
- •Конспект лекций по дисциплине «основы дискретной математики»
- •Лекция № 1. Дискретное и непрерывное
- •Лекция № 2. Системы счисления
- •Лекция № 3. Фракталы
- •3.1. Канторово множество
- •3.2. Ковер Серпинского и снежинка Коха
- •3.3. Стохастические фракталы
- •3.4. Энтропийная размерность
- •3.5. Фрактал Мандельброта
- •Лекция № 4. Основы математической логики
- •Набор истинностных значений 0001 в первой строке таблицы соответствует результатам операций:
- •Основные эквивалентности:
- •X(баскетболист(X)высокий(X))
- •X(личность(х)любит(х, грибы))
- •X любит(х, платить(налоги))
- •X(человек(X)смертный(X)),
- •Лекция № 5. Множества и подмножества
- •Лекция № 6. Математическая индукция
- •Лекция № 7. Комбинаторика
- •Лекция № 8. Числа фибоначчи и простые числа
- •Лекция № 9. Кодирование
- •Лекция № 10. Шифрование
Набор истинностных значений 0001 в первой строке таблицы соответствует результатам операций:
0
0 = 0;
0
1 = 0;
1
0 = 0;
1
1 = 1.
Как известно, в
арифметике вначале выполняются операции
умножения или деления, а затем – сложения
или вычитания. Логические связки также
подчиняются подобному правилу. Приоритет
применения
связок возрастает в следующем порядке:
,
,
,
.
Чтобы изменить этот порядок, то, как и
в арифметике, необходимо использовать
скобки.
Переменные и формулы в исчислении высказываний
Переменная, значениями которой являются высказывания, называется пропозициональной переменной. Понятие пропозициональной формулы вводится по индукции:
выражение, состоящее только из пропозициональной переменной, является пропозициональной формулой;
если A и B – пропозициональные формулы, то каждое из выражений
A, (A
B), (A
B), (A
B) и (A
B) – пропозициональная формула;
последовательность символов только тогда является пропозициональной формулой, когда она построена в соответствии с 1) и 2).
Пример 4.2. Примеры пропозициональных формул:
P
((A
B)
C
,
Q
((A
C)
(A
B)).
Булевы функции
Функция
,
у которой аргументы пробегают множество
{0,1} и которая принимает значение из
того же множества {0,1}, называетсяфункцией
алгебры логики
или булевой
функцией.
Особое значение имеют так называемые элементарные булевы функции. Двухместными элементарными булевыми функциями являются конъюнкция, дизъюнкция, импликация, сумма по модулю 2, эквиваленция, штрих Шеффера и стрелка Пирса. Символы А и B из табл. 4.2 следует в этом случае толковать как булевы переменные {0,1}.
Имеются две
одноместные булевы функции, зависящие
от x:
тождественная
функция
иотрицание
.
Это элементарные функции (табл. 4.3).
Таблица 4.3
x |
|
|
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
Имеются две
нуль-местные элементарные булевы
функции: это константы 0 и 1. Каждой
пропозициональной формуле можно
сопоставить булеву функцию. Булева
функция
,
сопоставленная пропозициональной
формулеA, называетсяфункцией истинностиформулыA.
Любую такую функцию можно описать с
помощью соответствующейтаблицы
истинности(примеры – табл. 4.3, табл.
4.4, табл. 4.5).
Пусть
и
– функции истинности
формул P
и Q;
пусть {
}
– множество тех переменных, которые
встречаются хотя бы в одной из функций
и
.
Пропозициональные формулыP
и
Q
называются эквивалентными,
если на всяком наборе (
)
значений переменных
значения
функций
и
совпадают (эквивалентность обозначают
как:P
Q).
Пример 4.3. Покажем эквивалентность выражений
PA
B
и Q
A
B.
Для этого построим таблицу истинности (табл. 4.4).
Таблица 4.4
A |
B |
P |
Q |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Поскольку
(A,
B)
=
(A,
B),
то P
Q.
Пример 4.4. Покажем эквивалентность выражений
PA
(B
C)
и
Q
(A
B)
(A
C).
Для этого снова построим таблицу истинности (табл. 4.5).
Таблица 4.5
A |
B |
C |
P |
Q |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Поскольку
(A,
B,
C)
=
(A,
B,
C),
то P
Q.
Как можно видеть, в примере 4.3 используются
двухместные функции истинности, а в
примере 4.4 – трехместные.