Материал: 5540

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

F1 (F2 F3) (F1 F2 ) (F1 F3) .

3. Удалить лишние конъюнкции и повторения переменных в конъюнкциях применяя закон:

F F F ;

F F F ;

F F 0;

FF 1.

4.Удалить константы с помощью правил операций с константами:

F1 F ;

F 1 1 ;

F 0 0 ;

F 0 F .

Пример 3.9. Приведите к ДНФ формулу:

А В А (В А С) (А (В С) В С).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. А В А (В А С)

(А (В С)

В С)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(А В) (А В А А С)

 

 

А (В С)

В С

(А В) (А В) (А (В С)) В С (А В) (А В) (А В С) (В С)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( А В) ( А В)

((А В)

( А С)

(В В С) (В С С))

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( А В)

( А В)

((А В)

( А С) (В С))

( А В) ( А В) ((А В) (В С)) ( А В) ( А В С)

В( А ( А С)) В ( А С) ( А В) (В С).

Элементарной дизъюнкцией называется дизъюнкция переменных или их отрицаний, в которой каждая переменная встречается не более одного раза.

КНФ формулы есть формула, имеющая вид конъюнкции элементарных дизъюнкций, т.е.

F

D1 D2 D3

... Dm , где Di

(A B

C ... D).

В элементарной дизъюнкции нет двух одинаковых

пропозициональных переменных, т.к. F

F

F ,

а в КНФ нет двух

одинаковых

элементарных

дизъюнкций, т.к.

F

F F . Если одна из

элементарных дизъюнкций содержит пропозициональную переменную и её отрицание F F , то следует удалить всю элементарную дизъюнкцию,

71

так как F F 1.

Процедура приведения ДНФ к КНФ:

1. Примените к F правило снятия двойного отрицания

 

 

 

 

 

F К1

К2 К3 ... Кm

 

 

 

и приведите К1 К2 К3 ... Кm

к ДНФ.

2. С помощью закона де Моргана освободитесь от второго отрицания и преобразуйте отрицания элементарных конъюнкций в элементарные дизъюнкции.

Пример 3.10. Приведите к КНФ формулу:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

В

 

 

 

 

А В А С .

 

Решение. А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

А

 

 

 

В

А

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( А В)

 

 

( А В)

 

( А С) А В А В А С ( А В) ( А В) ( А С)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(А В) (А В)

 

 

 

(А С) (А В) (А В С) (А В А)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(А В) (А В С) (А В) (А В С).

 

Задача 3.16. Приведите к ДНФ и КНФ формулы:

1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A (B C)

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( A B) A

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

 

 

A B ( A C B)

 

 

A B C ;

4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A B C ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A C ( A B C)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5) A B C (B A)

 

 

A C B.

3.8 Логическое следствие

Задача логики дать принцип рассуждения, то есть теорию вывода. Практически это сводится к получению критериев для решения механическим путём вопроса о том, можно ли некоторую цепь рассуждений, основываясь на её форме, считать правильной.

72

Мы знаем, например, что если истинно А, то, независимо от истинности

или ложности В, дизъюнкция А

B истина. В этом случае говорят, что А B

логически следует из А. В случае, если истина конъюнкция А

B , то истинно

и А. Говорят, что А логически следует из А B .

 

 

Цепь

рассуждений

представляет

собой

конечную

последовательность высказываний, проводимых в обоснование утверждения, при этом последнее высказывание в этой последовательности (заключение) может быть выведено из некоторых начальных высказываний (посылок).

Высказывание В (заключение) есть логическое следствие высказываний А1 , А2 ,..., Аm (посылок):

А1, А2 ,..., Аm B ,

если из конъюнкции посылок следует заключение, то есть всегда, когда

посылки истины, заключение тоже истинно.

 

 

 

Теорема 1 (связь между импликацией и логическим следствием).

 

(I)

А

B тогда и только тогда, когда |= А

B .

 

 

(II)

А1, А2 ,..., Аm B тогда и только тогда, когда |= А1

А2 ... Аm

B .

Можно

представить доказательство

того, что

формула

В

(заключение)

есть логическое следствие формул А1 , А2 ,..., Аm

(посылок), в

виде цепочки (т.е. конечной последовательности) формул, последней из которых является В, и притом такой цепочки, что наличие в ней каждой из формул Е обосновывается применением одного из следующих правил.

Правило р: формула Е есть посылка.

Правило t: формуле Е в цепочке предшествуют такие формулы А, …, С, что |= А ... С Е .

Иными словами, мы утверждаем, что А1 , А2 ,..., Аm B , если мы можем составить такую цепочку формул Е1, Е2 ,..., Еm (= B ), что каждая Е есть посылка (правило р) или же в этой цепочке есть предшествующие формулы такие, что если С – их конъюнкция, то С Е (правило t).

Приведём перечень некоторых тавтологических импликаций. То, что каждая из приведённых формул – тавтология, можно доказать, составив для неё таблицу истинности. Каждая из тавтологических импликаций порождает

73

некоторое правило вывода, а именно частный случай применения правила t, который обосновывается ссылкой только на одну эту тавтологию.

Тавтологические импликации:

 

 

 

 

 

 

 

1.

|= А

 

( А

 

В)

 

 

В правило отделения (modus ponens MP).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

|=

 

В

 

(А

 

В)

 

 

А правило отрицания (modus tollens MT).

3.

|=

 

 

 

 

 

 

В .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

( А В)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

|=

А

 

(В

А

В) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

|=

 

А

 

В

А правило удаления конъюнкции.

 

 

 

 

6.

|=

 

А

 

 

А

В правило введения дизъюнкции.

 

 

 

 

7.

|= (А

В)

(В

 

С)

(А

 

С) правило силлогизма.

 

 

 

 

8. |= (А В С)

 

(А (В С)) .

 

 

 

 

 

 

9.

|= (А

(В

 

С))

 

(А

В

 

С) правило соединения посылок.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. |= ( А

В

В )

 

А .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11. |= (А

В)

 

 

(А

 

С

В

С) .

 

 

 

 

 

 

 

12. |= (А

В)

 

 

(А

 

С

В

С) .

 

 

 

 

 

 

 

13. |= ( А

В)

((В

С)

 

( А С)) .

 

 

 

 

 

14. |= (А

В)

 

(В

 

 

С)

(А

 

С) правило введения эквиваленции.

Пример 3.11. Докажите, что А

В, А

С, В

D C

D .

Решение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1)

А

 

 

 

С

 

 

 

 

(р);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2)

А

 

 

 

B

С

B

(1t), |=(1) (2) на основании тавтологии 11;

(3)

В

 

 

 

D

 

 

 

 

(р);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4)

С

 

 

 

В

С

 

D (3t), |=(3)

 

(4) на основании тавтологии 11;

(5)

А

 

 

 

B

С

D (2,4t), |=(2)

 

(4) (5) на основании тавтологии 7;

(6)

А

 

 

 

В

 

 

 

 

(р);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(7)

C

 

 

 

D

 

 

 

 

(5,6t), |=(5)

 

(6) (7) на основании тавтологии 1.

Пример 3.12. Докажите, что А

 

 

 

 

 

 

 

В, В

С, С

D, Е

D А Е .

Решение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(р)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2)

А

 

 

 

В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(р)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3)

В

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(р)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

74

{А1 , А2 ,..., Аm }

(4)

С

D

(р)

(5)

А

D

(2,3,4t)

(6)

 

 

 

 

 

 

(1t)

D

 

Е

(7)

 

 

 

 

(5,6t)

А

Е

Задача 3.17. Постройте формальное доказательство логичности рассуждения.

Если человек занимается спортом, то он хочет быть здоровым. Хорошее здоровье ведёт к счастливой жизни. Кроме того, если человек занимается спортом, то он, как правило, стремится достичь высоких спортивных результатов. Наличие высоких результатов позволяет одержать победы на соревнованиях. Победы на соревнованиях влекут за собой всеобщее признание. Однако человек не хочет жить счастливо и иметь всеобщее признание. Значит, он не станет заниматься и спортом.

Правило ср

(правило условного доказательства):

формула В C

оправдана в

выводе, посылками которого служат

А1 , А2 ,..., Аm , если

установлено, что С есть логическое следствие формул А1 , А2 ,..., Аm

и В.

То есть

А1 , А2 ,..., Аm В C тогда и только тогда,

когда

А1 , А2 ,..., Аm ,

В C .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 3.13. Докажите, что А (В С),

D

A, B

D C .

 

Решение.

 

 

 

 

 

(1)

А

(В

С) (р)

 

 

(2)

 

 

 

 

(р)

 

 

 

D

A

 

 

(3)

B

 

(р)

 

 

(4)

D

 

(р)

 

 

(5)

A

 

(2,4t)

 

 

(6)

B

С

(1, 5t)

 

 

(7)

С

 

(3, 6t)

 

 

(8)

D

C

(4, 7ср)

 

 

С изложенным выше связан, но отличается от него вопрос о непротиворечивости множества высказываний, которое предлагается рассматривать как систему посылок для вывода. Множество

75

Источник: https://studfile.net/preview/16711200/