Deduzca un nuevo cuantificador que niegue "hay al menos dos objetos con la propiedad P".

Fuente: p 195. Sweet Reason: A Field Guide to Modern Logic (2010 2 ed) por Henle, Garfield, Tymoczko.
reemplacé la del autor, 2 giradas 180º con ❷, y 2 volteadas horizontalmente 180º ✌; porque no sé cómo producirlos con Unicode.

Tenemos un nuevo cuantificador para ti. es ❷. ❷ xPx significa “hay al menos dos objetos con la propiedad P”. [El resto de la pregunta es irrelevante para lo siguiente.]

29!! [El autor usa dos signos de exclamación (de 3) para clasificar la dificultad de un ejercicio.]
El cuantificador ∀ tiene un compañero, ∃. Son socios en el sentido de que ∀¬ significa lo mismo que ¬∃ y ¬∀ significa lo mismo que ∃¬. Defina un cuantificador (llámelo ✌) tal que:
29.1. ❷¬ y ¬✌ tienen el mismo significado
29.2. ✌¬ y ¬❷ tienen el mismo significado.

[Respuesta del libro en la página 364:] ✌ xPx significa que todos o todos menos uno tienen la propiedad P.

29.1. Por definición, ❷¬ significa: ∃ 2 objetos no.

29.2 Por definición, ¬❷ significa: ¬(∃ ≥ 2 objetos) ⇔ ∄ ≥ 2 objetos ⇔ ∃ 0 o 1 objeto.

Pero no sé cómo seguir deduciendo el significado de ✌.

Estoy un poco confundida. Dado, ❷, puedes simplemente definir ✌x(...) = ¬❷x¬(...). ¿Es así como se supone que debe verse la respuesta, o hay algo más (o ❷ también tiene que definirse)?
La relación apropiada aquí no es la negación, generalmente se le llama 'dualidad'. Comparte con la negación la propiedad de que si lo haces dos veces recuperas lo que tenías, pero no es negación en el sentido de que las dos proposiciones involucradas no te dan una contradicción cuando las juntas. Desea un cuantificador dual al que requiere dos objetos para existir.
@EliranH Aclaré mi publicación anterior: la cita de la página 264 es la respuesta del libro, pero no define ❷ explícitamente.

Respuestas (3)

La negación de "hay al menos dos..." es "hay como mucho uno...", es decir, "no hay..." o "hay uno y sólo uno...". Por lo tanto

¬❷ x PAGS x ≡ (¬∃ x PAGS x ) ∨ (∃! x PAGS x )

donde ∃! es el cuantificador existencial único definido por

∃! x PAGS x ≡ ∃*x( PAGS x* ∧ ∀ y (PAGS yy = x ))

Por definición

x ¬P x ≡ ¬❷ x P x

Por lo tanto (reemplazando P x por ¬P x )

x P x ≡ ¬❷ x ¬P x ≡ (¬∃ x ¬P x ) ∨ (∃! x ¬P x ) ≡ (∀ x P x ) ) ∨ (∃! x ¬P x )

entonces ✌ x P x significa "o todos los objetos tienen la propiedad P, o exactamente un objeto no tiene la propiedad P"; en otras palabras, "como máximo un objeto no tiene la propiedad P".

❷¬Px significa: 'hay al menos dos x para los que Px no se cumple'. Esto tiene que ser equivalente a ¬✌Px. Por lo tanto, ✌Px tiene que ser la negación de 'hay al menos dos x para los que Px no se cumple'. Esto es, entonces, 'hay como máximo una x (es decir, cero o uno) para la cual Px no se cumple' o 'para todas las x excepto como máximo una, Px se cumple' (en la segunda formulación, se ve la analogía con la existencia -para todos los pares).

Si tomamos esta definición, entonces ✌¬Px significa: 'para todo x excepto como máximo uno, Px no se cumple'. Esto es equivalente a 'hay como máximo una x para la cual Px se cumple'. La negación de esto es 'hay al menos dos x para los que se cumple Px', que se formaliza como ❷Px, según se requiera.

Para deducir el significado de ✌, puede ser útil enumerar las situaciones en las que ✌Px debería cumplirse. Esto se hace implícitamente en el primer párrafo: de 29.1 derivamos que ✌Px se cumple cuando hay cero o una x con Px.

❷xPx se puede expresar sin crear un nuevo cuantificador, porque ❷xPx significa:

  1. Ǝx[Px & Ǝy[Py & ~(x = y)]]

1 simplemente afirma que existe x con la propiedad P, y existe otro objeto con la misma propiedad que no es equivalente a él. Eso deja abierta la posibilidad de que haya más de dos objetos con la misma propiedad. A partir de eso, podemos derivar la expresión asociada negando 1 de la siguiente manera:

2. ~Ǝx[Px & Ǝy[Py & ~(x = y)]]
3. ∀x[~(Px & Ǝy[Py & ~(x = y)]]
4. ∀x[~Px ∨ ~Ǝy[Py & ~(x = y)]]
5. ∀x[Px → ~Ǝy[Py & ~(x = y)]]
6. ∀x[Px → ∀y[~(Py & ~(x = y))]]
7. ∀x[Px → ∀y[~Py ∨ (x = y))]]
8. ∀x[Px → ∀y[Py → (x = y))]]

Eso afirma que para cada x con la propiedad P, cualquier instancia de y con la misma propiedad debe ser idéntica a x. En otras palabras, la expresión asociada dice que hay como máximo una x con esa propiedad.