background image

Podstawy logiki i teorii mnogości                                                                                                    Ćwiczenie 4 
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 

– 1 – 

 
ĆWICZENIE 4 

 

Klasyczny Rachunek Zdań (KRZ): metoda tablic analitycznych, system aksjomatyczny S 
(aksjomaty, reguła dowodzenia), dowód w systemie S z dodatkowym zbiorem założeń, tezy 
systemu S, wtórne reguły dowodzenia, twierdzenie o dedukcji. 
 
 
 
 

METODA  TABLIC  ANALITYCZNYCH 
 
 
Reguły tworzenia drzewa dowodowego. 

 
 

KRZ: 

 

A

A

¬¬

¬¬

¬¬

¬¬

   

B

A

B

A

∧∧∧∧

  

((((

))))

B

A

B

A

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

∧∧∧∧

¬

¬

¬

¬

|

 

   

B

A

B

A

|

∨∨∨∨

  

((((

))))

B

A

B

A

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

∨∨∨∨

¬

¬

¬

¬

 

 

 

 

B

A

B

A

|

¬

¬

¬

¬

 

((((

))))

B

A

B

A

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

   

B

B

A

A

B

A

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

|

|

 

((((

))))

B

B

A

A

B

A

|

|

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

 

 

 
Wykorzystując powyższe reguły budujemy tablicę (drzewo) dla formuły 

A

¬

¬

¬

¬

 
Metoda tablic analitycznych dla KRZ wykorzystuje postać apn formuły w następujący 
sposób: 
• każda z gałęzi drzewa reprezentuje koniunkcję formuł etykietujących znajdujące się na niej 
wierzchołki, 
• tablica reprezentuje alternatywę formuł (koniunkcji) reprezentowanych przez wszystkie jej 
gałęzie.  
 
Jeżeli każda gałąź tabeli zawiera pewną formułę wraz z jej negacją (gałąź zamknięta), to 
formuła reprezentowana przez tablicę (dla KRZ równoważna logicznie formule wyjściowej) 
jest kontrtautologią. Zatem formuła A jest tautologią. 
 
 
 

background image

Podstawy logiki i teorii mnogości                                                                                                    Ćwiczenie 4 
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 

– 2 – 

 

Aksjomatyczny system KRZ (system S). 
 

 
Aksjomaty: podstawienia  

A

p

/

,  

B

q

/

,  

C

r

/

  

formuł  (A1) – (A12) 

 
I. Aksjomaty implikacji 
   (A1)   

((((

))))

p

q

p

 

   (A2)    

((((

))))

[[[[

]]]]

((((

)))) ((((

))))

[[[[

]]]]

r

p

q

p

r

q

p

 

 
II. Aksjomat negacji 
   (A3)  

((((

)))) ((((

))))

q

p

p

q

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

 

 
III. Aksjomaty koniunkcji 
   (A4)    

p

q

p

                                                              

   (A5)    

q

q

p

  

   (A6)    

((((

)))) ((((

)))) ((((

))))

[[[[

]]]]

r

q

p

r

p

q

p

 

 

 

 

 

 

 
IV. Aksjomaty alternatywy 
   (A7)   

q

p

p

   

 

 

 

 

 

   (A8)   

q

p

q

   

 

 

 

 

 

   (A9)   

((((

)))) ((((

)))) ((((

))))

[[[[

]]]]

r

q

p

r

q

r

p

  

 

 
V. Aksjomaty równoważności 
   (A10)      

((((

)))) ((((

))))

q

p

q

p

 

 

 

 

 

   (A11)      

((((

)))) ((((

))))

p

q

q

p

 

  (A12)     

((((

)))) ((((

)))) ((((

))))

[[[[

]]]]

q

p

p

q

q

p

 

 

 

 
 

 
Reguła dowodzenia: 

      

           

B

B

A

A

,

           reguła odrywania  MP (modus ponens) 

 
 

background image

Podstawy logiki i teorii mnogości                                                                                                    Ćwiczenie 4 
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 

– 3 – 

 
 
 

 
DEF.   

Dowód w systemie S z dodatkowym zbiorem założeń 

Γ

 jest to skończony ciąg formuł, w 

którym każda formuła jest  
         a) aksjomatem systemu S 
lub    b) dodatkowym założeniem 
lub    c) wnioskiem z poprzednich formuł na mocy MP. 
 
Formuła A jest 

dowodliwa 

w systemie S z dodatkowym zbiorem założeń 

Γ

, jeżeli w tym 

systemie istnieje dowód, w którym ostatnią formułą jest formuła A. 
Zapis:   

A

S

|

Γ

 

 

Tezą (twierdzeniem)

 systemu S nazywamy formułę dowodliwą bez dodatkowych założeń. 

Zapis:  

A

S

|

 

 
 

 
 
TW. O podstawianiu w tezach systemu S. 

Jeżeli A jest tezą systemu S, to 

[[[[

]]]]

n

n

B

p

B

p

A

/

,

,

/

1

1

K

 jest tezą systemu S dla wszelkich 

zmiennych 

n

p

p

,

,

1

K

  i formuł  

n

B

B

,

,

1

K

 

 
 
 
 
DEF. 

Schemat wnioskowania 

B

A

A

n

,

,

1

K

 nazywamy 

wtórną regułą dowodzenia 

systemu S, jeżeli 

istnieje dowód formuły B w systemie S z dodatkowym zbiorem założeń 

{{{{

}}}}

n

A

A

,

,

1

K

 
 

 
 
Wtórnymi regułami dowodzenia systemu S są: 

 
a) reguła sylogizmu hipotetycznego                     b)

 

reguła komutacji 

 

    

 (SYL)    

C

A

C

B

B

A

                                          (KOM)   

((((

))))

((((

))))

C

A

B

C

B

A

 

 
 

background image

Podstawy logiki i teorii mnogości                                                                                                    Ćwiczenie 4 
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 

– 4 – 

 
 
TW. O dedukcji. 

Niech 

Γ

 będzie dowolnym zbiorem formuł oraz A, B będą dowolnymi formułami.  

Wtedy     
                     

B

A

B

A

S

S

−−

−−

|

|

,

Γ

Γ

 

 
 
 
 
Na twierdzeniu o dedukcji opierają się 

dowody założeniowe

 tez systemu S. Zamiast 

dowodzić, że 

B

A

S

|

 wystarczy dowieść  

B

A

S

|

, co zwykle jest łatwiejsze. Zatem 

każdej tezie postaci 

B

A →

odpowiada, zgodnie z definicją,  reguła wtórna 

B

A

. W ten właśnie 

sposób dowodzimy twierdzenia warunkowe (jeżeli A, to B) w matematyce: zakładamy 
poprzednik implikacji i wyprowadzamy stąd następnik implikacji. 
 

background image

Podstawy logiki i teorii mnogości                                                                                                    Ćwiczenie 4 
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 

– 5 – 

TEZY  systemu  S 

 
(T1)   

p

p →

|

 

(T2)   

p

p ↔

|

 

(T3)   

p

q

q

p

|

 

(T4)   

p

q

q

p

|

 

(T5)   

p

q

q

p

|

 

(T6)   

p

q

q

p

|

 

(T7)   

((((

)))) ((((

)))) ((((

))))

[[[[

]]]]

r

p

r

q

q

p

|

      prawo sylogizmu hipotetycznego 

(T8)   

((((

))))

q

p

p

¬

¬

¬

¬

−−

|

      prawo Dunsa Szkota 

(T9)   

((((

))))

[[[[

]]]]

((((

))))

q

p

q

p

p

−−

|

       prawo skracania 

(T10) 

((((

))))

[[[[

]]]]

((((

))))

[[[[

]]]]

r

p

q

r

q

p

|

 

(T11)   

((((

)))) ((((

))))

r

p

r

q

p

−−

|

 

(T12)   

((((

)))) ((((

))))

r

q

r

q

p

−−

|

 

(T13)   

((((

))))

p

p

p

¬

¬

¬

¬

|

     prawo Claviusa 

(T14)   

p

p →

¬¬

¬¬

¬¬

¬¬

−−

|

 

(T15)   

p

p

¬¬

¬¬

¬¬

¬¬

−−

|

 

(T16)   

((((

)))) ((((

))))

p

q

q

p

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

−−

|

      prawo transpozycji prostej 

(T17)   

((((

)))) ((((

))))

[[[[

]]]]

q

q

p

q

p

¬

¬

¬

¬

−−

|

     prawo wyczerpywania 

(T18)   

((((

))))

[[[[

]]]]

q

p

q

p

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

|

 

(T19)   

((((

))))

q

p

q

p

−−

|

 

(T20)   

((((

)))) ((((

)))) ((((

))))

[[[[

]]]]

r

p

q

p

r

q

−−

|

 

(T21)   

((((

))))

q

p

q

p

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

|

 

(T22)   

((((

))))

q

p

q

p

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

¬

−−

|

 

(T23)   

((((

)))) ((((

))))

q

p

q

p

¬

¬

¬

¬

−−

|

 

(T24)   

((((

)))) ((((

))))

q

p

q

p

¬

¬

¬

¬

|

 

 

background image

Podstawy logiki i teorii mnogości                                                                                                    Ćwiczenie 4 
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 

– 6 – 

Ćwiczenie 4: wiadomości i umiejętności 

 
1. 

Po ćwiczeniu 4 student powinien znać definicje pojęć podanych w nagłówku ćwiczenia 

 

2.

 Student powinien posiadać następujące umiejętności: 

 
    

 udowodnić, że dana formuła jest tautologią za pomocą metody tablic analitycznych 

 
    

 pokazać na wybranych przykładach na czym polega dowodzenie w systemie S 

     
    

 podać często stosowane reguły dowodzenia (oprócz MP)  i udowodnić, że faktycznie  

      dana reguła dowodzenia jest wtórną regułą systemu S. 
 
    

 przeprowadzać dowody założeniowe tez systemu S