Podstawy logiki i teorii mnogości Ćwiczenie 2
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
– 1 –
ĆWICZENIE 2
Klasyczny Rachunek Zdań (KRZ): wynikanie logiczne, wnioskowanie, niezawodny
schemat wnioskowania, wnioskowanie dedukcyjne, równoważność logiczna, definiowalność
spójników za pomocą formuły.
DEF. Mówimy, że formuła A
wynika logicznie
z formuł
n
A
A
,
,
1
K
w KRZ, jeżeli nie istnieje
wartościowanie w, takie że
(((( ))))
(((( ))))
1
1
=
==
=
=
==
=
=
==
=
n
A
w
A
w
K
i
(((( ))))
0
=
==
=
A
w
.
FAKT. Formuła A wynika logicznie z formuł
n
A
A
,
,
1
K
w KRZ wtedy i tylko wtedy, gdy
A
A
A
n
→
→
→
→
∧
∧
∧
∧
∧
∧
∧
∧
K
1
jest tautologią KRZ
Tautologie implikacyjne
Prawo odrywania
(
)
p
q
p
q
→
∧ →
Prawo odrzucania
(
)
p
q
q
p
→
∧ ¬ → ¬
Prawo sylogizmu hipotetycznego
(
) (
) (
)
p
q
q
r
p
r
→
∧
→
→
→
Prawa symplifikacji
p
q
p
∧ →
p
q
q
∧ →
Prawo koniunkcji
(
)
p
q
p
q
→
→
∧
Przykłady .
Prawo sylogizmu warunkowego:
(
) (
) (
)
p
q
q
r
p
r
→
∧
→
→
→
.
Zatem p
r
→ wynika z
q
p →
→
→
→ ,
r
q →
→
→
→ .
Prawo odrywania:
(
)
p
q
p
q
→
∧ → .
Zatem q wynika z p
q
→ , p.
Podstawy logiki i teorii mnogości Ćwiczenie 2
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
– 2 –
DEF. Wnioskowaniem nazywamy układ zdań, z których jedno jest wyróżnione jako
wniosek, a pozostałe są przesłankami. W KRZ schematy wnioskowań zapisujemy w postaci
A
A
A
n
,
,
1
K
albo
A
A
A
n
M
1
gdzie formuły
n
A
A
,
,
1
K
nazywamy
przesłankami
a formułę A
wnioskiem
tego schematu.
DEF. Schemat wnioskowania nazywamy
niezawodnym,
jeżeli wniosek wynika logicznie z
przesłanek w KRZ. Niezawodne schematy wnioskowania nazywamy też
logicznymi regułami
wnioskowania
KRZ.
TW. O podstawianiu w niezawodnych schematach wnioskowania
Jeżeli schemat wnioskowania W jest niezawodny, to schemat W ′′′′ powstający z W przez
podstawienie za wszystkie wystąpienia pewnej zmiennej zdaniowej dowolnej formuły jest
niezawodny w KRZ.
DEF. Wnioskowanie nazywamy
dedukcyjnym
, jeżeli jego schemat jest niezawodny.
Podstawy logiki i teorii mnogości Ćwiczenie 2
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
– 3 –
Logiczne reguły wnioskowania
1. Reguła sylogizmu warunkowego
p
q q
r
p
r
→
→
→
,
2.Reguła odrywania (modus ponens)
p p
q
q
,
→
3. Reguła odrzucania (modus tollens)
p
q
q
p
→
¬
¬
,
4. Reguła dylematu
p
q p
r q
r
r
∨
→
→
,
,
5.Reguły opuszczania koniunkcji
p
q
p
∧
p
q
q
∧
6. Reguła wprowadzania koniunkcji
p q
p
q
,
∧
7. Reguły wprowadzania alternatywy
α
α β
∨
β
α β
∨
8. Reguła wprowadzania równoważności
p
q
q
p
p
q
→
→
↔
,
Podstawy logiki i teorii mnogości Ćwiczenie 2
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
– 4 –
DEF.
Mówimy, że formuła A jest
równoważna logicznie
formule B w KRZ, jeżeli
(((( )))) (((( ))))
B
w
A
w
=
==
=
dla każdego wartościowania w.
FAKT .
Formuła A jest równoważna formule B w KRZ wtedy i tylko wtedy, gdy formuła
A
B
↔
jest tautologią KRZ.
TW. O równoważności.
Jeżeli formuły
A i B są równoważne w KRZ, a formuła
C
′′′′
powstaje z
C przez zastąpienie
niektórych wystąpień formuły
A formuła B, to formuły C i
C
′′′′
są równoważne logicznie w
KRZ.
Rozważane dotychczas spójniki logiczne odpowiadały spójnikom występującym w mowie
potocznej. Możemy również zdefiniować abstrakcyjne spójniki logiczne poprzez zadanie
tabelki wartości logicznych. W przypadku spójników jednoargumentowych możemy to
uczynić na 2*2 = 4 sposobów, a w przypadku spójników dwuargumentowych na 2*2*2*2 =
16 sposobów.
Zestawienie wszystkich funktorów jednoargumentowych:
p
p
o
*
1
p
o
*
2
p
o
*
3
p
o
*
4
1
0
0
0
1
0
0
1
1
1
Podstawy logiki i teorii mnogości Ćwiczenie 2
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
– 5 –
Zestawienie wszystkich funktorów dwuargumentowych:
p
q
1 1 0 0
1 0 1 0
Nazwa funktora
q
o
p
1
0 0 0 0
F - falsum dwuargumentowe, „i tak źle i tak źle”
q
o
p
2
1 0 0 0
∧∧∧∧ - koniunkcja, „i”
q
o
p
3
0 1 0 0
q
o
p
4
0 0 1 0
q
o
p
5
0 0 0 1
↓
↓
↓
↓ - binegacja, „ani p ani q”
q
o
p
6
1 1 0 0
q
o
p
7
1 0 1 0
q
o
p
8
1 0 0 1
↔
↔
↔
↔
- równoważność, „
p wtedy i tylko wtedy, gdy q”
q
o
p
9
0 1 1 0
⊥⊥⊥⊥ - alternatywa rozłączna „albo”
q
o
p
10
0 1 0 1
q
o
p
11
0 0 1 1
q
o
p
12
1 1 1 0
∨∨∨∨ - alternatywa, „lub”
q
o
p
13
1 1 0 1
q
o
p
14
1 0 1 1
→
→
→
→
- implikacja, „jeżeli
p, to q”
q
o
p
15
0 1 1 1
/
- dyzjunkcja, „najwyżej jedno z dwojga”
q
o
p
16
1 1 1 1
V - zawsze prawda
Podstawy logiki i teorii mnogości Ćwiczenie 2
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
– 6 –
DEF
. Mówimy, że spójnik jednoargumentowy
o
jest
definiowalny
przez formułę
(((( ))))
p
A
, gdy
formuła
(((( ))))
p
o
jest równoważna logicznie formule
(((( ))))
p
A
.
Mówimy, że spójnik dwuargumentowy
o jest
definiowalny
przez formułę
(((( ))))
q
p
A
,
, gdy
formuła
((((
))))
q
p o
jest równoważna logicznie formule
(((( ))))
q
p
A
,
.
FAKT
a) przy pomocy
¬
¬
¬
¬
i
∧∧∧∧ można wyrazić wszystkie funktory prawdziwościowe,
b) przy pomocy
¬
¬
¬
¬
i
∨∨∨∨ można wyrazić wszystkie funktory prawdziwościowe,
c) przy pomocy
¬
¬
¬
¬
i
→
→
→
→
można wyrazić wszystkie funktory prawdziwościowe,
d) przy pomocy samej ↓
↓
↓
↓ można wyrazić wszystkie funktory prawdziwościowe,
e) przy pomocy samej
/
można wyrazić wszystkie funktory prawdziwościowe.
Niektóre definicje
:
1.
((((
)))) ((((
))))
q
p
q
p
def
¬
¬
¬
¬
∧∧∧∧
¬
¬
¬
¬
¬
¬
¬
¬
≡≡≡≡
∨∨∨∨
2.
((((
)))) ((((
))))
q
p
q
p
def
¬
¬
¬
¬
∧
∧
∧
∧
¬
¬
¬
¬
≡
≡≡
≡
→
→
→
→
3.
((((
)))) ((((
)))) ((((
))))
p
q
q
p
q
p
def
¬
¬
¬
¬
∧
∧
∧
∧
¬
¬
¬
¬
∧
∧
∧
∧
¬
¬
¬
¬
∧
∧
∧
∧
¬
¬
¬
¬
≡
≡
≡
≡
↔
↔
↔
↔
4.
((((
)))) ((((
))))
q
p
q
p
def
¬
¬
¬
¬
∨∨∨∨
¬
¬
¬
¬
¬
¬
¬
¬
≡≡≡≡
∧∧∧∧
5.
((((
)))) ((((
))))
q
p
q
p
def
∨
∨
∨
∨
¬
¬
¬
¬
≡
≡≡
≡
→
→
→
→
6.
((((
))))
((((
)))) ((((
))))
((((
))))
p
q
q
p
q
p
def
∨
∨
∨
∨
¬
¬
¬
¬
¬
¬
¬
¬
∨
∨
∨
∨
∨
∨
∨
∨
¬
¬
¬
¬
¬
¬
¬
¬
¬
¬
¬
¬
≡
≡
≡
≡
↔
↔
↔
↔
7.
((((
)))) ((((
))))
q
p
q
p
def
→
→
→
→
¬
¬
¬
¬
≡
≡
≡
≡
∨
∨
∨
∨
8.
((((
)))) ((((
))))
q
p
q
p
def
¬
¬
¬
¬
→
→
→
→
¬
¬
¬
¬
≡
≡≡
≡
∧
∧
∧
∧
9.
((((
))))
((((
))))
((((
))))
((((
))))
p
q
q
p
q
p
def
→
→
→
→
¬
¬
¬
¬
→
→
→
→
→
→
→
→
¬
¬
¬
¬
≡
≡
≡
≡
↔
↔
↔
↔
10.
((((
))))
p
p
p
def
↓
↓
↓
↓
≡
≡≡
≡
¬
¬
¬
¬
11.
((((
))))
(((( )))) (((( ))))
q
p
q
p
q
p
def
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
≡
≡≡
≡
∨
∨
∨
∨
12.
((((
))))
((((
)))) (((( ))))
q
q
p
p
q
p
def
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
≡
≡≡
≡
∧
∧
∧
∧
10.
((((
))))
p
p
p
def
/
≡≡≡≡
¬
¬
¬
¬
11.
((((
)))) (((( )))) (((( ))))
q
p
q
p
q
p
def
/
/
/
≡
≡≡
≡
∨
∨
∨
∨
12.
((((
)))) ((((
)))) (((( ))))
q
q
p
p
q
p
def
/
/
/
≡
≡
≡
≡
∧
∧
∧
∧
Podstawy logiki i teorii mnogości Ćwiczenie 2
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
– 7 –
Ćwiczenie 2: wiadomości i umiejętności
1.
Po ćwiczeniu 2 student powinien znać definicje pojęć podanych w nagłówku ćwiczenia
2.
Student powinien posiadać następujące umiejętności:
•
badać, czy dana formuła wynika logicznie ze zbioru formuł
•
sprawdzać, czy dany schemat wnioskowania jest niezawodny metodą tablicową i metodą
nie wprost
•
sprawdzać, czy dane rozumowanie jest dedukcyjne
•
wykazywać, że dany spójnik logiczny jest definiowalny za pomocą danego zbioru
spójników, tzn. że jest definiowalny przez pewną formułę, zbudowaną z wykorzystaniem
spójników z tego zbioru.