Tautológia a kontradikcia

Predstav si aplikáciu na počasie, ktorá sa nikdy nemýli. Každý večer hlási: „Zajtra bude pršať alebo nebude pršať.“ Úspešnosť 100 %. Úžitok? Nulový. Či si máš vziať dáždnik, aj tak nevieš.

Podobne hovorí politik v televízii: „Ceny buď porastú, alebo neporastú.“ Nemôže sa pomýliť. Prečo? Lebo v skutočnosti nič nepovedal.

V logike majú takéto vety meno: tautológie. Sú pravdivé vždy, len vďaka tomu, ako sú poskladané. Nezáleží na tom, čo sa naozaj stane. Ich opakom sú kontradikcie, ktoré neplatia nikdy.

Znie to ako zbytočnosť? Práve naopak. Tautológie sú pravidlá, podľa ktorých správne usudzuje matematik aj detektív. A pomôžu ti odhaliť úvahu, ktorá len vyzerá logicky.


Obsah


Tautológia: vždy pravda

Tautológia je zložený výrok, ktorý je pravdivý pri každom ohodnotení výrokov, z ktorých sa skladá.

Inými slovami: za A, B, C môžeš dosadiť čokoľvek pravdivé aj nepravdivé. Výsledok bude vždy 1.

Najjednoduchšia tautológia je zákon vylúčenia tretieho:

A ∨ A′

Buď platí A, alebo platí jeho negácia. Tretia možnosť nie je.

AA′A ∨ A′
101
011

Príklady zo života:

  • „Zajtra bude pršať alebo nebude pršať.“
  • „Test napíšem, alebo ho nenapíšem.“
  • „Číslo 1 001 je prvočíslo alebo nie je prvočíslo.“

Všimni si posledný príklad. Možno nevieš, či 1 001 je prvočíslo. Aj tak vieš, že celá veta je pravdivá. Tautológia platí bez ohľadu na to, čo vieš o jej častiach.


Kontradikcia: vždy nepravda

Kontradikcia je zložený výrok, ktorý je vždy nepravdivý. Pri každom ohodnotení vyjde 0.

A ∧ A′

Výrok nemôže platiť a zároveň neplatiť.

AA′A ∧ A′
100
010

Príklady zo života:

  • „Číslo 7 je párne a číslo 7 nie je párne.“
  • „Ponuka je úplne zadarmo, zaplatíš len 9,99 €.“
  • „Som doma a nie som doma.“

💡 Negácia tautológie je vždy kontradikcia a naopak. Keď tautológiu „otočíš“, z jednotiek v poslednom stĺpci sa stanú samé nuly.


Ani tautológia, ani kontradikcia

Väčšina zložených výrokov nie je ani jedno. Sú raz pravdivé a raz nie, podľa toho, čo dosadíš.

Napríklad A ∨ B: „Pôjdem do kina alebo pôjdem na tréning.“ Ak nepôjdeš nikam, výrok neplatí. Ak pôjdeš aspoň na jedno, platí.

Typ výrokuKedy je pravdivýPríklad
tautológiavždyA ∨ A′
kontradikcianikdyA ∧ A′
ani jednoniekedy áno, niekedy nieA ∨ B

Ako to overiť tabuľkou

Urob tabuľku pravdivosti a pozri sa na posledný stĺpec.

Posledný stĺpecVýrok je
samé 1tautológia
samé 0kontradikcia
1 aj 0ani jedno

Postup:

  • Napíš všetky kombinácie. Pre 2 výroky sú 4 riadky, pre 3 výroky 8 riadkov.
  • Pridaj stĺpce pre medzivýsledky, od najmenších zátvoriek.
  • Posledný stĺpec je celý výrok.

Overíme výrok (A ∧ B) ⇒ A:

ABA ∧ B(A ∧ B) ⇒ A
1111
1001
0101
0001

V poslednom stĺpci sú samé jednotky, takže (A ∧ B) ⇒ A je tautológia. Slovami: ak platí A aj B, tak určite platí A. „Mám pero aj ceruzku, teda mám pero.“

💡 Ak chceš ukázať, že výrok nie je tautológia, stačí jeden riadok s nulou. Ten riadok je kontrapríklad.

⚠️ Pri implikácii nezabudni: ak je predpoklad nepravdivý (0 ⇒ čokoľvek), implikácia je pravdivá. Tu sa robí najviac chýb. Spojky si môžeš zopakovať v článku Logické spojky.


Riešené príklady

Riešený príklad 1: modus tollens

Je výrok ((A ⇒ B) ∧ B′) ⇒ A′ tautológia?

Slovami: „Ak prší, je mokrá cesta. Cesta nie je mokrá. Teda neprší.“

ABA ⇒ BB′(A ⇒ B) ∧ B′A′celý výrok
1110001
1001001
0110011
0011111
Záver: samé jednotky, výrok je tautológia. Táto úvaha je vždy správna.

Riešený príklad 2: porušený sľub

Je výrok (A ⇒ B) ∧ (A ∧ B′) tautológia, kontradikcia, alebo ani jedno?

Slovami: „Ak sa budeš učiť, zvládneš test. A pritom si sa učil a test si nezvládol.“

ABA ⇒ BB′A ∧ B′celý výrok
111000
100110
011000
001100
Záver: samé nuly, výrok je kontradikcia. A ∧ B′ je presne situácia, keď implikácia A ⇒ B neplatí. Obe časti naraz platiť nemôžu.

Riešený príklad 3: sylogizmus s tromi výrokmi

Je výrok ((A ⇒ B) ∧ (B ⇒ C)) ⇒ (A ⇒ C) tautológia?

Slovami: „Ak zaspím, zmeškám autobus. Ak zmeškám autobus, prídem neskoro. Teda ak zaspím, prídem neskoro.“

Označme P = (A ⇒ B) ∧ (B ⇒ C).

ABCA ⇒ BB ⇒ CPA ⇒ CP ⇒ (A ⇒ C)
11111111
11010001
10101011
10001001
01111111
01010011
00111111
00011111
Záver: všetkých 8 riadkov má 1, výrok je tautológia. Implikácie sa dajú reťaziť ako domino.

Tautológie, ktoré treba poznať

TautológiaNázovSlovami
A ∨ A′zákon vylúčenia tretiehobuď platí, alebo neplatí
(A ∧ A′)′zákon sporunemôže platiť aj neplatiť
(A ∧ B)′ ⇔ (A′ ∨ B′)De Morganov zákon„nie oboje“ = „aspoň jedno nie“
(A ∨ B)′ ⇔ (A′ ∧ B′)De Morganov zákon„ani jedno“ = „jedno nie a druhé tiež nie“
(A ⇒ B) ⇔ (B′ ⇒ A′)obmena implikácieotoč a zneguj
(A ∧ (A ⇒ B)) ⇒ Bmodus ponens (pravidlo odlúčenia)platí predpoklad, teda platí záver
((A ⇒ B) ∧ B′) ⇒ A′modus tollensneplatí záver, teda neplatí predpoklad
((A ⇒ B) ∧ (B ⇒ C)) ⇒ (A ⇒ C)sylogizmus (tranzitivita implikácie)reťaz implikácií

Tautológiám tohto typu hovoríme aj logické zákony. Nemusíš ich biflovať naspamäť. Stačí pochopiť, prečo platia. Každý z nich si vieš kedykoľvek overiť tabuľkou.


Usudzuj ako Sherlock

Detektív nehádže domnienky. Ťahá závery, ktoré sú neprestrelné. A tie sú postavené práve na tautológiách.

Modus ponens — platí predpoklad, teda platí záver:

Ak má návštevník na topánkach červenú hlinu, bol v parku pri rieke. Návštevník má na topánkach červenú hlinu. Teda bol v parku pri rieke.

Modus tollens — neplatí záver, teda neplatí predpoklad. Toto je obľúbený trik Sherlocka Holmesa:

Ak by v noci do stajne prišiel cudzí človek, pes by štekal. Pes v noci neštekal. Teda neprišiel nikto cudzí.

Holmes z toho usúdil, že zlodej bol niekto, koho pes poznal. Všimni si: dôležitá stopa bola vec, ktorá sa nestala.

Sylogizmus — reťaz:

Ak zlodej prišiel cez záhradu, má zablatené topánky. Ak má zablatené topánky, nechal stopy na koberci. Teda ak zlodej prišiel cez záhradu, na koberci sú stopy.

💡 Modus tollens je vlastne obmena implikácie v praxi. Viac o obmene nájdeš v článku Implikácia, obrátená implikácia a obmena.


Logická ekvivalencia

Keď je ekvivalencia X ⇔ Y tautológia, výroky X a Y sú logicky ekvivalentné. Vždy majú rovnakú pravdivosť. Preto môžeš jeden nahradiť druhým, napríklad implikáciu jej obmenou.

V tabuľke to spoznáš ľahko: stĺpce pre X a Y sú v každom riadku rovnaké.

Overíme De Morganov zákon (A ∧ B)′ ⇔ (A′ ∨ B′):

ABA ∧ B(A ∧ B)′A′B′A′ ∨ B′
1110000
1001011
0101101
0001111

Stĺpce (A ∧ B)′ a A′ ∨ B′ sú rovnaké, takže ekvivalencia je tautológia.

Slovami:

  • „Nie je pravda, že mám čas aj peniaze.“
  • „Nemám čas alebo nemám peniaze.“

Obe vety hovoria to isté.

⚠️ Častá chyba: (A ∧ B)′ nie je A′ ∧ B′. „Nie je pravda, že mám čas aj peniaze“ neznamená „nemám čas a nemám peniaze“. Možno mi chýba len jedno.


Častý omyl: potvrdenie záveru

Na sociálnych sieťach nájdeš takéto úvahy každý deň:

Ak je produkt kvalitný, má veľa pozitívnych recenzií. Tento produkt má veľa pozitívnych recenzií. Teda je kvalitný.

Znie to rozumne. Lenže recenzie mohli byť kúpené. Úvaha má tvar:

((A ⇒ B) ∧ B) ⇒ A

Vyzerá ako modus ponens, ale nie je tautológia. Overme to.

Riešený príklad 4: úvaha, ktorá len vyzerá správne

Slovami: „Ak prší, je mokrá cesta. Cesta je mokrá. Teda prší.“

ABA ⇒ B(A ⇒ B) ∧ B((A ⇒ B) ∧ B) ⇒ A
11111
10001
01110
00101
Záver: v treťom riadku je 0, výrok nie je ani tautológia, ani kontradikcia. Tretí riadok je kontrapríklad: neprší (A = 0), ale cesta je mokrá (B = 1). Cestu mohol poliať kropiaci voz.

⚠️ Z pravdivého záveru sa nedá usúdiť, že platí predpoklad.

Jeho dvojča je popretie predpokladu: „Ak prší, je mokrá cesta. Neprší. Teda cesta nie je mokrá.“ Ani toto nie je tautológia. Kropiaci voz opäť pokazí celú úvahu.

ÚvahaTvarSprávna?
modus ponensA ⇒ B, platí A, teda Báno
modus tollensA ⇒ B, neplatí B, teda neplatí Aáno
potvrdenie záveruA ⇒ B, platí B, teda Anie
popretie predpokladuA ⇒ B, neplatí A, teda neplatí Bnie

Najčastejšie chyby

  • Skontroluješ jeden alebo dva riadky a vyhlásiš výrok za tautológiu. Musíš overiť všetky riadky.
  • Myslíš si, že čo nie je tautológia, je kontradikcia. Väčšina výrokov nie je ani jedno.
  • Zabudneš riadok. Pre 2 výroky sú 4 riadky, pre 3 výroky 8.
  • Implikáciu s nepravdivým predpokladom označíš ako nepravdivú. Pritom 0 ⇒ 0 aj 0 ⇒ 1 je 1.
  • Negáciu konjunkcie robíš „po kúskoch“: (A ∧ B)′ ako A′ ∧ B′. Správne je A′ ∨ B′.
  • Potvrdenie záveru alebo popretie predpokladu považuješ za správnu úvahu.

V skratke

  • Tautológia je pravdivá vždy, v poslednom stĺpci tabuľky sú samé 1.
  • Kontradikcia je nepravdivá vždy, v poslednom stĺpci sú samé 0.
  • Väčšina výrokov nie je ani jedno. Na vyvrátenie tautológie stačí jeden riadok s 0.
  • Tautológie sú logické zákony: De Morgan, obmena, modus ponens, modus tollens, sylogizmus.
  • Ak je X ⇔ Y tautológia, X a Y sú logicky ekvivalentné a môžeš ich zamieňať.
  • „Platí B, teda platí A“ nie je správna úvaha.

Skús si sám

Rozhodni, či je výrok tautológia, kontradikcia, alebo ani jedno. Pomôž si tabuľkou.

  1. A ⇒ A („Ak som hladný, som hladný.“)
  2. A ⇔ A′
  3. A ⇒ (A ∨ B) („Ak mám psa, mám psa alebo mačku.“)
  4. (A ∨ B) ⇒ A
  5. (A ∨ B) ∧ A′ ∧ B′
  6. ((A ⇒ B) ∧ A′) ⇒ B′ („Ak prší, je mokrá cesta. Neprší. Teda cesta nie je mokrá.“)

Riešenia

  1. Tautológia. 1 ⇒ 1 = 1 aj 0 ⇒ 0 = 1.
  2. Kontradikcia. A a A′ majú vždy opačnú hodnotu, takže ekvivalencia nikdy neplatí.
  3. Tautológia. Ak A = 1, aj A ∨ B = 1. Ak A = 0, implikácia platí automaticky.
  4. Ani jedno. Pre A = 0, B = 1 vyjde 1 ⇒ 0 = 0, pre A = 1 vyjde 1.
  5. Kontradikcia. A′ ∧ B′ platí len pre A = B = 0, ale vtedy A ∨ B = 0.
  6. Ani jedno. Pre A = 0, B = 1 vyjde (1 ∧ 1) ⇒ 0 = 0, v ostatných riadkoch 1. Je to popretie predpokladu.

Precvič si

👉 Ďalší článok: Úsudky a hypotézy