Скачать 0.71 Mb.
|
Логическое следствие в алгебре высказыванийГоворят, что формула ψ(х1,...,хп) АВ является логическим следствием формул φ1(х1,...,хп),…,φm(х1,...,хп) АВ (обозначается ), если для любых из соотношений следует . Формулы называются гипотезами. Пример 3. Доказать, что φ, φ→ψ, ψ→χ Построим таблицы истинности для каждой формулы:
Из таблицы истинности видно, что когда все гипотезы принимают значение равное 1, формула χ тоже принимает значение 1, значит, χ является логическим следствием, что и требовалось доказать. Формула φ(x1,x2,…,xn) называется выполнимой (опровержимой), если существует такой набор значений переменных, на котором формула принимает значение 1 (соответственно 0) . Пример 4. Формула х∧ у является одновременно выполнимой и опровержимой, поскольку 0∧0=0, а 1∧1=1. Формула φ(x1,…,xn) называется тождественно истинной, общезначимой или тавтологией (тождественно ложной или противоречием), если эта формула принимает значение 1 (соответственно 0) на всех наборах значений переменных. Пример 5. Формула x∨¬x является тождественно истинной, а формула x∧¬x — тождественно ложной:
Множество формул φ1,…,φn АВ называется противоречивым или несовместным, если формула φ1∧…∧φn тождественно ложна. Пример 6. Множество формул x∨y, ¬x, ¬y противоречиво. Теорема 1. Пусть – φ1,..,φm,ψ – формулы АВ. Следующие условия эквивалентны:
2.1.3. Эквивалентные формулы алгебры высказываний Как показано в примере 1, различные формулы могут иметь одинаковые таблицы истинности. Так возникает понятие эквивалентности формул. Формулы φ и ψ АВ называются эквивалентными (обозначается φ ≡ ψ), если φψ или ψ, т.е. совпадают их таблицы истинности. Примαр 7. Построив таблицы истинности формул x→y и ¬y→¬x, убеждаемся, что (х→y) ≡ (¬y→¬x). Легко видеть, что отношение ≡ является отношением эквивалентности на множестве формул АВ, т. е. оно рефлексивно (φ≡φ), симметрично (если φ≡ψ, то ψ≡φ), транзитивно (если φ≡ψ и ψ≡χ, то φ≡ χ), где φ,ψ,χ – произвольные формулы АВ. Отметим основные эквивалентности между формулами АВ:
К перечисленным ранее соглашениям, пользуясь законами ассоциативности, добавляем следующее: в формулах вида (φ∧ψ)∧χ, φ∧(ψ∧χ), (φ∨ψ)∨χ и φ∨(ψ∨χ) скобки можно опускать. Утверждение 1. Если формула φ1 тождественно истинна, φ0 — тождественно ложна, то для любых формул φ и ψ справедливы следующие эквивалентности:
2.1.4. Дизъюнктивные и конъюнктивные нормальные формы в алгебре высказываний Если х — логическая переменная, δ{0,1}, то выражение называется литерой. Литеры х и ¬х называются контрарными. Элементарной конъюнкцией или конъюнктом называется конъюнкция литер. Элементарной дизъюнкцией или дизъюнктом называется дизъюнкция литер. Пример 8. Формулы x∨¬y∨¬z и x∨y∨x∨¬x — дизъюнкты, формулы ¬x∧y∧z и x∧y∧¬x — конъюнкты, а ¬x является одновременно и дизъюнктом, и конъюнктом. Дизъюнкция конъюнктов называется дизъюнктивной нормальной формой (ДНФ); конъюнкция дизъюнктов называется конъюнктивной нормальной формой (КНФ). Пример 9. Формула (x∧¬y)∨(y∧z) — ДНФ, формула (х∨z∨¬y)∧(x∨z)∧y — КНФ, а формула x∧¬y является одновременно КНФ и ДНФ. Теорема 2. Для любой формулы φ АВ существует ДНФ (КНФ) ψ АВ такая, что φ≡ψ. Опишем алгоритм приведения формулы к ДНФ.
3. Используя закон дистрибутивности φ∧(ψ∨χ)≡(φ∧ψ)∨(φ∧χ), преобразуем формулу так, чтобы все конъюнкции выполнялись раньше дизъюнкций. В результате применения пп. 1-3 получается ДНФ, эквивалентная исходной формуле. Пример 10. Привести к ДНФ формулу φ¬((x→y)∨¬(y→z)). Решение. Выразим логическую операцию → через ∨ и ¬: φ≡¬((¬x∨y)∨¬(¬y∨z)). Воспользуемся законами де Моргана и двойного отрицания: φ≡¬(¬x∨y)∧¬¬(¬y∨z)≡(¬¬x∧¬y)∧(¬y∨z)≡(x∧¬y)∧(¬y∨z). Используя закон дистрибутивности, приводим формулу к ДНФ: φ≡(x∧¬y∧¬y)∨(x∧¬y∧z). Упростим полученную формулу: (x∧¬y∧¬y)∨(x∧¬y∧z)≡(1) (x∧¬y)∨(x∧¬y∧z)≡(2) x∧¬y (для преобразования (1) использовался закон идемпотентности, для (2) – закон поглощения). Таким образом, формула φ эквивалентными преобразованиями приводится к формуле x∧¬y, являющейся одновременно ДНФ и КНФ. Приведение формулы к КНФ производится аналогично приведению ее к ДНФ, только вместо п. 3 применяется п. 3': 3'. Используя закон дистрибутивности φ∨(ψ∧χ)≡(φ∨ψ)∧(φ∨χ), преобразуем формулу так, чтобы все дизъюнкции выполнялись раньше, чем конъюнкции. Пример 11. Привести к КНФ формулу φ(x→y)∧((¬y→z)→¬x). Решение. Преобразуем формулу φ к формуле, не содержащей →: φ≡(¬x∨y)∧(¬(¬¬y∨z)∨¬x). В полученной формуле перенесем отрицание к переменным и сократим двойные отрицания: φ≡(¬x∨y)∧((¬¬¬y∧¬z)∨¬x)≡(¬x∨y)∧((¬y∧¬z)∨¬x). Используя закон дистрибутивности, приводим формулу к КНФ φ≡(¬x∨y)∧(¬x∨¬y)∧(¬x∨¬z). Упростим полученную формулу: (¬x∨y)∧(¬x∨¬y)∧(¬x∨¬z)≡(1)(¬x∨(y∧¬y))∧(¬x∨¬z)≡(2)¬x∧(¬x∨¬z)≡ ≡(3)¬x (для преобразования (1) использовался закон дистрибутивности, для (2) – эквивалентность 1 утверждения 1, для (3) — закон поглощения). Таким образом, формула φ эквивалентными преобразованиями приводится к формуле ¬x, являющейся одновременно ДНФ и КНФ. 2.1.5. Совершенные дизъюнктивные и конъюнктивные нормальные формы Пусть (х1,..., хn) — набор логических переменных, Δ=(δ1,…,δn) — набор нулей и единиц. Конституентой единицы набора Δ называется конъюнкт К1(δ1,…,δn)=x1δ1∧x2δ2∧…∧xnδn. Конституентой нуля набора Δ называется дизъюнкт К0(δ1,…,δn)=x11-δ1∨x21-δ2∨…∨xn1-δn. Отметим, что K1(δ1,δ2,…,δn)=1 (K0(δ1,δ2,…,δn)=0) тогда и только тогда, когда x1=δ1, x2=δ2,…, xn=δn. Совершенной ДНФ называется дизъюнкция некоторых конституент единицы, среди которых нет одинаковых, совершенной КНФ называется конъюнкция некоторых конституент нуля, среди которых нет одинаковых. Таким образом, СДНФ (СКНФ) есть ДНФ (КНФ), в которой в каждый конъюнкт (дизъюнкт) каждая переменная хi из набора {х1,...,хп} входит ровно один раз, причем входит либо сама хi, либо ее отрицание ¬xi. |
Теория алгоритмов Нормальные алгоритмы Маркова и ассоциативные исчисления в исследованиях по искусственному интеллекту | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... История появления, развития и запись чисел: в Древней Греции, Египте, на Руси; Фигурные числа, совершенные числа, дружественные числа,... | ||
Ответы на вопросы к экзамену "Физиология высшей нервной деятельности" Высшая нервная деятельность- условно-рефлекторная деятельность ведущих отделов головного мозга (у человека и животных- больших полушарий... | Министерство общего и профессионального образования Ростовской области... «Ребенок, развитие которого осложнено дефектом, не есть менее развитой, чем его нормальные сверстники, но иначе развитой» | ||
Преступления, совершённые за два с половиной года великой чистки... Общественная атмосфера, которая была порождена попытками обуздать, стереть историческую память народа, ярко передана в поэме А. Твардовского... | 2. Нормальные и экстремальные ситуации в жизни человека Соотношение понятий «среда» и «ситуация»; соотношение объективного и субъективного в ситуации. Эмпирические исследования влияний... | ||
Урок: кейс-метод Практическая часть В россии сейчас 1 млн беспризорных детей. И у многих из них нормальные семьи, мама и папа. В библии можно найти много заповедей о... | Проблемы исполнения обязательств в гражданском праве Охватывают как нормальные отношения между субъектами гражданского права, связанные с производством продукции, реализацией работ,... | ||
Урок №47. Формы мышления. Алгебра высказываний. Цели урока Правомерно ли считать, что религия, искусство, наука – духовные истоки философии? Обоснуйте свой ответ | Учебно-методическое пособие для самостоятельной работы по дисциплине... Полноценное кормление животных обеспечивает хорошее состояние здоровья, получение высокой продуктивности, нормальные воспроизводительные... | ||
И. Б. Ничипоров И. А. Бунин. Очерк творчества Художественное наследие... Золотого века до психологической прозы второй половины ХIХ столетия и в то же время аккумулировало новейшие эстетические открытия,... | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Как построить нормальные отношения с ребенком? Как заставить его слушаться? Можно ли поправить отношения, если они зашли в тупик?... | ||
Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Как построить нормальные отношения с ребенком? Как заставить его слушаться? Можно ли поправить отношения, если они зашли в тупик?... | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Как построить нормальные отношения с ребенком? Как заставить его слушаться? Можно ли поправить отношения, если они зашли в тупик?... | ||
Для того чтобы правильно выполнить задание 2, необходимо усвоить... Видо-временные формы глагола: а) активный залог – формы Indefinite (Present, Past, Future); формы Continuous (Present, Past, Future);... | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Ага, как же, полюбому есть, только крысит. Мысля! У лоточников зарешать они всегда добавят, пофиг, что хачи, зато выручают по мелочи.... |