我本来想引用一下我这个答案,但是转念一想:「当且仅当」和「有且只有」是相当不同的两个概念。
这个问题下的其他回答也有混淆这两个概念的,所以我先辨析一下二者区别,然后从数学角度谈一下「有且只有」的含义,最后尽力给出一些生活的例子。
1. 辨析
a. 当且仅当
「当且仅当」表达的是一种双向关系,「当」是从右向左,「仅当」是从左向右,加在一起就两边都通。
逻辑里「当」,「仅当」,「当且仅当」意思都不同。
A当B = B-->A = (非B)或A =如果B那么A = B是A的充分条件
A仅当B: A-->B = B或(非A)=如果A那么B =B是A的必要条件
A当且仅当:: A<-->B = (非A 且 非B)或(A 且 B) =如果A那么B 而且 如果B那么A = B是A的充要
这是之前答案里的解释。
b. 有且只有
「有且只有」没有表达任何双向关系,而是「唯一性」和「存在性」的结合。其中,显然,「有」代表「存在性」,「仅有」代表「唯一性」。这是对某一个客体的属性的描述,而不是某两个客体之间关系。所以单纯的类比「有且只有」和「当且仅当」是行不通的。
2. 「有且只有」的数学含义
i. 如果要证明「有一个元素m,满足条件C」,我们只需要证明这样的m一定是存在的。
ii. 如果要证明「只有一个元素m,满足条件C」,我们一般需要证明,如果n也满足C,那么n一定和m相等。
所以,事实上,「有」代表「至少一个」,「只有」代表「至多一个」。合在一起才是「恰好一个」。
大概有人要问了,为什么「只有」代表「至多一个」?为什么「只有」不蕴含「有」?为什么「唯一性」不蕴含「存在」?
这就要回到我刚才说的证明方法。如果你仔细观察 ii, 会发现,「只有」的更准确的表述是「只能有」,举个例子:
先明确一下:大家应该都知道,三个不共线的点,可以决定一个唯一的圆。这是我们的前提。
现在我们用ii的方法证明,某个四边形ABCD外切圆的「唯一性」。
我们应该知道,对于四边形ABCD,如果存在一个四个点都在的圆,那么一定是唯一的,因为假设我们存在:不同的两个圆O,圆P,那么ABC一定既在圆O上,又在圆P上,而根据我们的前提,ABC只能同时在一个圆上,圆O=圆P,矛盾,所以 我们得到了,四边形ABCD,「只有」一个外切圆。
然而假如ABCD不共面,或者ABCD共面但对角和不是180,那么根本就不存在外切圆,所以如果想说ABCD「有且只有」一个外切圆,那么,我们必须先通过ABCD共面,ABCD 对角和180来证明:ABCD「有」一个外切圆。
3. 生活中的例子
好像不需要了