건전성: 두 판 사이의 차이

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[[논리학]]에서 '''건전성'''({{llang|en|soundness}})이란, 형식 체계 내에서 증명가능한 명제(즉 정리)가 의미론 상으로도 참이 되는 성질이다. 이는 논리학에서 [[완전성]]의 역개념이 된다.
 
'''건전성 정리'''({{llang|en|soundness theorem}})에 따르면 [[1차 논리]] 체계에서는 연역 계산이 항상 건전성을 가지며, 이 정리도 역시 [[괴델의 완전성 정리|완전성 정리]]의 역을 제공한다.
 
== 정의 ==
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* <math>G \vdash p</math> 이면, <math>G \vDash p</math>이다.
 
== 건전성 정리의 증명 ==
잘 정의된 [[명제 논리]] 체계에서는 건전성이 성립해야 한다. 흔히 논리체계에서는 건전성 정리(soundness theorem)가 간단한 귀납법에 의해 이루어지므로 [[완전성]] 정리의 증명보다 훨씬 간략하다. "모든 논리적 공리는 항진"이라는 것과 "모든 논리적 추론규칙(보통 [[전건 긍정]]을 포함)은 [[타당성]]을 가진다"는 보조정리를 바탕으로 증명은 쉽게 끝난다.<ref name="a"/> 이 보조정리는 공리와 추론규칙마다 확인해보는 것으로 간단히 얻을 수 있으며, 이를 전제로 증명은 다음과 같이 완성된다.
건전성 정리(soundness theorem)에 따르면 [[1차 논리]]에서는 항상 건전성이 성립한다. 그 증명은 다음과 같은 '[[타당성]] 보조정리'를 가정하면 쉽게 얻을 수 있다.<ref name="a"/> 사실 이 정리의 증명에서 문제가 되는 것은 타당성 보조정리의 증명인데, 이 보조정리는 의미상으로는 명백해 보이지만 그 증명은 비교적 길고 복잡하므로 여기서는 이를 받아들이고 건전성 정리의 증명만을 다루도록 한다.
 
{{증명}}
* (타당성 보조정리) 모든 논리적 [[공리]]는 타당하다.
(명제의 구성법과 증명관계가 귀납적으로 잘 정의되어 있다는 가정 하에) <math>G \vdash p</math>인 경우 p는 다음의 세 가지 경우 중 하나이다: 논리적 공리이거나, 전제 G의 원소이거나, 공리와 전제에 추론규칙들을 적용하여 나온 명제이거나.
 
증명은 세 부분으로 나누어 할 수 있다.
 
# p가 논리적 공리일 경우 위의 보조정리와 타당성의 정의에 의해 곧바로 <math>G \vDash p</math> 을 얻는다.
# p가 G의 원소인 경우에도 곧바로 <math>G \vDash p</math> 을 얻는다.
# 공리나 G의 원소에 추론규칙을 0번 사용하여 증명된 명제는 위의 2가지 경우에 해당하여 의미론적으로 참이다. 이제 추론규칙을 n번 적용하여 나온 명제들 <math>p_1, p_2, ..., p_i</math>가 의미론적으로도 귀결인 것이 보여졌다고 가정하고 그러한 명제들에 임의의 추론규칙을 적용하여 나온 명제 q를 가정하면 보조정리에 의해 항진성이 보존되므로 q, 즉 추론규칙을 n+1번 적용하여 나온 임의의 명제도 항상 의미론적으로 참이다.
# 어떤 논리식 q가 존재해서 [[전건긍정식]]에 의해 <math>q \rightarrow p</math> 일 경우, 귀납법에 의해 <math>G \vDash q</math> 이고 <math>G \vDash (q \rightarrow p)</math> 라 할 수 있다. 이로부터 <math>G \vDash p</math> 를 얻는다.
 
그렇다면 귀납법에 의해 모든 증명되는 명제는 의미론적으로 참이다.
{{증명 끝}}
 
잘 정의된 [[1차 논리]]에 대해서도 마찬가지로 [[양화사]]를 포함하는 공리나 추론규칙이 타당하다는 것만 추가로 보이면 비슷한 방식의 증명이 이루어질 수 있다. [[완전성]]도 성립할 경우 이 논리체계에서 구문론적 참과 의미론적 참은 일치한다고 간주할 수 있다.
따라서, 모든 경우에 대해 위 정리는 성립한다.
 
== 같이 보기 ==