- •Конспект лекций
- •Раздел I. Множества, функции, отношения. Лекция № 1. Множества и операции над ними.
- •1. Основные понятия теории множеств.
- •2. Операции над множествами и их свойства.
- •3. Векторы и прямые произведения.
- •Лекция № 2. Соответствия и функции.
- •Лекция № 3. Отношения и их свойства.
- •Лекция № 4. Основные виды отношений.
- •Раздел II. Введение в общую алгебру. Лекция № 5. Элементы общей алгебры.
- •1. Свойства бинарных алгебраических операций.
- •2. Алгебраические структуры.
- •Лекция № 6. Различные виды алгебраических структур.
- •Раздел III. Введение в логику. Лекция № 7. Элементы математической логики.
- •Булевы функции.
- •Лекция № 8. Логические функции.
- •Лекция № 9. Булевы алгебры.
- •Лекция № 10. Булевы алгебры и теория множеств.
- •Лекция № 11. Полнота и замкнутость.
- •Лекция № 12. Язык логики предикатов.
- •Лекция № 13. Комбинаторика.
- •Лекция № 15. Маршруты, цепи и циклы.
- •Лекция № 16. Некоторые классы графов и их частей.
Раздел III. Введение в логику. Лекция № 7. Элементы математической логики.
Математическая логика – разновидность формальной логики, т.е. науки, которая изучает умозаключения с точки зрения их формального строения.
Определение.Высказываниемназывается предложение, к которому возможно применить понятия истинно или ложно.
В математической логике не рассматривается сам смысл высказываний, определяется только его истинность или ложность, что принято обозначать соответственно И или Л.
Понятно, что истинные и ложные высказывания образуют соответствующие множества. С помощью простых высказываний можно составлять более сложные, соединяя простые высказывания союзами “и”, “или”.
Таким образом, операции с высказываниями можно описывать с помощью некоторого математического аппарата.
Вводятся следующие логические операции(связки) над высказываниями
Отрицание.Отрицанием(логическим “не”) высказывания Р называется высказывание, которое истинно только тогда, когда высказывание Р ложно.
Обозначается Р или.
Соответствие между высказываниями определяется таблицами истинности. В нашем случае эта таблица имеет вид:
-
P
Р
И
Л
Л
И
2) Конъюнкция.Конъюнкцией(логическим “и”) двух высказыванийPиQназывается высказывание, истинное тогда и только тогда, когда истинны оба высказывания.
Обозначается P&Qили РQ.
-
P
Q
P&Q
И
И
И
И
Л
Л
Л
И
Л
Л
Л
Л
3) Дизъюнкция.Дизъюнкцией(логическим “или”) двух высказыванийPиQназывается высказывание, ложное тогда и только тогда, когда оба высказывания ложны.
Обозначается PQ.
-
P
Q
PQ
И
И
И
И
Л
И
Л
И
И
Л
Л
Л
4) Импликация.Импликацией(логическимследованием) двух высказыванийPиQназывается высказывание, истинное тогда и только тогда, когда высказывание Р истинно, аQ– ложно.
Обозначается PQ(или РQ). Высказывание Р называется посылкой импликации, а высказываниеQ– следствием.
-
P
Q
PQ
И
И
И
И
Л
Л
Л
И
И
Л
Л
И
5) Эквиваленция.Эквиваленцией(логическойравносильностью) двух высказыванийPиQназывается высказывание, истинное тогда и только тогда, когда истинности высказываний совпадают.
Обозначается РQили РQ.
-
P
Q
PQ
И
И
И
И
Л
Л
Л
И
Л
Л
Л
И
С помощью этих основных таблиц истинности можно составлять таблицы истинности сложных формул.
Замечание.В дальнейшем мы познакомимся с принципиально иной, более широкой трактовкой тех понятий, которые мы определили в данной лекции. Мы будем их рассматривать уже не как операции над высказываниями, но как некоторые функции. Поясним на следующем примере. Записьможно рассматривать как обозначение бинарной операции умножения переменныхи, а, с другой стороны, так же обозначается функция двух переменных.
Пример 1.С помощью таблиц истинности проверить, являются ли эквивалентными формулыи.
Составим таблицы истинности для каждой формулы:
-
p
r
(pr)
И
И
Л
И
И
И
Л
Л
Л
И
Л
И
И
Л
Л
Л
Л
И
Л
Л
-
p
r
И
И
Л
Л
Л
И
И
Л
Л
И
И
И
Л
И
И
Л
И
И
Л
Л
И
И
И
И
Данные формулы не являются эквивалентными.
Пример 2.С помощью таблиц истинности проверить, являются ли эквивалентными формулыи.
Составим таблицы истинности для заданных формул.
-
p
q
r
pq
(pq)r
И
И
И
И
И
И
И
Л
И
И
И
Л
И
Л
И
И
Л
Л
Л
Л
Л
И
И
Л
И
Л
И
Л
Л
Л
Л
Л
И
И
И
Л
Л
Л
И
И
p |
q |
r |
pq |
qp |
(pq)(qp) |
(pq)(qp)r |
И |
И |
И |
И |
И |
И |
И |
И |
И |
Л |
И |
И |
И |
И |
И |
Л |
И |
Л |
И |
И |
И |
И |
Л |
Л |
Л |
И |
И |
И |
Л |
И |
И |
И |
Л |
И |
И |
Л |
И |
Л |
И |
Л |
И |
И |
Л |
Л |
И |
И |
И |
И |
И |
Л |
Л |
Л |
И |
И |
И |
И |
Из составленных таблиц видно, что данные формулы не равносильны.
Основные равносильности.
Для любых формул А, В и С справедливы следующие равносильности:
A & B B & A; A & A A; A & (B & C) (A & B) & C;
A B B A; A A A; A (B C) (A B) C;
A (B & C) (A B) & (A C); A & (B C) (A & B) (A & C);
A & (A B) A; A (A & B) A; A A; (A & B) A B;
A (A & B) (A & B); A (A B) & (A B);