมของตัวบ่งปริมาณหนึ่งตัวคือจำนวนสมาชิก ซึ่งจะรวมอีกสองตัวบ่งปริมาณเป็นในแบบ "มี k ตัวซึ่ง..." เหมือนกับ "มีสมาชิกซึ่งระบุได้มีอยู่ซึ่ง..." และ "มีสมาชิกระบุได้หลายตัวซึ่ง..." ตัวอย่างข้างต้นเป็นการแสดงโดยใช้ตัวบ่งปริมาณลำดับ แต่สองตัวอย่างสุดท้าย จะแสดงเป็นลำดับในตรรกศาสตร์จัดลำดับไม่ได้

"ความเป็นเอกลักษณ์ (หนึ่งตัว)" จะขึ้นกับ "ความเข้าใจ" ความสัมพันธ์ของตัวบ่งปริมาณนี้ไม่ตายตัว ซึ่งจะขึ้นอยู่กับนิพจน์หรือสมการ (ในสาขานี้ ความเป็นเอกลักษณ์ปกติคือ "เป็นเอกลักษณ์ที่ขึ้นกับสมการ/นิพจน์") เช่น หลายๆ แนวคิดของทฤษฎีจัดลำดับจะเป็น "เป็นเอกลักษณ์ขึ้นกับรูปร่าง"

ดูเพิ่ม

อ้างอิง

Kleene, Stephen (1952). Introduction to Mathematics. Ishi Press International หน้า 199
Andrews, Peter B. An Introduction to Mathematical logic and type theory to truth through proof (2. ed.). Dordrecht: Kluwer Acad. Publ. หน้า 233. ISBN 1-4020-0763-9