1 Výroková logika 1. 2 Predikátová logika 3. 3 Důkazy matematických vět 4. 4 Doporučená literatura 7

Podobné dokumenty
LOGIKA VÝROKOVÁ LOGIKA

Každé formuli výrokového počtu přiřadíme hodnotu 0, půjde-li o formuli nepravdivou, a hodnotu 1, půjde-li. α neplatí. β je nutná podmínka pro α

λογος - LOGOS slovo, smysluplná řeč )

Matematická indukce, sumy a produkty, matematická logika

VÝROKOVÁ LOGIKA. Výrok srozumitelná oznamovací věta (výraz, sdělení), která může být buď jen pravdivá nebo jen nepravdivá..

Úvod do matematiky. Mgr. Radek Horenský, Ph.D. Důkazy

Formální systém výrokové logiky

Matematika pro informatiky KMA/MATA

Klasická výroková logika - tabulková metoda

1 Úvod do matematické logiky

Výroková logika. Sémantika výrokové logiky

teorie logických spojek chápaných jako pravdivostní funkce

M - Výroková logika VARIACE

1. MATEMATICKÁ LOGIKA A MNOŽINY

Základy logiky a teorie množin

Výroková logika. Teoretická informatika Tomáš Foltýnek

Výroková a predikátová logika - II

Základní pojmy matematické logiky

Místo pojmu výroková formule budeme používat zkráceně jen formule. Při jejich zápisu

Booleovská algebra. Booleovské binární a unární funkce. Základní zákony.

Logika. 2. Výroková logika. RNDr. Luděk Cienciala, Ph. D.

1. Matematická logika

Matematická logika. Rostislav Horčík. horcik

0. ÚVOD - matematické symboly, značení,

Výroková a predikátová logika - VII

Okruh č.3: Sémantický výklad predikátové logiky

Matematická logika. Miroslav Kolařík

výrok-každésdělení,uněhožmásmyslseptát,zdaječinenípravdivé, aproněžprávějednaztěchtodvoumožnostínastává.

Kapitola Výroky

1 Výrok a jeho negace

1. Základy logiky a teorie množin

Spojování výroků (podmínek) logickými spojkami

Sémantika predikátové logiky

Úvod do informatiky. Miroslav Kolařík

Matematická analýza 1

[a) (4 (7 + 5) = 4 12) (4 12 = 48); b) ( 1< 1) (1< 3); c) ( 35 < 18) ( 35 = 18)]

Úvod do logiky (presentace 2) Naivní teorie množin, relace a funkce

Matematika B101MA1, B101MA2

Jak jsem potkal logiku. Převod formule do (úplného) disjunktivního tvaru. Jan Hora

VÝUKOVÝ MATERIÁL. Bratislavská 2166, Varnsdorf, IČO: tel Číslo projektu

Výroková a predikátová logika - II

Výroková a predikátová logika - II

Matematika I. Přednášky: Mgr. Radek Výrut, Zkouška:

Logika, výroky, množiny

Predikátová logika. prvního řádu

Matematické důkazy Struktura matematiky a typy důkazů

1 Pravdivost formulí v interpretaci a daném ohodnocení

KMA/MDS Matematické důkazy a jejich struktura

platné nejsou Sokrates je smrtelný. (r) 1/??

Výroková logika - opakování

Matematická logika. Rostislav Horčík. horcik

Logika II. RNDr. Kateřina Trlifajová PhD. Katedra teoretické informatiky Fakulta informačních technologíı BI-MLO, ZS 2011/12

Výroková a predikátová logika - VI

ZÁKLADY LOGIKY A METODOLOGIE

1. Matematická logika

1.4.3 Složené výroky implikace a ekvivalence

Logika Libor Barto. Výroková logika

Predikátová logika. Teoretická informatika Tomáš Foltýnek

Sémantika výrokové logiky. Alena Gollová Výroková logika 1/23

Výroková logika II. Negace. Již víme, že negace je změna pravdivostní hodnoty výroku (0 1; 1 0).

Logika. 6. Axiomatický systém výrokové logiky

Negace výroku. Příklad 1. Rozhodněte, zda jsou věty výroky, u výroků určete pravdivostní hodnotu:

Systém přirozené dedukce výrokové logiky

Výroková a predikátová logika - X

Unární je také spojka negace. pro je operace binární - příkladem může být funkce se signaturou. Binární je velká většina logických spojek

Výrok je každá oznamovací věta (sdělení), u níž dává smysl, když uvažujeme, zda je buď pravdivá, nebo nepravdivá.

- existuje..., negace: pro všechny neplatí,... - pro všechna..., negace: existuje, že neplatí,...

7 Jemný úvod do Logiky

Výroková a predikátová logika - VII

Kapitola 1. Úvod. 1.1 Značení. 1.2 Výroky - opakování. N... přirozená čísla (1, 2, 3,...). Q... racionální čísla ( p, kde p Z a q N) R...

Matematická logika. Miroslav Kolařík

Výroková a predikátová logika - XI

Pro každé formule α, β, γ, δ platí: Pro každé formule α, β, γ platí: Poznámka: Platí právě tehdy, když je tautologie.

přednáška 2 Marie Duží

Výroková logika. p, q, r...

Která tvrzení jsou pravdivá nezávisle na tom, který den v týdnu byla vyslovena? Tvrzení trosečníka Dana.

Databázové systémy. * relační kalkuly. Tomáš Skopal. - relační model

Úvod do informatiky. Miroslav Kolařík

KATEDRA INFORMATIKY UNIVERZITA PALACKÉHO ÚVOD DO INFORMATIKY VÝVOJ TOHOTO UČEBNÍHO TEXTU JE SPOLUFINANCOVÁN

SINGULÁRNÍ VÝROKY: Jednoduchý singulární výrok vznikne spojením singulárního termínu s termínem obecným pomocí spony=slova je.

Základy matematické logiky

Úvod do TI - logika Výroková logika (2.přednáška) Marie Duží

Úvod do výrokové a predikátové logiky

Disjunktivní a konjunktivní lní tvar formule. 2.přednáška

Výroková logika syntaxe a sémantika

Logické programy Deklarativní interpretace

Výroková a predikátová logika - III

Kongruence na množině celých čísel

Matematická logika. Lekce 1: Motivace a seznámení s klasickou výrokovou logikou. Petr Cintula. Ústav informatiky Akademie věd České republiky

B i n á r n í r e l a c e. Patrik Kavecký, Radomír Hamřík

Binární logika Osnova kurzu

1.4.6 Stavba matematiky, důkazy

Výroková a predikátová logika - IX

Převyprávění Gödelova důkazu nutné existence Boha

1. Predikátová logika jako prostedek reprezentace znalostí

Predikátová logika (logika predikátů)

Přednáška 2: Formalizace v jazyce logiky.

Úvod do logiky (PL): negace a ekvivalence vět mimo logický

1 Základní pojmy. 1.1 Množiny

Predik atov a logika - pˇredn aˇska () Predik atov a logika - pˇredn aˇska / 16

Transkript:

1 Výroková logika 1 Výroková logika 1 2 Predikátová logika 3 3 Důkazy matematických vět 4 4 Doporučená literatura 7 Definice 1.1 Výrokem rozumíme každé sdělení, o kterém má smysl uvažovat, zda je, či není pravdivé, a přitom může nastat pouze jedna z těchto možností. Definice 1.2 Výrok, který neobsahuje žádnou vlastní část, která by sama o sobě byla výrokem, se nazývá atomární. Ostatní výroky nazýváme složené. Pravdivostní hodnoty pravdivý výrok 1 nepravdivý výrok 0 ph složeného výroku závisí na ph jeho atomárních výroků a logických spojkách, které obsahuje Logické spojky slouží k tvorbě složených výroků z atomárních podle počtu výroků, ke kterým se spojka váže je dělíme na: unární (např. ), binární (např.,,, ),..., n-ární Výrokový počet teorie, která se zabývá závislostí ph složených výroků na ph výroků skládaných konstanty:,,,,, (, ),... výrokové proměnné: A, B, C,...

Formule výrokové logiky Definice 1.3 Formulí výrokové logiky chápeme: a) každou výrokovou proměnnou; b) slova A, A B, A B, A B, A B, pokud slova A a B jsou FVL; c) každé slovo, které získáme jako v a) nebo b) konečným počtem kroků. Příklad 1.1 (A B) C je FVL A (B C) není FVL Ohodnocování FVL používá se tzv. tabulková metoda FVL s n výrokovými proměnnými tabulka s 2 n řádky A B A A B A B A B A B 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 log. spojka Negace Konjunkce Disjunkce Implikace Ekvivalence ph vzniklého výroku ph( A) = 1 ph(a) ph(a B) = ph(a)ph(b) ph(a B) = ph(a) + ph(b) ph(a)ph(b) ph(a B) = 1, pokud ph(a) ph(b) ph(a B) = 1, pokud ph(a) = ph(b) Tautologie Definice 1.4 FVL, která při libovolném ohodnocení svých výrokových proměnných nabývá ph 1, se nazývá tautologie. Příklady tautologií A A (A A) ( A) A (zákon vyloučeného třetího) (zákon sporu) (zákon dvojí negace) 2

(A B) (B A) (A B) (B A) (A B) ( B A) A [A (A B)] (zákon komutativity konjunkce) (zákon komutativity disjunkce) (zákon kontrapozice) (zákon absorpce) [(A B) (B C)] (A C) (zákon tranzitivity implikace) 2 Predikátová logika Výrokové formy Definice 1.5 Výrokovou formou rozumíme každé sdělení obsahující proměnné, které se stane výrokem po dosazení konstant z oborů proměnnosti za všechny proměnné. Příklad 1.2 U(x, y) : (x 2 < y + 1; x, y N) V (x, y, z) : (x je násobkem y + z; x, z Z y N) W (x, y, z) : ((x 2 < y + 1) (x je násobkem y + z); x Z, y, z N) Další možnost, jak z výrokové formy vytvořit výrok, je vázat proměnné VF tzv. kvantifikátory. Obecná kvantifikace Definice 1.6 Obecný výrok příslušný k dané VF V (x) s jednou proměnnou je výrok xv (x), který je pravdivý právě když po dosazení libovolné konstanty z oboru proměnnosti do VF dostaneme pravdivý výrok.... obecný kvantifikátor Příklad 1.3 ph ( x(x 2 > 0; x R)) = 0 3

Existenční kvantifikace Definice 1.7 Existenční výrok příslušný k dané VF W (x) s jednou proměnnou je výrok xw (x), který je pravdivý právě když existuje alespoň jedna konstanta x z oboru proměnnosti taková, že W (x) je pravdivý výrok.... existenční kvantifikátor Příklad 1.4 ph ( x((x 6) (x 3 + 8 = 0); x Z)) = 1 Kvantifikace VF s více proměnnými V (x 1, x 2,..., x n ) VF s proměnnými x 1, x 2,..., x n současným vázáním každé z proměnných jedním z kvantifikátorů, získáme z V (x 1, x 2,..., x n ) výrok celkem tedy takto můžeme z V (x 1, x 2,..., x n ) získat 2 n n! výroků pořadí při kvantifikaci jednotlivých proměnných VF má vliv na pravdivostní hodnotu získaného výroku Příklad 1.5 x y(v (x, y)) y x(v (x, y)) x y(v (x, y)) y x(v (x, y)) jsou tautologie predikátového počtu (klasické dvouhodnotové logiky) Kvantifikace VF s více proměnnými V (x 1, x 2,..., x n ) VF s proměnnými x 1, x 2,..., x n současným vázáním každé z proměnných jedním z kvantifikátorů, získáme z V (x 1, x 2,..., x n ) výrok celkem tedy takto můžeme z V (x 1, x 2,..., x n ) získat 2 n n! výroků pořadí při kvantifikaci jednotlivých proměnných VF má obecně vliv na pravdivostní hodnotu získaného výroku Příklad 1.6 V (x, y) : (log(x 1) = y; x (1, + ), y R) ph ( x y V (x, y)) = 1 ph ( y x V (x, y)) = 0 4

3 Důkazy matematických vět Většina matematických tvrzení je ve tvaru implikace (jestliže..., pak... ) nebo ekvivalence (... právě když... ) Příklad 1.7 Je-li n sudé číslo, pak je dělitelné dvěma. Trojúhelník ABC, v němž AB = c, BC = a, CA = b, je pravoúhlý s přeponou AB právě když a 2 + b 2 = c 2. (A B) [(A B) (B A)] je tautologie. Jinými slovy: Tvrzení ve tvaru ekvivalence je pravdivé právě když jsou současně pravdivé obě jeho dílčí implikace. B A je tzv. věta obrácená k větě A B, kde A, B jsou libovolné formule výrok. nebo pred. počtu B A je tzv. věta obměněná k větě A B, kde A, B jsou libovolné formule výrok. nebo pred. počtu Přímý důkaz Ověřujeme pravdivost tvrzení A B Využíváme přitom zákona tranzitivity implikace ve zobecněném tvaru [(A 1 A 2 ) (A 2 A 3 ) (A n 1 A n )] (A 1 A n ), n 2 Přímý důkaz Příklad 1.8 Tvrzení: Je-li U vnitřním bodem trojúhelníka ABC, pak platí AU + BU + CU > s, kde s je polovina obvodu ABC. Důkaz: A 1 : U je vnitřním bodem trojúhelníka ABC. A 2 : U neleží na žádné ze stran AB, BC, CA. 5

C A 3 : Pro body A, B, C, U platí nerovnosti U AU + UB > AB, A B BU + UC > BC, CU + UA > CA. Obr. 1 A 4 : Pro body A, B, C, U platí AU + BU + CU > s. Důkaz matematickou indukcí Speciální typ přímého důkazu Princip matematické indukce Necht V (x) je VF s oborem proměnnosti N, V (1) je pravdivý výrok, pravdivost V (k) implikuje pravdivost V (k + 1) pro každé k 1. Pak V (n) je pravdivý výrok pro každé n N. Důkaz matematickou indukcí Příklad 1.9 Tvrzení: Platí, že 6 n 3 n pro každé n N. Důkaz: Označme V (x) : (6 x 3 x; x N). V (1) je pravdivý výrok. Necht V (k) je pravda pro nějaké přirozené k 1. Pak ale (k + 1) 3 (k + 1) = k 3 k + 3k(k + 1) a protože 6 3k(k + 1) a podle předchozího předpokladu i 6 k 3 k, je i V (k + 1) pravdivý výrok. Důkaz sporem Ověřujeme pravdivost tvrzení A B. (A B) (A B) je tautologie. 6

Idea: Dokážeme-li, že ph((a B) C) = 1 v situaci, kdy ph(c) = 0, musí platit, že ph(a B) = 0. Odtud ph( (A B)) = 1. Tzn. ph(a B)) = 1. Jinými slovy: Dojdeme-li z předpokladu A B k nějakému nepravdivému důsledku, pak tento předpoklad nemůže být pravdivý, tedy jeho negace, která je logicky ekvivalentní s A B, musí být pravdivý výrok. Důkaz sporem Příklad 1.10 Tvrzení: Existuje nekonečně mnoho prvočísel. (Jestliže prvočíslo je přirozené číslo mající pouze dva dělitele, sebe sama a jedničku, pak takových čísel je nekonečně mnoho.) Důkaz (Aristoteles): A: Prvočíslo je přirozené číslo mající pouze dva dělitele, sebe sama a jedničku. B: Prvočísel je nekonečně mnoho. Předpokládejme, že by existovalo pouze konečně mnoho prvočísel. Uvažujme jejich součin a přičtěme k němu jedničku. Toto číslo nebude dělitelné žádným z existujících prvočísel (zbytek 1), tedy bude mít pouze dva dělitele, sama sebe a jedničku. Nutně se potom ale musí jednat o prvočíslo. Což je spor s naším předpokladem. 4 Doporučená literatura 7

Reference [1] Bican, L. Lineární algebra SNTL Praha, 1972. [2] Bican, L. Lineární algebra v úlohách SPN Praha, 1979. [3] Birkhoff, G., Mac Lane, S. Algebra The Macmillan Company New York, 1968. [4] Hort, D., Rachůnek, J. Algebra I VUP Olomouc, 2003. Reference [1] Halaš, R., Chajda, I. Cvičení z algebry VUP Olomouc, 1999. [2] Katriňák, T. Algebra a teoretická aritmetika (1) Alfa Bratislava, 1985. [3] Krutský, F. Algebra I UP Olomouc, 1995. 8