如何规范表述“不存在或存在且仅存在一个”?现有写法是否合规?
你的写法 $\nexists \lor \exists! x \quad \text{bla bla}$ 并不属于正式有效的一阶逻辑表述,核心问题出在量词的绑定不清晰:$\nexists$ 单独出现时没有明确绑定变量 $x$,也没指明对应的命题,会让读者产生歧义——你到底是要否定“存在$x$满足bla bla”,还是有其他含义?
正确的表述方式
这里分两种常见的规范写法,根据你的需求选择:
完整展开式
如果你想明确表达“不存在满足条件的$x$,或者恰好存在一个满足条件的$x$”,必须把量词、变量和命题绑定在一起,标准写法是:
$$\neg \exists x , P(x) \lor \exists! x , P(x)$$
其中 $P(x)$ 就是你要写的“bla bla”(即关于$x$的命题)。有些文献里也会把 $\neg \exists x$ 简写为 $\nexists x$,所以也可以写成:
$$\nexists x , P(x) \lor \exists! x , P(x)$$
这个写法是合规的,前提是变量$x$和命题$P(x)$紧跟在量词之后,避免歧义。缩写简化式
上面的逻辑其实等价于“至多存在一个$x$满足$P(x)$”,在数学文献里常用更简洁的缩写符号 $\exists^{\leq 1}$ 来表示,写法是:
$$\exists^{\leq 1} x , P(x)$$
这个表述更紧凑,而且完全等价于前面的展开式,很多专业场景下会优先使用。
举个实际例子
比如你想表达“不存在整数$x$使得$x2=2$,或者恰好存在一个整数$x$使得$x2=0$”,正确的规范写法就是:
$$\neg \exists x \in \mathbb{Z} , (x^2=2) \lor \exists! x \in \mathbb{Z} , (x^2=0)$$
如果是针对同一个命题的“至多存在一个”场景,比如“至多存在一个整数$x$满足$x^2=k$”,直接写 $\exists^{\leq 1} x \in \mathbb{Z} , (x^2=k)$ 就可以了。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者Pouya

