ECTS – Arkusz przedmiotu

Kod

Nazwa

WSTĘP DO LOGIKI I TEORII MNOGOŚCI

przedmiotu

Prowadzący przedmiot Dr Katarzyna Korbel

Osoby prowadzące

zajęcia

Rodzaj

Klasa przedmiotu

P

C

przedmiotu

Wydział Matematyki Stosowanej

Kierunek Matematyka

Stopień

Rodzaj studiów

stacjonarne

pierwszy

Semestr

I

studiów

Rodzaje zajęć *

Suma

Wykłady Ćwiczenia Laboratoria Seminaria Projekty

ECTS

Liczba godzin

60

30

30

6

WWW

Uwagi

Cel przedmiotu - zdobyte umiejętności

poprawnego konstruowania rozumowań matematycznych; zastosowania rachunku zdań

i kwantyfikatorów oraz indukcji matematycznej w dowodach twierdzeń; testowania prawdziwości hipotez matematycznych; wykonywania działań na zbiorach i funkcjach; interpretowania zagadnień matematycznych w języku teorii mnogości; symbolicznego formułowania problemów matematycznych; przedstawiania treści matematycznych w

mowie i piśmie;

Streszczenie przedmiotu

Klasyczny rachunek zdań, rachunek funkcyjny, zbiory, relacje, funkcje,

teoria mocy, arytmetyka liczb porządkowych i kardynalnych.

Warunki uczestnictwa

w przedmiocie

Forma zaliczenia zaliczenie ćwiczeń na podstawie oceny aktywności studenta i

przedmiotu dwóch

kolokwiów pisemnych; egzamin pisemny i ustny

Zasada wystawiania średnia ważona: zaliczenie z wagą 1/3, egzamin z wagą 2/3

oceny końcowej

Program wykładów

1. Zdanie logiczne. Wartość logiczna. Negacja zdania. Zasada sprzeczności, zasada wyłączonego środka. Łączenie zdań. Alternatywa, koniunkcja, implikacja i

równoważność. Negacja zdania złożonego. Prawa de Morgana. Zaprzeczenie

implikacji. Zaprzeczenie równoważności. Tautologia. Metody dowodzenia tautologii w klasycznym rachunku zdań. Reguły wnioskowania.

2. Formy zdaniowe. Dziedzina formy zdaniowej, zbiór elementów spełniających formę.

Kwantyfikatory. Negacja formy zdaniowej. Alternatywa i koniunkcja form zdaniowych.

Implikacja i równoważność form zdaniowych jako zdania. Wybrane prawa logiczne

rządzące kwantyfikatorami. Uzupełnienie reguł wnioskowania. Budowa teorii; pojęcia pierwotne i definicje, twierdzenia i aksjomaty. Dowód twierdzenia: dowód wprost,

dowód nie wprost.

3. Zbiory. Suma mnogościowa, przecięcie (iloczyn mnogościowy); różnica (ew.

uzupełnienie) zbiorów. Prawa de Morgana. Prawa rządzące działaniami na zbiorach.

Rodziny indeksowane zbiorów. Uogólniona suma, przecięcie rodzin zbiorów. Zbiór potęgowy.

Iloczyn kartezjański dwóch zborów. Pojęcie pary. Własności iloczynu kartezjańskiego.

Relacja, jako podzbiór iloczynu kartezjańskiego. Dziedzina i przeciwdziedzina. Złożenie relacji i relacja odwrotna.

4. Funkcje jako relacje. Dziedzina i przeciwdziedzina funkcji. Odwzorowanie. Składanie funkcji. Składanie odwzorowań. Zestawienie i produkt odwzorowań. Odwzorowanie

surjektywne. Odwzorowanie injektywne. Bijekcja. Twierdzenia o składaniu.

Odwzorowanie odwrotne do danego. Odwzorowanie odwrotne do złożenia.

5. Uogólniony iloczyn kartezjański rodziny zbiorów. Obraz i przeciwobraz zbioru przez funkcję. Twierdzenia o obrazach i przeciwobrazach.

Relacje równoważnościowe. Definicja. Klasy równoważnościowe. Przestrzeń

ilorazowa. Relacje definiowane przez rozkład przestrzeni. Zasada abstrakcji.

6. Twierdzenia o relacji równoważności generowanej przez daną relację oraz o

tranzytywnym domknięciu relacji. Twierdzenia o warunkach równoważnych na to, by suma (złożenie) relacji równoważności były relacjami równoważności. Jądro

odwzorowania. Twierdzenie o rozkładzie kanonicznym funkcji. Konstrukcja Ζ i Θ.

7. Relacje porządkujące częściowo i liniowo. Zbiór ograniczony. Elementy wyróżnione (elementy maksymalne, minimalne, element największy i najmniejszy, kres górny i kres dolny zbioru). Twierdzenia o elementach największych (najmniejszych) i

maksymalnych (minimalnych. Własności kresów. Łańcuchy i antyłańcuchy.

Izomorfizmy systemów relacyjnych. Twierdzenia o zbiorach izomorficznych.

8. Przekrój zbioru. Luka i skok. Uporządkowanie gęste. Uporządkowanie ciągłe.

Przestrzenie dobrze uporządkowane. Wprowadzeni dobrego porządku na sumie i

produkcie zbiorów. Równoważność dwóch wersji aksjomatu wyboru.

9. Przedział początkowy. Twierdzenie o zbiorze dobrze uporządkowanym. Podobieństwo zbiorów dobrze uporządkowanych. Lemat Kuratowskiego-Zorna (bd).

10. Dowody twierdzeń: LKZ⇒Twierdzenie Zermelo, LKZ⇔Twierdzenie Hausdorffa, TZ⇒aksjomat wyboru.

11. Dwie wersje zasady indukcji porządkowej. Twierdzenie odwrotne. Zbiory

tranzytywne. Liczba porządkowa. Własności liczb porządkowych. Paradoks Burali-

Forti. Typ porządkowy zbioru. Działania na liczbach porządkowych. Własności tych działań.

12. Równoliczność zbiorów. Twierdzenia o zbiorach równolicznych. Twierdzenie

Cantora. Twierdzenie Cantora – Bernsteina. Zbiory przeliczalne. Twierdzenia o

zbiorach przeliczalnych. Przeliczalność Ζ i Θ. Twierdzenie o zbiorze nieskończonym.

Przykłady zbiorów nieprzeliczalnych. Zbiory równoliczne z Ρ.

13. Pojęcie mocy zbioru oraz liczby kardynalnej. Zbiory mocy continuum - przykłady.

Twierdzenia o zbiorach mocy continuum. Hipoteza continuum.

14. Działania na liczbach kardynalnych i ich własności.

Program pozostałych zajęć (ćwiczenia, laboratoria, projekty, seminaria)

rozwiązywanie zadań rachunkowych i teoretycznych dotyczących treści

przekazywanych na kolejnych wykładach.

Bibliografia

1. Chronowski A., Elementy teorii mnogości.

2. Kuratowski K., Wstęp do teorii mnogości i topologii.

3. Błaszczyk A., Turek S., Teoria mnogości

4. Marek W., Onyszkiewicz J., Elementy logiki i teorii mnogości w zadaniach.

* Rodzaje zajęć: ćwiczenia – ćwiczenia audytoryjne, lektoraty, zajęcia wf, laboratoria – ćwiczenia laboratoryjne, zajęcia praktyczne, zajęcia terenowe, seminaria –

seminaria, konwersatoria, projekty – ćwiczenia projektowe, prace kontrolne i przejściowe