
1) Высказыванием называют любое повествовательное выражение, о котором можно сказать истинно оно или ложно.
Существует высказывание, которое при определенных условиях, является истинным, а в других условиях ложным, такие высказывания называют переменными.
С высказываниями можно выполнить следующие логические операции:
- дизъюнкция АVB – высказывание ложно только тогда, когда оба исходных высказывания ложно.
- конъюнкция АВ – высказывание истинно только тогда, когда оба исходных высказывания истинно.
-
отрицание
- высказывание истинно тогда, когда
исходное высказывание ложно и наоборот.
- импликация А=>В(из А следует В, если А то В) – высказывание ложно только в одном случае, когда первое высказывание истинно, а второе ложно.
- эквивалентность АВ(А эквивалентен В) – высказывание истинно тогда и только тогда, когда оба высказывания вместе истинно или вместе ложно.
2) Формула логики. Понятие формулы логики вводится индуктивно: а)любое высказывание – формула; б)если А,В – формулы, то , АVB, АВ, А=>В, А=>В, а так же выражения со скобками так же являются формулами. Логическим значением формулы, называют истинность ее или ложность.
Таблицей истинности формулы логики называют таблицу из двух столбцов, в первом приводятся все возможные логические значения входящих в формулу переменных, во втором соответствующие логические значения формул.
-
x
y
z
x
=>z
0
0
0
1
1
1
1
1
0
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
Тождественно истинная формула (тавтология) – всегда истинное высказывание АVВ.
Тождественно
ложная формула (противоречие)
– всегда ложное высказывание (АVВ)
3) Две формулы называются равносильными, если у них одинаковые таблицы истинности. Для получения раносильных формул используют следующие законы логики( тавтологии).
1) Идемпотентность AVA=A; AA=A
2) Коммутативность AVB=BVA; AB=BA
3) Ассоциативность (AVB)VC=AV(BVC); (AB)C=A(BC)
4) Дистрибутивность AVBC=(AVB)(AVC); A(BVC)=ABVAC
5) Закон двойного
отрицания
=A
6) Закон де
Моргана
;
7)
Склеивание ABVA
=A;
(AVB)(AV
)=A
8) Поглощение AVAB=A; A(AVB)=A
9) Действие с константами AV0=A; AV1=1; A0=0; A1=A
10) Исключение импликации A=>B= VB
11) Исключение
эквивалентности AB=ABV
4) n-мерным булевым вектором называют любой набор n-переменных, каждая из которых может принимать только два значения(0 или 1).
2 булевых вектора отличающиеся одной координатой называются соседними.
Пары векторов все координаты, которых противоположны называются противоположными.
Существует 8 трехмерных булевых векторов, которые можно изобразить в пространственной системе координат, вершинами 1-ого куба.
По аналогии с рассмотренным, множество всех n-мерных булевых векторов называют n-мерным единичным кубом.
Пусть
имеется произвольный k-мерный
булев вектор. Получим из него (k+1)-мерный
вектор добавив еще одну
координату(x1,x2,…,xk,0)=>(x1,x2,xk,1).
Т.о. из каждого k-мерного
вектора можно получить 2(k+1)-мерных
векторов. Значит с добавлением одной
координаты вектора , число векторов
увеличивается ровно в два раза. Тогда
число всех n-мерных
булевых векторов равно
.
5) Булевой функцией называют отображение, которое каждому двоичному вектору ставит соответствие 0 или 1.
Булеву функцию можно задавать таблицей, в ее первом столбце перечисляют все возможные булевы векторы, а во втором значение функции на каждом из векторов.
Так как набор
значений булевой функции n-переменных,
состоит из
,
нулей и единиц, то она представляет
собой
-
мерный булев вектор, поэтому число
различных булевых функции n-переменных,
равно числу различных
-мерных
векторов, т.е. равно
.
6) Выпишем все булевы функции 2 переменных.
x |
y |
0 |
xy |
x |
x |
|
y |
x+y |
xVy |
x↓y |
xy |
|
y=>x |
|
x=>y |
x│y |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
Из приведенной таблицы видно, что основными логическими функциями являются:
-константы 0,1;
-конъюнкция &,●;
-дизъюнкция V;
-отрицание ¯;
-импликация =>;
-эквивалентность ;
-сумма Жегалкина x+y;
-стрелка Пирса ↓;
- штрих Шеффера │;
Булевы функции обладают теми же свойствами что и аналогичные логические операции.
7) Элементарной конъюнкцией называют конъюнкцию переменных или их отрицание.
Элементарная конъюнкция называется совершенной, если каждая переменная входит в нее ровно 1 раз с отрицанием или без него.
СДНФ называют запись булевой функции в виде дизъюнкций совершенных элементарных конъюнкций, каждая из которых встречается только 1 раз.
Элементарной дизъюнкцией называют дизъюнкцию переменных или их отрицание.
Элементарная дизъюнкция называется совершенной, если каждая переменная входит в нее ровно 1 раз с отрицанием или без него.
СКНФ называют конъюнкцию совершенных элементарных дизъюнкций.
8) ДНФ называют минимальной , если оно содержит наименьшее количество логических операций. Записав функцию в виде СДНФ или СКНФ, можно попытаться с помощью преобразований по закону логики, преобразовать ее к минимальной форме, но это не всегда может получиться.