Проаналізуємо логічну сторону загальної форми доведення від супротивного. Введем позначення.
Т – теорема.
I1, I2, …,In – істинні твердження (аксіоми, теореми), що використовуються в доведенні.
I = I1∧ I2∧ …∧In
∧- суперечність (протиріччя)
Доведення від супротивного починаємо з припущення, що теорема не виконується, тобто виконується заперечення теореми . Проводимо міркування, починаючи з . Використовуємо потрібні істинні твердження і приходимо до протиріччя. Формулою наші дії описуються так: . Доведем, що ця формула рівносильна формулі Т.
=====
Ми обґрунтували загальну форму доведення від супротивного, в якій протиріччя не пов’язане з компонентами теореми. Часто використовують доведення від супротивного, в якому одержують протиріччя з використанням першої компоненти ( умови ) теореми. Проаналізуємо таке доведення. Нехай . Знайдемо .
= = = = .
Одержали, що заперечення теореми ( теорема не виконується ) рівносильно тому, що умова теореми () виконується і висновок () не виконується.
Довести теорему методом від супротивного.
Припускаємо що теорема не виконується, тобто виконується і не виконується (виконується). Доводимо що з випливає , тобто доводимо теорему . Одержали, що виконується, тобто не виконується. Протиріччя, бо припускали, що виконується, одержали, що не виконується. Припущення про невиконання теореми невірне, теорема виконується.
Відмітимо, що в цій формі методу доведення від супротивного без всяких протиріч доводиться теорема , яка логічно еквівалентна теоремі .
При описанні методу доведення від супротивного в підручнику геометрії [ 7 ] говориться, що доведення починаємо з припущення виконання твердження протилежного теоремі, а не заперечення теореми. Це не вірно, бо .
Завдання. Довести, що множина простих чисел нескінченна.