Лекция 3. Логические операции и таблицы истинности.
ТАБЛИЦЫ ИСТИННОСТИ. Если высказывание A истинно, будем писать A =1, а если - ложно, то A =0.
Значения логической функции для разных сочетаний
значений входных переменных — или наборов входных переменных — обычно задаются
специальной таблицей. Такая таблица называется таблицей истинности (комбинационной
таблицей). Количество наборов входных переменных (Q) можно
определить по формуле:Q=2n, где n — количество входных переменных. Простейшим
примером логической функции является функция одной переменной: Аргумент | Функция | X | F0(X) | F1(X) | F2(X) | F3(X) | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
- F0(X) - константа 0;
- F1(X) - переменная X;
- F2(X) - инверсия X;
- F3(X) - константа 1.
Рассмотрим таблицу значений функции от n переменных. Число строк в такой таблице будет
равно числу всевозможных n-ок, т.е. равно 2n. А число столбцов – числу переменных плюс единица, т.е. (n+1). При построении таблицы учтем, что каждую n можно рассматривать как двоичное число, и
выпишем их в порядке возрастания от 0 до 2n–1. x1 | x2 | x3 | ... | xn-1 | xn | f(x1, x2, x3, ..., xn-1, xn) | 0 | 0 | 0 | ... | 0 | 0 | f(0, 0, 0, ..., 0, 0) | 0 | 0 | 0 | ... | 0 | 1 | f(0, 0, 0, ..., 0, 1) | 0 | 0 | 0 | ... | 1 | 0 | f(0, 0, 0, ..., 1, 0) | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ..................... | 1 | 1 | 1 | ... | 1 | 1 | f(1, 1, 1, ..., 1, 1) |
В правом столбце таблицы записывают значения
функции на соответствующих n-ках. Если у двух логических функций совпадают таблицы
истинности, то есть на всех наборах значений входных переменных они принимают
одинаковое значение, то их называют равносильными
или эквивалентными. Это обозначается знаком «=». Тождественно-истинные
функции – это
логические функции, истинные на всех наборах значений входных переменных. Тождественно ложные функции – это
логические функции, ложные на всех наборах значений входных переменных.
ОСНОВНЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ.
Операция «НЕ». Если высказывание А – истинно, то высказывание «НЕ А» - ложно и наоборот. Логическое отрицание (inversion – лат. переворачиваю) – присоединение частицы «не» к сказуемому простого высказывания A. Пример: A: «Моя собака любит кашу». ¬A: «Моя собака НЕ любит кашу». В русском языке для обозначения «Логического отрицания» также используют присоединение слов «неверно, что…». Пример: A: «Вася умеет кататься на коньках». ¬A: «НЕВЕРНО, ЧТО Вася умеет кататься на коньках».
Свойства инверсии: 1. ¬¬(A)=A.
Операция «И». Конъюнкция истина тогда и только тогда, когда высказывания «A» и «B» истины. Логическое умножение (conjunction – лат. связываю) – соединение двух простых высказываний A и B в одно составное с помощью союза «и». Пример: A: «Киев является столицей Украины». B: «В Киеве проживают тыс. человек». A∩B: «Киев – столица Украины И в нем проживают тыс. человек».
В русском языке для обозначения «Логической конъюнкции» кроме союза «и» можно использовать союзы «но» и «а». Пример: A: «Киев - столица Украины». B: «Москва – столица России». A∩B: «Киев – столица Украины, А Москва – столица России» или «Киев – столица Украины, НО Москва – столица России».
Свойства конъюнкции:
Операция «ИЛИ». Дизъюнкция ложна тога и только тогда, когда оба высказывания «A» и «B», ложны. Логическое сложение (disjunction – лат. различаю) – соединение двух простых высказываний A и B с помощью союза «или», в неисключающем смысле, то есть, одно высказывание не исключает другое. Пример: A: «Число 10 кратно 5». B: «28 меньше 30». A∪B: «Число 10 кратно 5 ИЛИ 28 меньше 30».
Свойства дизъюнкции:
Операция «Исключающее ИЛИ». Строгая дизъюнкция истинна тогда и только тогда, когда высказывания «A» и «B» не равны меду собой. Строгая дизъюнкция соответствует оборотам речи «или…, или…», «либо…, либо…». Пример: A: «На улице зима». B: «На улице весна» A⊕B: «ИЛИ на улице зима, ИЛИ на улице весна» или «ЛИБО на улице зима, ЛИБО на улице весна».
Свойства строгой дизъюнкции:
Операция «Если – то». Импликация ложна тогда и только тогда, когда посылка «A» истина, а заключение «B» –ложно. Импликация (implication – лат. тесно связываю) - соединение двух простых высказываний A и B с помощью конструкции «Если…, то…». Пример: A: «Завтра будет -200». B: «Я пойду в школу». A→B: «ЕСЛИ завтра будет -200, ТО я пойду в школу».
В русском языке для обозначения импликации кроме конструкции «если..., то..» можно использовать конструкции «Из… следует…», «… имплицирует …», «… достаточно для …» и «… необходимо для…». Пример: A: «Мне дадут зарплату». B: «Я куплю мопед». A→B: «ИЗ того, что мне дадут зарплату, СЛЕДУЕТ, что я куплю мопед», «Мне дадут зарплату ИМПЛИЦИРУЕТ тому, что я куплю мопед», «Мне дадут зарплату и этого ДОСТАТОЧНО ДЛЯ покупки мопеда» или «Получение зарплаты НЕОБХОДИМО ДЛЯ покупки мопеда».
Свойства импликации:
Равносильность. Эквиваленция истина тогда и только тогда, когда выражения «A» и «B» равны. Эквивалентность (aequivalens – фр. равноценное) – соответствует оборотам речи «тогда и только тогда» и «в том и только в том случае». Пример: A: «Пете поставят хорошую оценку». B: «Петя выучит уроки». A↔B: «Пете поставят хорошую оценку тогда и только тогда, когда Петя выучит уроки».
В русском языке операции эквивалентности также соответствует конструкция «… необходимо и достаточно …». Пример: A: «Четырехугольник – это прямоугольник». B: «У четырехугольника два угла по 900». A↔B: «Для того, чтобы четырехугольник был прямоугольником, НЕОБХОДИМО И ДОСТАТОЧНО, чтобы два его угла были прямыми».
Свойства эквивалентности:
Стрелка Пирса. Стрелка Пирса принимает истинное значение тогда и только тогда, когда оба выражения «A» и «B» ложны. Стрелка Пирса – логическая операция с двумя переменными, соответствует обороту речи «ни…, ни…». Пример: A↓B: «НИ рыба, НИ мясо».
Свойства символа Лукашевича:
Штрих Шеффера. Штрих Шеффера принимает ложное значение тогда и только тогда, когда оба выражения «A» и «B» истины. Штрих Шеффера – логическая операция с двумя переменными, соответствующая обороту речи «не… или не…». Пример: A∣A= «На улице НЕ теплая погода ИЛИ мы НЕ идем купаться».
Свойства штриха Шеффера:
Основные положения: Таблица истинности (комбинационная таблица) - это значения логической функции для разных наборов входных переменных. Равносильные функции - это функции у которых совпадают таблицы истинности. Тождественно-истинные функции – это логические функции, истинные на всех наборах значений входных переменных. Тождественно ложные функции – это логические функции, ложные на всех наборах значений входных переменных. Основные логические операции: - Инверсия;
- Конъюнкция;
- Дизъюнкция;
- Строгая дизъюнкция;
- Импликация;
- Эквиваленция;
- Стрелка Пирса;
- Штрих Шеффера.
Контрольные вопросы и задания: 1. Что такое таблица истинности и для чего она нужна? 2. Какими символами обозначаются основные логические операции? 3. Докажите свойства строгой дизъюнкции? 4. . 5. 6. Литература: - Ивлев Ю.В. Логика
- Бочаров В.А., Маркин В.И. Основы логики.
- Гончаров С.С., Ершов Ю.Л., Самохвалов К.Ф. Введение в логику и методологию науки.
- Непейвода Н.Н. Прикладная логика.
|