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Lesson 1 of 20
High school
University
명제 — 참인지 거짓인지 딱 정해지는 문장
이산수학의 가장 작은 벽돌
명제는 참 아니면 거짓, 둘 중 하나 인 문장입니다. 그 중간은 없습니다.
컴퓨터는 끝없이 이어지는 수를 다루지 못합니다. 컴퓨터가 가진 것은
0과 1 , 딱딱 끊어진 값들뿐이에요. 이렇게 뚝뚝 떨어져 셀 수 있는 것 을 다루는
수학이 이산수학(discrete mathematics) 입니다. 미적분이 매끄럽게 이어진 곡선의 수학이라면,
이산수학은 계단의 수학 이에요.
그 계단의 첫 칸이 명제(proposition) 입니다. 명제란
참인지 거짓인지가 분명히 정해지는 문장 이에요.
"7은 소수이다" — 참입니다. 명제예요.
"7은 8보다 크다" — 거짓입니다. 그래도 거짓이라고 정해졌으니 역시 명제예요.
"김치찌개는 맛있다" — 사람마다 다릅니다. 참·거짓이 정해지지 않으니 명제가 아닙니다.
아래 셀의 ▶ 실행 버튼을 눌러 보세요. 코드를 고쳐서 다시 실행해도 됩니다.
High school 이산수학의 가장 작은 벽돌
명제는 참/거짓이 정해지는 문장 입니다.
너무 당연해 보이지만 여기서 모든 것이 시작돼요.
참인지 거짓인지 딱 하나로 정해져야 명제다
왜 이걸 먼저 하나
이유 설명
컴퓨터가 그렇다 0 아니면 1 — 중간이 없다
증명의 재료 참인 것에서 참인 것을 이끌어 낸다
조합할 수 있다 그리고 · 또는 · 아니다
단순한 벽돌이라 쌓을 수 있다
"이산" 이 무슨 뜻인가
구분 예
연속 키 · 온도 — 사이에 값이 무한히
이산 사람 수 · 참/거짓 — 뚝뚝 떨어진다
컴퓨터가 다루는 것은 전부 이산 이다 — 그래서 이 수학이 필요하다
비유 — 계단과 경사로
경사로 (연속) 계단 (이산)
중간 지점 무한히 있다없다 — 1층과 2층 사이
세기 못 센다 셀 수 있다 ✔
셀 수 있다는 것이 이산수학의 출발점 이다
참은 1, 거짓은 0 — 컴퓨터 안에서 명제는 비트 한 개입니다.
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🎮 이 문장은 명제일까요?
문장을 하나 골라 명제인지 아닌지 판정해 보세요. 판정 기준은 단 하나입니다 —
"이 문장은 참인가 거짓인가?"라는 질문에 누구나 같은 답을 낼 수 있는가.
명제가 아닌 것 세 가지
의문문·명령문 — "밥 먹었니?", "창문 닫아라"는 참·거짓을 물을 수 없습니다.
취향·주관 — "이 노래는 좋다"는 사람마다 답이 달라집니다.
값이 안 정해진 식 — "x > 3"은 x가 뭔지 몰라 판정할 수 없습니다.
이런 것은 명제가 아니라 명제함수 라고 부르고, 5강에서 다시 만납니다.
High school 명제가 아닌 것 세 가지
note 의 세 가지를 왜 아닌지 와 함께 봅시다.
문장 왜 명제가 아닌가
"문을 닫아라" 명령 — 참/거짓이 없다
"이 그림은 아름답다" 주관 — 사람마다 다르다
"x > 3" x 를 모른다 — 정해지지 않는다
세 번째는 고칠 수 있다 — 5강의 한정기호가 답한다
세 번째가 특히 중요합니다
x > 3 자체는 참도 거짓도 아닙니다.
그런데 범위를 정해 주면?
문장 참/거짓
"모든 자연수 x 에 대해 x > 3" 거짓 (x=1)
"어떤 자연수 x 에 대해 x > 3" 참 (x=5)
"모든" 이나 "어떤" 을 붙이면 명제가 된다
주관이 왜 문제인가
수학은 모두가 같은 답 에 도달해야 합니다.
"아름답다" 는 합의할 수 없어요.
누가 판단해도 같은 답 이 나와야 명제다
비유 — 스포츠 판정
종목 판정
육상 초시계 — 이견이 없다 ✔
피겨 예술점수 심판마다 다르다
이견이 없는 것만 쌓아 올릴 수 있다 — 그게 증명이다
명제에 이름을 붙입니다
수학에서는 긴 문장을 계속 쓰는 대신 알파벳 한 글자 로 줄여 부릅니다.
이렇게 이름을 붙여 두면 "p이면 q이다" 처럼 문장 사이의 관계 만 따로 떼어
다룰 수 있습니다. 내용이 비가 오는 이야기든 서버가 죽는 이야기든, 관계의 모양은 똑같거든요.
그 모양만 다루는 것이 논리 입니다.
and · or · not — 다음 강에서 제대로 배울 논리 연산의 맛보기입니다.
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왜 컴공에서 이산수학을 배울까요
쇼핑몰 서버의 코드 한 줄을 보세요.
if 재고 > 0 and not 품절: 주문받기()
여기에는 명제 두 개 와 논리 연산 두 개 가 들어 있습니다.
if 문을 쓸 때마다, 검색 조건을 짤 때마다, 방화벽 규칙을 쓸 때마다 여러분은
이산수학을 쓰고 있는 거예요. 이 강의는 그 도구들의 이름과 규칙 을 알려 줍니다.
High school 왜 컴공에서 이산수학을 배울까요
note 의 이 물음에 구체적으로 답해 봅시다.
컴퓨터가 다루는 것이 전부 이산 이기 때문이다
각 주제가 어디에 쓰이나
이 강의 쓰이는 곳
명제 · 논리 조건문 · 회로 (/ca 4강)
집합 자료구조 · SQL
관계 관계형 DB (/db 10강)
함수 해시 · 암호
귀납·점화식 재귀 · 알고리즘 비용
세는 법 복잡도 · 확률
그래프 네트워크 · 경로 찾기
이 강의는 다른 모든 과목의 언어 다
특히 중요한 것
"이 알고리즘이 항상 옳은가" 를 묻는 능력입니다.
확인 방법 알 수 있는 것
테스트 이 경우들에는 맞다
증명 모든 경우 에 맞다 ✔
테스트는 버그가 있음 을 보이고 증명은 없음 을 보인다
비유 — 다리 검사
방법 보장
트럭 10대 를 지나가게 한다 그 10대는 괜찮다
구조 계산 50톤까지 괜찮다 ✔
"해 봤더니 되더라" 와 "반드시 된다" 는 다른 말 이다
부정 — 뒤집기
명제 p의 부정(negation) 은 참·거짓을 뒤집은 명제이고,
¬p 또는 ~p라고 씁니다. 파이썬에서는 not이에요.
주의할 점 하나. "모든 학생이 왔다"의 부정은 "모든 학생이 안 왔다"가 아닙니다.
단 한 명만 안 와도 원래 문장은 거짓이 되니까요. 올바른 부정은
"안 온 학생이 한 명이라도 있다" 입니다. 이 이야기는 5강에서 자세히 합니다.
p 와 ¬p 는 동시에 참일 수 없습니다. 이것이 논리의 첫 번째 약속입니다.
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꼭 기억하세요
명제 는 참·거짓이 분명히 하나로 정해지는 문장 입니다.
참 = True = 1, 거짓 = False = 0.
이산수학은 이 두 값과, 이들을 조립하는 규칙에서 출발합니다.
High school 꼭 기억하세요
1강의 정리를 왜 그런지 와 함께.
명제 = 참/거짓이 정해지는 문장
세 가지 조건
조건 어기면
서술문 이다명령·의문은 아니다
객관적 이다주관은 아니다
변수가 없다 (또는 한정됨)정해지지 않는다
셋 다 "모두가 같은 답" 을 위한 조건이다
그리고 배중률
명제는 참 아니면 거짓 입니다. 중간이 없어요.
이 성질이 6강 귀류법 의 근거가 된다
"거짓이 아니면 참" 이라고 말할 수 있으니까요.
⚠ 그런데 예외가 있습니다
문장 문제
"이 문장은 거짓이다" 참이면 거짓, 거짓이면 참 ⚠
자기를 가리키는 문장은 명제가 아닐 수 있다 — 거짓말쟁이 역설
이런 문제가 수학의 기초 를 흔들었고,
결국 계산 가능성 이론 으로 이어집니다.
단순해 보이는 벽돌에도 깊은 이야기 가 있다
🤔 Check yourself
다음 중 명제인 것 은?
A 오늘 저녁 뭐 먹지?
B 13은 소수이다
C 이 영화는 재미있다
D x + 1 = 5
Answer 13은 소수이다 는 누가 봐도 참으로 정해집니다. 의문문은 참·거짓을 물을 수 없고, '재미있다'는 사람마다 다르며, x + 1 = 5는 x가 정해지지 않아 판정할 수 없습니다 (명제함수).
🤔 Check yourself
"2는 짝수이다"라는 명제 p에 대해 ¬p 의 참·거짓은?
A 참 — 부정은 항상 참이다
B 거짓 — p 가 참이므로 ¬p 는 거짓이다
C 참도 거짓도 아니다
D p 와 같다
Answer 부정은 참·거짓을 뒤집습니다 . p가 참이면 ¬p는 반드시 거짓이에요. 둘이 동시에 참인 일은 없습니다.
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이산수학이 다루는 대상을 가장 잘 말한 것은?
A 끊김 없이 이어지는 값 — 곡선, 넓이, 속도
B 뚝뚝 떨어져 셀 수 있는 값 — 참·거짓, 정수, 집합, 그래프
C 아주 큰 수만
D 확률이 들어간 문제만
Answer 이어진 값을 다루는 것은 미적분(연속수학)입니다. 이산수학은 계단처럼 끊어진 것 을 셉니다 — 그래서 0과 1만 아는 컴퓨터의 수학이 되었어요.
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