- •Часть 1
- •Тема I множества и операции над ними. Отношения
- •Множества. Равенство множеств
- •Алгебра множеств
- •Декартово произведение и отношения
- •Эквивалентность
- •Частичный порядок
- •Тема II логика высказываний
- •2.1. Высказывания и операции над ними
- •2.2. Анализ сложного высказывания
- •2.3. Формулы. Булевы функции
- •2.4.Тавтологии
- •2.5. Построение контрпримера
- •2.6. Равносильные формулы
- •2.7. Некоторые логические законы
- •2.8. Нормальные формы
- •Тема III применение логики высказываний
- •3.1. Логическое следствие
- •3.2. Применение к переключательным схемам
- •Тема IV исчисление высказываний
- •Теория l. Аксиомы и правила вывода
- •Общезначимость теорем. Непротиворечивость l
- •Полнота теории l
- •Тема V алгебра предикатов. Понятие об исчислении предикатов
- •5.1. Понятие предиката.
- •5.2.Типы предикатов.
- •5.3. Простейшие логические операции над предикатами.
- •5.4. Операции квантификации.
- •5.5. Предикатные формулы.
- •5.6. Язык алгебры предикатов.
- •5.7. Понятие об исчислении предикатов.
- •Часть 2
- •I. Формулы, истинностные таблицы, нормальные формы
- •II. Построение формул по таблицам значений
- •III. Логические следствия, непротиворечивость суждений
- •IV.Некоторые задачи
- •Индивидуальные задания №3 предикаты
- •I. Множества истинности предикатов
- •II. Квантификация
- •III. Применение кванторов
- •IV. Тавтологии, предваренная форма
- •V. Решить задачу
- •Дополнительные вопросы
- •Литература
2.5. Построение контрпримера
Для проверки того, что формула является тавтологией, существует более экономный метод, чем построение таблицы истинности. Поясним его суть на примерах. Пусть требуется проверить, является ли тавтологией формула
.
Предположим (І шаг), что она не является тавтологией и, следовательно, хотя бы один раз принимает значение Л. Выведем из этого утверждения следствия с помощью определения связок. Если в результате мы придем к противоречию, то формула является тавтологией, если противоречия не получится, то найдем значения переменных, при которых формула ложна, и, следовательно, в самом деле, она не является тавтологией.
-
и? и и л и л л л4 2 5 1 6 3 7 8
4
(1)
л л и л и л
4 5 6 8 9 7
5
(2)
Разъяснение. В (1) значение 2 и 3
получаем из 1 по определению операции
.
Значение 4 – И, поставлено со знаком
вопроса. Это значит, что в дальнейшем
нужно также рассмотреть и значение Л.
5 – из 4, 2 и определения
.
6 – из 4, 5 и определения
.
7 – из 6, 3 и определения
.
8 – из 7 и определения
.
Последнее значение противоречит
полученному на 4 шаге.
Рассмотрим (2). Необходимость 4 уже
объяснялась выше. 5 – из 4, 2 и определения
.
6 – из 4, 5 и определения
.
7 – из 3, 6 и определения
.
8 – из 7 и определения
.
9 – из 8 и определения
.
9 противоречит 5.
При разборе второго примера не будем приводить подробные объяснения. В этом случае
-
и и и л и? л и
4 2 5 1 6 7 3
5
Как видно из таблицы, мы получаем, что
ложь
при А – истинно, В – истинно, т.е.
формула не является тавтологией.
л и л
6 7 8
Контрольные вопросы и упражнения
Опустить (согласно договоренности о силе операций) возможно большее число скобок:
а)
;
б)
;
в)
;
г)
.
Сколько столбцов, строк содержит истинностная таблица для формулы
?Сколько существует булевых функций, зависящих от n переменных?
Сколькими способами можно расставить скобки в последовательности, чтобы получилась формула:
а)
;
б)
.
Выписать все подформулы формулы:
а)
;
б)
.
Построить истинностные таблицы для формул:
а)
;
б)
;
в)
;
г)
.
Доказать, что формулы 1-10 – тавтологии:
;
;
; 3'.
;
; 4'.
;
; 5'.
;
; 6'.
;
; 7'.
;
;
;
.
Доказать, что если
,
то
и
,
и если
,
то
.Доказать, что формула, содержащая только связку , является тавтологией тогда и только тогда, когда всякая пропозициональная буква входит в нее четное число раз.
Доказать, что если и , то .
(Принцип двойственности). а) Пусть формула Ф содержит только связки
,
а формула Ф' получена из Ф заменой всюду
на
и
на
.
Доказать, что
тогда и только тогда, когда
;
б) Пусть формула Ф содержит только
связки
,
а формула Ф* получается из Ф заменой
на
,
на
и каждая буква – ее отрицанием (формула
Ф* называется двойственной для
Ф). Доказать, что
.
