Explorar temas

LÓGICA Y CONJUNTOS

Implicación lógica: ejemplos y tabla de verdad

El condicional material p → q se lee «si p, entonces q». p es el antecedente y q, el consecuente. Solo es falso cuando p es verdadera y q es falsa.

Practica con 20 ejemplos y ocho ejercicios resueltos: las cuatro combinaciones, condiciones necesarias y suficientes, conjuntos, contraposición e inferencias válidas e inválidas.

Notación: V significa verdadero y F, falso. → expresa el condicional material; ¬ significa no; ∧ es y; ∨ es o inclusiva. ∈ indica pertenencia, ⊆ inclusión de conjuntos y ∅ el conjunto vacío.

Que p → q sea verdadero en una situación no demuestra que q sea una consecuencia lógica de p en general ni que p cause q. Para justificar una deducción hay que considerar todas las premisas.

Las cuatro combinaciones de verdad

EJEMPLO 01

Antecedente y consecuente verdaderos

En un control hipotético se examina la regla: si una pieza supera la revisión, recibe un sello. p: supera la revisión; q: recibe el sello. Una pieza cumple ambas cosas.

p es el antecedente; q es el consecuente

p = V; q = V

p → q = V

Condición: Misma pieza y revisión; la regla se evalúa, no se presupone verdadera para todas las piezas.

Este caso satisface el condicional. Observar una pieza que cumple la regla no demuestra que todas las piezas la cumplan.

Tabla de verdad completa
pqp → q
VVV
VFF
FVV
FFV
Solo p verdadera y q falsa hacen falso el condicional material.

EJEMPLO 02

Antecedente verdadero y consecuente falso

Con la misma regla, una pieza supera la revisión pero no recibe el sello.

p = V; q = F

p → q = F

Condición: Misma regla, pieza y revisión.

Es el único caso que refuta el condicional material. Si la regla pretendía valer para todas las piezas, esta pieza es un contraejemplo.

EJEMPLO 03

Antecedente falso y consecuente verdadero

Una pieza no supera la revisión, pero recibe el sello. Se evalúa únicamente si supera la revisión, recibe el sello.

p = F; q = V

p → q = V

Condición: Se evalúa el condicional material; no otras normas posibles del control.

La regla dada no dice que solo puedan recibir el sello las piezas que superen la revisión. Para imponer esa restricción haría falta q → p, la recíproca.

EJEMPLO 04

Antecedente y consecuente falsos

Una pieza no supera la revisión y tampoco recibe el sello.

p = F; q = F

p → q = V

Condición: Misma pieza y revisión; verdad del condicional distinta de verdad del consecuente.

El condicional no se incumple: no aparece el caso p verdadera y q falsa. Esto no vuelve verdadera a q; el consecuente sigue siendo falso.

Lenguaje, causalidad y conjuntos

EJEMPLO 05

Traducir si y solo si con cuidado

Una regla hipotética dice: puedes entrar solo si tienes pase. p: puedes entrar; q: tienes pase.

p solo si q se formaliza p → q

Tener pase es necesario para poder entrar

Poder entrar es suficiente para afirmar que se cumple el requisito del pase

Si tienes pase, puedes entrar sería q → p: otra regla

Condición: Reglas hipotéticas; suficiente y necesario se entienden respecto del condicional dado.

La palabra solo cambia qué condición es necesaria. En general, «p si q» expresa q → p y «p solo si q» expresa p → q. «p si y solo si q» exige ambas direcciones.

EJEMPLO 06

Un condicional verdadero no demuestra causalidad

Supón un relato en el que se establece que María es mujer. p: Juan es profesor; q: María es mujer. Evalúa «si Juan es profesor, entonces María es mujer».

Se ha fijado q = V como dato del relato

Con p = V: V → V = V

Con p = F: F → V = V

Condición: Personajes hipotéticos; q se proporciona expresamente como dato.

El condicional material es verdadero bajo ese dato, pero no demuestra que la profesión de Juan cause ni justifique lo afirmado sobre María. No se deduce q de su nombre ni se ha probado una relación general entre ambas proposiciones.

EJEMPLO 07

Por qué el vacío es subconjunto de cualquier conjunto

Sea B un conjunto cualquiera. Para demostrar ∅ ⊆ B, hay que justificar para todo x que si x ∈ ∅, entonces x ∈ B.

Definición: A ⊆ B significa que todo elemento de A pertenece a B

Para todo x: x ∈ ∅ es F

F → V = V y F → F = V

Por tanto, para todo x se cumple (x ∈ ∅) → (x ∈ B)

Conclusión: ∅ ⊆ B

Condición: Conjuntos dentro de un universo común; ∈ es pertenencia y ⊆ inclusión.

No elegimos un elemento del vacío: no existe ninguno. La condición universal no tiene contraejemplos, cualquiera que sea B, incluso si B también es vacío. Esto demuestra inclusión, no que ∅ sea un elemento de B.

EJEMPLO 08

Comprobar una inclusión no vacía

En U = {1, 2, 3, 4, 5}, toma A = {2, 4} y B = {1, 2, 3, 4}.

U = {1, 2, 3, 4, 5}, A = {2, 4} y B = {1, 2, 3, 4}.
En A y B2, 4
Solo en B1, 3
Fuera de B5

No hay elementos de A fuera de B: A ⊆ B. La última columna también está fuera de A.

Para x = 2 o x = 4: (x ∈ A) → (x ∈ B) es V → V

Para x = 1 o x = 3: es F → V

Para x = 5: es F → F

No hay un x que esté en A y fuera de B: A ⊆ B

Condición: Universo U indicado; no hay más elementos por revisar.

La inclusión exige revisar todos los elementos de A, no que A y B sean iguales. B puede tener elementos adicionales; aquí B no es subconjunto de A, como muestra el 1.

Recíproca, contraposición y negación

EJEMPLO 09

La recíproca no es la misma afirmación

Para n entero, considera: si n es múltiplo de 4, entonces n es par. p: n es múltiplo de 4; q: n es par.

Directa: p → q

Si n = 4k, entonces n = 2(2k), con k entero: la directa vale para todo n entero

Recíproca: q → p

n = 6 es par, pero no múltiplo de 4: la recíproca es falsa en ese caso

Condición: n y k enteros; un múltiplo es un múltiplo entero.

Una condición suficiente no tiene por qué ser necesaria. Para afirmar p si y solo si q tendrían que cumplirse la directa y la recíproca; este contraejemplo impide hacerlo.

Recíproca e inversa
p, qq → p¬p → ¬q
V, VVV
V, FVV
F, VFF
F, FVV
Estas dos formas son equivalentes entre sí, pero no a p → q en general.

EJEMPLO 10

La contrapositiva sí es equivalente

Mantén p: n es múltiplo de 4 y q: n es par.

Directa: p → q

Contrapositiva: ¬q → ¬p

Si n no es par, entonces n no es múltiplo de 4

Si fuera múltiplo de 4, sería par: contradicción

Condición: n entero; mismo significado de p y q.

Contraponer exige invertir el orden y negar ambas partes. La equivalencia vale para cualquier p y q en lógica clásica, como muestra la tabla.

Directa y contrapositiva
p, qp → q¬q → ¬p
V, VVV
V, FFF
F, VVV
F, FVV
Coinciden en las cuatro filas: se invierte el orden y se niegan las dos partes.

EJEMPLO 11

La inversa no es la contrapositiva

Para la misma regla sobre múltiplos de 4 y números pares, niega las dos partes sin cambiar el orden.

Inversa: ¬p → ¬q

Si n no es múltiplo de 4, entonces n no es par

n = 6 refuta la inversa: ¬p = V y ¬q = F

Condición: n entero; las cuatro formas mantienen los mismos p y q.

La inversa es equivalente a la recíproca, no a la directa en general. No es tampoco la negación del condicional: negar p → q produce p ∧ ¬q.

EJEMPLO 12

Negar un condicional es mostrar su incumplimiento

Una regla para una pieza dice: si supera la revisión, recibe sello. ¿Cómo se expresa que esa regla falla en esa pieza?

¬(p → q) equivale a p ∧ ¬q

La pieza supera la revisión y no recibe sello

No equivale a ¬p → ¬q

Condición: Lógica clásica; mismo contexto y significado de las letras.

Si la regla se afirma para todas las piezas, basta encontrar una que cumpla p y no q para refutarla. Negar una regla universal no exige que fallen todas las piezas.

Negar un condicional
p, q¬(p → q)p ∧ ¬q
V, VFF
V, FVV
F, VFF
F, FFF
La negación afirma precisamente el caso que refuta la regla: p se cumple y q no.

EJEMPLO 13

Escribir si… entonces usando o

Compara p → q con ¬p ∨ q.

p → q equivale a ¬p ∨ q

Si p = F, entonces ¬p = V y la disyunción es V

Si p = V, la fórmula tiene el mismo valor que q

Condición: La o es inclusiva; paréntesis y letras conservan su sentido.

La equivalencia no agrega una relación causal. Explica por qué el condicional material solo es falso con p verdadera y q falsa.

Expresar el condicional con o
p, qp → q¬p ∨ q
V, VVV
V, FFF
F, VVV
F, FVV
La o es inclusiva. Esta equivalencia explica las filas con antecedente falso.

Inferencias válidas, errores y práctica

EJEMPLO 14

Modus ponens: aplicar una regla con su antecedente

Sabemos que todo múltiplo entero de 4 es par, y que 12 es múltiplo de 4.

Premisa 1: p → q

Premisa 2: p

Conclusión: q

12 = 4 × 3 = 2 × 6: 12 es par

Condición: p: 12 es múltiplo de 4; q: 12 es par.

La conclusión se apoya en ambas premisas. Tener solo el condicional no autoriza a afirmar que su antecedente se cumple.

EJEMPLO 15

Modus tollens: usar un consecuente falso

Sabemos que todo múltiplo entero de 4 es par y que 7 no es par.

Premisa 1: p → q

Premisa 2: ¬q

Conclusión: ¬p

7 no es múltiplo de 4

Condición: p: 7 es múltiplo de 4; q: 7 es par.

Si p fuera verdadera, q tendría que ser verdadera. Como sabemos ¬q, p no puede ser verdadera cuando se acepta la regla.

EJEMPLO 16

Error: afirmar el consecuente

Se sabe p → q y se sabe q. ¿Eso prueba p?

No: p = F, q = V hace verdaderas las premisas y falsa la conclusión p

6 es par, pero no es múltiplo de 4

Condición: p: n es múltiplo de 4; q: n es par; n entero.

De una consecuencia verdadera no se puede recuperar automáticamente el antecedente. La conclusión p podría ser verdadera en otros casos, pero estas premisas no la garantizan.

EJEMPLO 17

Error: negar el antecedente

Se sabe p → q y se sabe ¬p. ¿Eso prueba ¬q?

No: p = F, q = V hace verdaderas las premisas y falsa la conclusión ¬q

6 no es múltiplo de 4, pero sí es par

Condición: p: n es múltiplo de 4; q: n es par; n entero.

El condicional no prohíbe que q ocurra cuando p es falsa. Para negar q por negar p haría falta otra premisa, como la recíproca q → p.

EJEMPLO 18

Encadenar dos implicaciones

Para n entero: si es múltiplo de 8, es múltiplo de 4; y si es múltiplo de 4, es par.

Premisas: p → q; q → r

Conclusión: p → r

Si n = 8k, entonces n = 4(2k) = 2(4k)

Todo múltiplo entero de 8 es par

Condición: p: múltiplo de 8; q: múltiplo de 4; r: par; n y k enteros.

La conclusión está garantizada cuando las dos premisas son verdaderas. No hace falta afirmar p para obtener p → r; sí haría falta p para concluir r mediante esa cadena.

Encadenar condicionales · filas 1–4
p, q, r(p → q) ∧ (q → r)p → r
V, V, VVV
V, V, FFF
V, F, VFV
V, F, FFF
En todas las filas donde las dos premisas son V, la conclusión p → r también es V.
Encadenar condicionales · filas 5–8
p, q, r(p → q) ∧ (q → r)p → r
F, V, VVV
F, V, FFV
F, F, VVV
F, F, FVV
En todas las filas donde las dos premisas son V, la conclusión p → r también es V.

EJEMPLO 19

Un antecedente con dos requisitos

Una regla hipotética dice: si tengo pase y reserva, puedo entrar. p: tengo pase; q: tengo reserva; r: puedo entrar.

(p ∧ q) → r

También equivale a p → (q → r)

Con p = V, q = F, r = F, ambas fórmulas son V

Tener solo pase no permite concluir que puedo entrar

Condición: Regla hipotética; se estudia su forma lógica y no otros posibles permisos.

No se deben borrar requisitos ni cambiar paréntesis. (p → q) → r es otra fórmula: con p = F, q = F, r = F resulta F, mientras p → (q → r) resulta V.

EJEMPLO 20

Verdad en un caso frente a consecuencia lógica

La fórmula p → q es verdadera cuando p y q son ambas verdaderas. Eso no la hace verdadera en todas las asignaciones.

p → q tiene el contraejemplo p = V, q = F

Por tanto, de p sola no se deduce q para letras arbitrarias

En cambio, de p ∧ q sí se deduce p

La fórmula (p ∧ q) → p es verdadera en todas las asignaciones

Condición: Lógica clásica; mismo contexto y significado de las letras.

Una consecuencia lógica exige que no exista un caso con todas las premisas verdaderas y la conclusión falsa. Una evaluación favorable o un supuesto del relato no sustituyen esa comprobación. En matemáticas, una regla sobre números también necesita su demostración y su dominio.

CONSULTA

Ocho ejercicios resueltos

Practica las evaluaciones, las transformaciones y las inferencias antes de mirar las respuestas.

Condición: Lógica clásica; mismo contexto y significado de las letras.

Cuando una inferencia no es válida, un contraejemplo debe mantener verdaderas todas sus premisas y hacer falsa su conclusión.

Práctica resuelta · 1–4
EjercicioRespuesta
p = V, q = F: p → qF.
p = F, q = F: p → qV.
p = V, q = F: ¬(p → q)V.
p = F, q = V: q → pF.
Distingue el valor de una fórmula de la validez de una inferencia.
Práctica resuelta · 5–8
EjercicioRespuesta
Contrapositiva de p → q¬q → ¬p.
De p → q y q, ¿se sigue p?No: p = F, q = V es un contraejemplo.
De p → q y ¬q, ¿se sigue ¬p?Sí: modus tollens.
p solo si qp → q; q es necesaria para p.
Distingue el valor de una fórmula de la validez de una inferencia.

CONSULTA

Método para analizar una implicación

Separa la formulación de la regla de lo que sabes que ocurre.

1. Identifica el antecedente p y el consecuente q

2. Fija el dominio y los supuestos del ejemplo

3. Evalúa las cuatro combinaciones si analizas la fórmula

4. Para deducir algo, escribe todas las premisas

5. Busca p verdadera y q falsa para refutar p → q

Condición: Lógica clásica; mismo contexto y significado de las letras.

No intercambies antecedente y consecuente sin justificación. Distingue una regla universal, un condicional evaluado en un caso y una explicación causal.

Qué recordar

Referencias