- •Т. А. Сливина математическая логика и теория алгоритмов
- •Глава I. Логика высказываний 6
- •Глава 1 логика высказываний
- •§ 1. Логические операции над высказываниями
- •§ 2. Формулы логики высказываний. Основные равносильности и преобразования
- •1. Основные равносильности
- •2. Равносильности, выражающие одни логические операции через другие
- •3. Равносильности, выражающие основные законы алгебры логики
- •§ 3. Алгебра Буля. Функции Буля. Представление произвольной функции алгебры логики в виде формулы алгебры логики
- •§ 4. Дизьюнктивная нормальная форма и совершенная дизьюнктивная нормальная форма. Коньюнктивная нормальная форма и совершенная коньюнктивная нормальная форма
- •§ 5. Приложения алгебры логики в технике и других областях
- •Задачи и упражнения
- •Глава 2 исчиление высказываний
- •§ 1. Этапы построения исчисления высказываний. Понятие формулы исчисления высказываний
- •§ 2. Определение доказуемой формулы. Правила вывода и заключения
- •§ 3. Производные правила вывода
- •§ 4. Выводимость формул из совокупности формул
- •§5. Доказательство некоторых законов логики
- •3. Закон разъединения посылок
- •5. Закон исключенного третьего: ├
- •§6. Связь между алгеброй высказываний и исчислением высказываний
- •§7. Проблемы аксиоматического исчисления высказываний
- •1. Проблема разрешимости исчисления высказываний.
- •3. Проблема полноты исчисления высказываний.
- •4. Проблема независимости аксиом исчисления высказываний.
- •Задачи и упражнения
- •Глава 3 логика предикатов
- •§ 1. Понятие предиката. Логические операции над предикатами. Кванторные операции.
- •§ 2. Понятие формулы логики предикатов. Значение формулы логики предикатов
- •§ 3. Равносильные формулы логики предикатов. Предваренная нормальная форма
- •§ 4. Общезначимость и выполнимость формул. Проблема разрешимости для общезначимости и выполнимости, неразрешимость ее в общем случае
- •§ 5. Применение языка логики предикатов для записи математических предложений, определений, построения отрицания предложений
- •§ 6. Замечание об аксиоматическом исчислении предикатов
- •Задачи и упражнения
- •Глава 4 математические теории
- •§ 1. Теории первого порядка. Основные понятия
- •§ 2. Примеры математических теорий из алгебры, анализа, геометрии
- •1. Теория частичного упорядочения.
- •2. Теория групп.
- •3. Аффинная геометрия.
- •§ 3. Интерпретация языка теории
- •§ 4. Проблемы непротиворечивости, полноты, разрешимости теории
- •2. Проблема полноты.
- •3. Проблема разрешимости.
- •Глава 5 алгоритмы
- •§ 1. Понятие алгоритма и его характерные черты
- •§ 2. Разрешимые и перечислимые множества
- •§ 3. Уточнение понятия алгоритма
- •§ 4. Вычислимые функции. Частично рекурсивные и общерекурсивные функции
- •1. Суперпозиция функций.
- •2. Схема примитивной рекурсии.
- •§ 5. Машины Тьюринга
- •§ 6. Нормальные алгоритмы Маркова
- •§ 7. Неразрешимые алгоритмические проблемы (обзор)
- •1.Неразрешимость проблемы распознавания выводимости в математической логике.
- •3. Проблема эквивалентности слов для ассоциативных исчислений.
- •4. Неразрешимость десятой проблемы Гильберта о диофантовых уравнениях.
- •Задачи и упражнения
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Математическая логика и теория алгоритмов
- •660014, Красноярск, просп. Им. Газ. «Красноярский рабочий», 31.
- •660028, Г. Красноярск, ул. Водопьянова, 2-241.
Задачи и упражнения
1. Какие из следующих предложений являются высказываниями:
а) Москва – столица России;
б) студент ФИСУ;
в)
г) а > 0;
д) Сегодня – понедельник.
2. Приведите примеры предложений, а) являющихся высказываниями; б) не являющихся высказываниями.
3. Установите, истинно или ложно следующие высказывания:
а) ;
б) ;
в) ;
г) , где – множество всех подмножеств множества N;
д) Ø Ø;
е) Ø {Ø}.
4. Среди следующих высказываний указать элементарные и составные. В составных высказываниях выделить грамматические связки:
а) число 32 делится на 4;
б) число 28 делится на 4 и на 7;
в) если число 125 делится на 25, то оно делится на 5;
г) число 7 является делителем числа 42;
д) число 1 269 делится на 9 тогда и только тогда, когда 18 делится на 9.
5. Обозначьте элементарные высказывания буквами и запишите следующие высказывания с помощью символов алгебры логики:
а) 27 кратно 3 и 15 кратно 3;
б) 27 кратно 3 и 9 не кратно 3;
в) или ;
г) если число 120 делится на 3 и на 5, то оно делится на 15.
6. Пусть p и q обозначают высказывания:
p – «Я учусь в школе»,
q – «Я люблю математику».
Прочтите следующие сложные высказывания:
а) ; б) ; в) ; г) ; д) ; е) ; ж) .
7. Проверить, не составляя таблиц истинности, являются ли следующие формулы тождественно истинными:
а) ;
б) ;
в) ;
г) ;
д) ;
е) ;
ж) ;
з) ;
и) ;
к) ;
л) ;
м) ;
н) ;
о) .
8. Найдите логические значения x и y, при которых выполняются равенства:
1) ; 2) .
9. Пусть x = 0, y = 1, z = 1. Определить логические значения нижеследующих сложных высказываний:
а) ;
б) ;
в) ;
г) ;
д) ;
е) .
10. а) Постройте с помощью отрицания и дизьюнкции формулу, таблица истинности для которой совпала бы с таблицей для импликации.
б) Аналогично этому постройте с помощью отрицания и импликации формулу, таблица истинности для которой совпадает с таблицей для дизьюнкции, и вторую формулу с таблицей, совпадающей с таблицей для коньюнкции.
11. Составить таблицы истинности для формул:
а) ;
б)
в) ;
г) ;
д) ;
е) ;
ж) .
12. Установить, какие из следующих формул являются тождественно истинными, тождественно ложными:
а) ;
б) ;
в) ;
г) ;
д) .
13. Доказать равносильность:
а) ;
б) ;
в) ;
г) ;
д) ;
е) .
14. Упростить формулу:
а) ;
б) ;
в) ;
г) ;
д) .
15. Доказать тождественную истинность или тождественную ложность формул:
а) ;
б) ;
в) ;
г) ;
д) .
16. Для следующих формул найти СДНФ и СКНФ, каждую двумя способами (путем равносильных преобразований и таблиц истинности):
а) ;
б) ;
в) ;
г) ;
д) .
17. Докажите равносильность формул и сравнением их совершенных нормальных форм (коньюнктивных и дизьюнктивных).
18. Составить РКС для формул, предварительно упростив их:
а) ;
б) .
19. Построить РКС для F(x,y,z), если известно, что
а) F(1,1,0)=F(1,1,1)=1;
б) F(0,0,1)=F(1,0,1)= F(1,0,0)=1.
Глава 2 исчиление высказываний
В алгебре высказываний, мы пользовались логическими значениями высказываний (истина, ложь). Но понятия истинности и ложности не математические. Эти понятия во многих случаях субъективны и скорее относятся к философии.
Учитывая это построим математическую логику, не пользуясь понятиями истинности и ложности. Необходимо также при этом построении не применять самих законов логики.
Исчисление высказываний – это аксиоматическая логическая система, интерпретацией которой является алгебра высказываний.