數學證明中,「一般地」、「不失一般性」是什麼意思,什麼時候使用?
「一般地」意味著後面是一個具有一般性(即普遍性)的命題。如果前文研究的是一個或幾個特例,後文將要敘述的是普遍的情況,中間可用「一般地」連接。或者,後文是對前文結論的推廣,例如前文的結論對於更普遍的情形成立,也可寫「一般地」。
「不失一般性」,常常是在研究某個命題時,挑出一種特例出來研究(即增加一個限制條件),而如果證明了命題對這個特例成立,就可以推出對一般(普遍)的情況成立,那麼在添加限制條件時,就可以標明「不失一般性」,說明添加限制條件是合理的。「不妨設」也是如此使用。
「一般性」一詞的英文「generality」也許更容易理解一些。
就是當作者認為讀者已經理解了證明的思路,在一般的情況下(這個「一般的情況」在作者和讀者心目中的意思可能有所差別)讀者完全可以照搬argument證明一般的命題的時候,就可以用這4個單詞。當然作者用失手了,其實一般的情況比他想像得更複雜,或者一般的命題乾脆就是錯的,的事情,我也是見過的。
舉幾個例子:1.
瀉藥
不失一般性(without loss of generality...)後面肯定是要引入額外假設。如:「不失一般性,假設x& 「不失一般性」就是你為什麼能引入額外假設的原因:這個問題可以拆成若干種情況討論,額外假設代表了其中一種情況,對於其他每種情況的證明都與這種情況的證明結構相同。
懶得對所有等價的情況都分類討論的時候用
補充:「不失一般性」有一個更常用的近義詞,「不妨」
【一般地】更像這樣用:
一般地,水的沸點是100°C大概都知道水的沸點會變化(特殊情況),但一般情況下,大概都默認了這個100°C……所以【一般地】就是個比較懶的定義前提的東西,當然通常會有上下文……
還有就是例如「默認」直線有斜率(當然有直線沒斜率,但這個並不說明這條直線有多麼特殊,只是個坐標系選擇的問題)的描述一樣,沒有必要特別備註……--------------------------------------------
至於【不失一般性】,倒是個非常嚴謹的邏輯,因為這個涉及「從一般到特殊」的過程,不能隨便使用的…
例如三角形ABC,通常情況下,總有一條最長、一條最短的邊,所以增加一個條件「a≥b≥c」並未把這個三角形變得特殊,這時就可以說:
不是一般性,設a≥b≥c但如果這是一個四邊形ABCD,問題就來了,如果設a≥b≥c≥d就失了一般性(默認了最長邊的鄰邊是最短邊,失了最長邊和最短邊是對邊的情況)
所以【不失一般性】就是「不損失普遍情況有效性」的特殊情況當他要用特殊的情形來證明結論時……………………
提到「一般的」的時候,上下文中必然有「特殊的」。
而「不失一般性」出現的時候,我們只會討論一個或多個特殊情況,因為其餘情況均可簡單地化為這些特殊情況之一。就是沒有附加新的條件。例如任意實數a,b,c具有輪換對稱性,且大小關係不確定時,可以不妨令a≥b≥c,因為對於其它的情形,之後的討論過程完全類似,為了簡便,就只針對這一種情形了。
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