Cómo resolver este problema matemático discreto

Esta forma de prueba proviene más de la lógica simbólica que de la teoría de conjuntos, pero podría escribir todas las declaraciones cuantificadas, más la negación de la conclusión -P (x, y), luego descomponer el conjunto de declaraciones usando árboles de verdad y demostrar que todo las ramas terminan debido a la contradicción (presencia de una declaración y su negación en la misma rama), lo que implica que no es posible que las premisas sean verdaderas y que la conclusión sea falsa, lo que demuestra la implicación. Aquí es donde puede ver cómo descomponer las declaraciones de la lógica de predicados de primer orden utilizando árboles de verdad:
Método de cuadros analíticos.
El texto

Richard Jeffrey, 1990 (1967). Lógica formal: su alcance y límites , 3ª ed. McGraw Hill
es una buena fuente para aprender sobre esto, al igual que “The Logic Book” de Bergmann, Moor and Nelson.

Aquí hay un probador en línea:

GabLem.com

Hagamos la siguiente simplificación:

[matemáticas] A: \; (\ existe y \ en X) \; P (x, y) [/ math]

[matemática] B: \; (\ forall y \ en X) \; P (x, y) [/ math]

Ahora, puedes reescribir tu dado como

[matemática] (\ forall x \ in X) A \; \ wedge \; (\ forall x \ in X) (A \ Rightarrow B). [/ math]

Por disyunción, sabes que tienes el siguiente silogismo:

[matemáticas] (\ forall x \ en X) \; (A \ Rightarrow B) [/ matemáticas]
[matemáticas] (\ forall x \ en X) \; A [/ matemáticas]
[matemáticas] \ vdash (\ forall x \ en X) \; B. [/ matemáticas]

Difícil de escribir los detalles. Pero esencialmente, [matemática] \ para toda x \ en X \ existe y \ en X, P (x, y) [/ matemática] significa que no importa qué [matemática] x_0 [/ matemática] tomemos, [matemática] x_0 [ / math] es P para algo, digamos que algo es [math] y_0 [/ math].

La segunda cláusula (después del signo [matemática] \ cuña [/ matemática]) se cumple claramente para [matemática] x_0 [/ matemática] (es decir, [matemática] x_0 [/ matemática] es P a algo implica que [matemática] x_0 [ / math] es P para todo). Ahora, porque [matemática] P (x_0, y_0) [/ matemática], [matemática] x_0 [/ matemática] es ciertamente P para algo. Entonces [math] x_0 [/ math], que es arbitrario, es P para todo, como se desee.

Escribirlo en inglés ayuda (en nuestra clase de análisis, no se nos permitía usar estos símbolos; estábamos fuertemente incentivados para usar oraciones completas).

Para todo x, existe ay tal que P (x, y) es verdadero y para todo x, si existe ay tal que P (x, y) es verdadero, entonces es verdadero para todo y.

¿Está más claro de esta manera?

Vas al horario de oficina y pides ayuda, en lugar de pedir ayuda con la tarea en quora.