Без ограничения общности

Без ограничения общности (БОО, WLOG, w.l.o.g.; без какой-либо потери общности, без всякой потери общности) — часто используемое выражение в математике, указывающее на то, что далее делается произвольное предположение, сужающее рассмотрение к частному случаю, однако не влияющее на общую обоснованность доказательства. Остальные случаи достаточно схожи с приведённым, так что их доказательство проводится по сути теми же рассуждениями[1]. Таким образом, после доказательства частного случая становится тривиально распространить его на все остальные случаи.

Во многих ситуациях использование выражения «без ограничения общности» возможно благодаря наличию симметрии[2]. Например, если некоторое свойство P(x,y) вещественных чисел симметрично по x и y, то есть P(x,y) эквивалентно P(y,x), то при доказательстве того, что P(x,y) выполняется для любых x и y, можно предположить без ограничения общности, что xy. Это предположение не ограничивает общности, поскольку, доказав случай xyP(x,y), другой случай получается перестановкой x и y: yxP(y,x), а по симметрии P это влечёт P(x,y), тем самым показывая, что P(x,y) выполняется во всех случаях.

С другой стороны, если такая симметрия или иная форма эквивалентности не установлена, то использование «без ограничения общности» некорректно и может привести к доказательству на примере — логической ошибке, заключающейся в доказательстве утверждения на нерепрезентативном примере[3].

Пример

Рассмотрим следующий теорему (это частный случай принципа Дирихле):

Если три объекта окрашены каждый либо в красный, либо в синий цвет, то найдутся по крайней мере два объекта одного цвета.

Доказательство:

Предположим без ограничения общности, что первый объект красный. Если хотя бы один из двух других объектов также красный, то утверждение доказано; если нет, то оба других объекта синие, и утверждение также доказано.

Этот аргумент корректен, поскольку те же рассуждения можно провести, если сделать альтернативное предположение, а именно, что первый объект синий, или, аналогично, если поменять местами слова «красный» и «синий» в формулировке доказательства. Поэтому использование «без ограничения общности» в данном случае оправдано.

См. также

Примечания

  1. Chartrand, Gary. Mathematical Proofs / A Transition to Advanced Mathematics / Gary Chartrand, Albert D. Polimeni, Ping Zhang. — 2nd. — Pearson/Addison Wesley, 2008. — P. 80–81. — ISBN 978-0-321-39053-0.
  2. Dijkstra, Edsger W. Mathematical Methods in Program Development. — Springer, 1997. — Vol. 158. — P. 33–34. — ISBN 978-3-642-64588-4. — doi:10.1007/978-3-642-60858-2_9.
  3. An Acyclic Inequality in Three Variables. www.cut-the-knot.org. Дата обращения: 21 октября 2019.

Категории