Démonstration par l'absurde (réduction à l'absurde)
La preuve par contradiction, ou reductio ad absurdum, est une forme de preuve indirecte. Elle établit la véracité d'une proposition en montrant que le fait de supposer que cette proposition est fausse conduit à une contradiction logique. Pour prouver une proposition [latex]p[/latex], on suppose sa négation, [latex]\neg p[/latex], et on en déduit une contradiction, telle que [latex]q \land \neg q[/latex], concluant ainsi que [latex]p[/latex] doit être vraie.
Le fondement logique de la preuve par contradiction est le principe de non-contradiction, qui stipule qu'une proposition ne peut être à la fois vraie et fausse, et le principe du tiers exclu, qui stipule qu'une proposition doit être soit vraie, soit fausse. La méthode commence par supposer le contraire de ce que l'on veut prouver. Par exemple, pour prouver que la racine carrée de 2 est irrationnelle, on commence par supposer qu'elle est rationnelle. Si [latex]\sqrt{2}[/latex] est rationnel, il peut être exprimé sous forme de fraction [latex]a/b[/latex] dans sa forme la plus simple, où a et b sont des entiers. Cela conduit à [latex]2 = a^2/b^2[/latex], ou [latex]a^2 = 2b^2[/latex]. Cela implique que [latex]a^2[/latex] est pair, ce qui signifie que [latex]a[/latex] doit également être pair. Ainsi, [latex]a = 2k[/latex] pour un certain entier k. En substituant cela, on obtient [latex](2k)^2 = 2b^2[/latex], ou [latex]4k^2 = 2b^2[/latex], ce qui se simplifie en [latex]2k^2 = b^2[/latex]. Cela signifie que [latex]b^2[/latex] est pair, et donc que [latex]b[/latex] est également pair. Si a et b sont tous deux pairs, la fraction [latex]a/b[/latex] n'était pas irréductible, ce qui contredit l'hypothèse initiale. Cette contradiction conduit à la conclusion que l'hypothèse initiale, selon laquelle [latex]\sqrt{2}[/latex] est rationnel, doit être fausse. Cette méthode est puissante mais peut être non constructive, car elle prouve qu'une affirmation est vraie sans fournir d'exemple direct ou de construction.
UNESCO Nomenclature: 1201
– Logique
Perturbation
Fondamentaux
Usage
Utilisation généralisée
Précurseurs
- Méthode socratique d'Elenchus (contre-interrogatoire)
- École philosophique d'Élée (par exemple, les paradoxes de Zénon)
- Développement de la logique formelle par Aristote
Applications
- La preuve d'Euclide de l'infinité des nombres premiers
- démonstration de l'irrationalité de la racine carrée de 2
- L'argument diagonal de Cantor démontrant l'infinité des nombres réels
- démontrer que le problème de l'arrêt est indécidable en informatique
Idées d'innovations potentielles
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En rapport avec : contradiction, réduction à l'absurde, preuve indirecte, nombres irrationnels, logique, loi de non-contradiction, négation, hypothèse, Cantor, problème de l'arrêt.