Okruh č.9: sémantické metody dokazování v PL1 model formule Tradiční Aristotelova logika kategorický sylogismus subjekt predikátové výroky

Podobné dokumenty
Úvod do TI - logika Aristotelova logika. Marie Duží

Marie Duží

I) Příklady (převeďte následující věty do formulí PL1 a ověřte jejich ekvivalenci pomocí de Morganových zákonů):

NAIVNÍ TEORIE MNOŽIN, okruh č. 5

Obsah Předmluva Rekapitulace základních pojmů logiky a výrokové logiky Uvedení do predikátové logiky...17

Sylogistika. (FLÚ AV ČR) Logika: CZ.1.07/2.2.00/ / 16

Úvod do TI - logika Predikátová logika 1.řádu (4.přednáška) Marie Duží marie.duzi@vsb.cz

Přednáška 3: rozhodování o platnosti úsudku

Okruh č.3: Sémantický výklad predikátové logiky

Úvod do logiky (PL): logický čtverec

Česká republika - ŽENY

2016 Česká republika ŽENY (aktuální k )

Úvod do TI - logika 1. přednáška. Marie Duží

Matematická logika. Miroslav Kolařík

Predikátová logika. Teoretická informatika Tomáš Foltýnek

Úvod do predikátové logiky. (FLÚ AV ČR) Logika: CZ.1.07/2.2.00/ / 1

Aristotelská logika. Z pohledu klasické výrokové logiky má úsudek:

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

Aristotelská logika. Pojem

Přednáška 2: Formalizace v jazyce logiky.

Úvod do logiky (PL): sémantika predikátové logiky

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

Cvičení 7 - řešení. Vennovy diagramy

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

Úvod do logiky: PL Kategorický sylogismus

Základní pojmy matematické logiky

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

Úvod do logiky (PL): analýza vět přirozeného jazyka

Matematická logika. Rostislav Horčík. horcik

Logický důsledek. Petr Kuchyňka

Premisa Premisa Závěr

Sémantika predikátové logiky

Marie Duží

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

UDL 2004/2005 Cvičení č.6 řešení Strana 1/5

Úvod do logiky (PL): ekvivalence a negace výroků logického

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

2.2 Sémantika predikátové logiky

teorie logických spojek chápaných jako pravdivostní funkce

Logika. 6. Axiomatický systém výrokové logiky

Množinu všech slov nad abecedou Σ značíme Σ * Množinu všech neprázdných slov Σ + Jazyk nad abecedou Σ je libovolná množina slov nad Σ

Marie Duží

1 Lineární prostory a podprostory

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

Výroková logika dokazatelnost

Výroková a predikátová logika - VII

)(x 2 + 3x + 4),

Výroková a predikátová logika - VII

Lineární algebra : Lineární prostor

Predikátová logika [Predicate logic]

Úvod do logiky (VL): 12. Ověřování platnosti úsudků metodou protipříkladu

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

Výroková a predikátová logika - VIII

Logický čtverec. Tradiční logický čtverec

Logika. Akademie managementu a komunikace, Praha PhDr. Peter Jan Kosmály, PhD.

Klasická výroková logika - tabulková metoda

Úvod do logiky. (FLÚ AV ČR) Logika: CZ.1.07/2.2.00/ / 23

2. Množiny, funkce. Poznámka: Prvky množiny mohou být opět množiny. Takovou množinu, pak nazýváme systém množin, značí se

4.2 Syntaxe predikátové logiky

Výroková a predikátová logika - VIII

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...

Výroková a predikátová logika - XIII

Patří-li do množiny A právě prvky a, b, c, d, budeme zapisovat A = {a, b, c, d}.

Úvod do logiky (PL): logický čtverec (cvičení)

Formální systém výrokové logiky

Logika. 5. Rezoluční princip. RNDr. Luděk Cienciala, Ph. D.

Výroková a predikátová logika - IX

Negativní informace. Petr Štěpánek. S použitím materiálu M.Gelfonda a V. Lifschitze. Logické programování 15 1

1 Pravdivost formulí v interpretaci a daném ohodnocení

Výroková a predikátová logika - IX

Predikátová logika (logika predikátů)

Logika a logické programování

Úvod do teoretické informatiky(2017/2018) cvičení 6 1

Výroková logika. Sémantika výrokové logiky

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

KMA/MDS Matematické důkazy a jejich struktura

Formálnílogickésystémy pro aplikaci v informatice Martin Žáček

Výroková a predikátová logika - X

Matematická analýza 1

Věta o dělení polynomů se zbytkem

I. Úvodní pojmy. Obsah

Logika. Akademie managementu a komunikace, Praha PhDr. Peter Jan Kosmály, PhD.

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

Úvod do informatiky. Miroslav Kolařík

Výroková a predikátová logika - II

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

Množiny, základní číselné množiny, množinové operace

Úvod do logiky a logického programování.

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

Testování statistických hypotéz

prof. RNDr. Čestmír Burdík DrCs. prof. Ing. Edita Pelantová CSc. BI-ZMA ZS 2009/2010

Limita a spojitost funkce a zobrazení jedné reálné proměnné

Interpolace, ortogonální polynomy, Gaussova kvadratura

Matematická logika. Rostislav Horčík. horcik

Vektorové podprostory, lineární nezávislost, báze, dimenze a souřadnice

Predikátová logika. prvního řádu

Organizace. Zápočet: test týden semestru (pátek) bodů souhrnný test (1 pokus) Zkouška: písemná část ( 50 bodů), ústní část

Logika. 1. Úvod, Výroková logika

Nerovnice a nerovnice v součinovém nebo v podílovém tvaru

postaveny výhradně na syntaktické bázi: jazyk logiky neinterpretujeme, provádíme s ním pouze syntaktické manipulace důkazy

Transkript:

Okruh č.9: sémantické metody dokazování v PL1 Pomocí metody Vennových diagramů a relačních struktur vytváříme grafický model situace, která je úsudkem vyjádřena. Ověřujeme, zda náš graficky znázorněný model vyjadřuje tu skutečnost, že závěr je pravdivý za všech okolností, za kterých jsou předpoklady pravdivé. Tedy závěr je pravdivý ve všech modelech předpokladů. (Pozn. Srovnej co je to model formule, předpoklad je pochopitelně premisa, tedy formule PL1, viz okruh č. 3) Tradiční Aristotelova logika Tradiční Aristotelova logika je fragment predikátové logiky 1. řádu, který je omezen pouze na jednomístné predikáty. Tato logika byla (v podstatě jako jediná) vyučována ještě v 19. století. Umožňuje kontrolovat správnost zvláštního typu jednoduchého úsudku, který se nazývá kategorický sylogismus. Tyto úsudky zkoumal před více než 2000 lety řecký filosof a zakladatel logiky Aristoteles. Aristotelova logika vznikla kupodivu dříve než výroková logika, kterou zkoumali stoici. Aristotelova logika zkoumá tzv. subjekt predikátové výroky (S-P výroky), kde S i P jsou nějaké vlastnosti (formalizované jako predikáty). Tyto výroky dělí na obecné a částečné, kladné a záporné. SaP Všechna S jsou P SeP Žádné S není P SiP Některá S jsou P SoP Některá S nejsou P Význam zkratek je odvozen z latinského affirmo (tvrdím) a nego (popírám). Platnost Aristotelových sylogismů ověřujeme na základě metody Vennových diagramů, která vychází z naivní teorie množin. Obory pravdivosti predikátů S, P, M zakreslíme jako (vzájemně se protínající) množiny. Poté znázorníme situaci, kdy jsou premisy pravdivé, tj. 1) Vyšrafujeme plochy, které odpovídají prázdným třídám objektů 2) Označíme křížkem plochy, které jsou jistě neprázdné (křížek přitom klademe jen tehdy, když neexistuje jiná plocha, kam by mohl přijít ) Nakonec ověříme, zda vzniklá situace znázorňuje pravdivost závěru. Jinými slovy ověřujeme, zda při předpokladu pravdivosti premis se za žádných okolností nestane, aby závěr nebyl pravdivý. To je totiž jediná situace, kdy by úsudek byl neplatný. Viz definice logic. vyplývání 1

Příklady: Všechny rodinné domy jsou x [R(x) S(x)] soukromým vlastnictvím Některé nemovitosti jsou rodinné domy x [N(x) R(x)] Z: Některé nemovitosti jsou x [N(x) S(x)] soukromým vlastnictvím R S Dle 1. premisy je prázdná množina R / S N Dle druhé premisy je neprázdný průnik R a N uděláme křížek. Důležité je pořadí: nejdřív vyškrtáme prázdné plochy, pak klademe křížek Všichni jezevci jsou sběratelé umění x [J(x) S(x)] Někteří sběratelé umění žijí v norách x [S(x) N(x)] Z: Někteří jezevci žijí v norách x [J(x) N(x)] J S Dle 1. premisy neexistuje jezevec, který není sběratel - šrafujeme?? N Jak však znázorníme pravdivost 2. premisy? Průnik S a N je neprázdný, ale nevíme, kam dát křížek! Úsudek je neplatný 2

Všechna auta jsou dopravní prostředky x [A(x) D(x)] Všechna auta mají volant x [A(x) V(x)] Z: Některé dopravní prostředky mají volant x [D(x) V(x)] 1. Premisa - Plocha A musí být podmnožinou plochy D: šrafujeme A D Dle 2. premisy je plocha A podmnožinou plochy V: šrafujeme Vyhodnotíme závěr: pravdivost není zaručena, křížek v průniku D a V není! Úsudek je neplatný V Všechna auta jsou dopravní prostředky x [A(x) D(x)] Všechna auta mají volant x [A(x) V(x)] Existují auta (implicitní předpoklad) x A(x) Z: Některé dopravní prostředky mají volant x [D(x) V(x)] 1. Premisa - Plocha A musí být podmnožinou plochy D: šrafujeme A D Dle 2. premisy je plocha A podmnožinou plochy V: šrafujeme Vyhodnotíme závěr: pravdivost je zaručena, křížek v průniku D a V je, úsudek je platný V Dle 3. premisy uděláme křížek na plochu A 3

p 1 : Všichni studenti umějí logicky myslet. x [S(x) M(x)] p 2 : Pouze koumáci umějí logicky myslet. x [M(x) K(x)] --------------------------------------------------- ---------------------- z: Všichni studenti jsou koumáci. x [S(x) K(x)] S M K Nyní otestujeme, zda nevyšrafované oblasti vystihují náš závěr. Závěr říká, že všechny prvky ležící v množině S leží taktéž v množině K. To opravdu podle diagramu platí, tedy úsudek je PLATNÝ. p 1 : Všichni studenti logiky se učí logicky myslet. x [P(x) Q(x)] p 2 : Kdo se učí logicky myslet, ten se neztratí. x [Q(x) R(x)] ------------------------------------------------------------------------- z: Někteří studenti logiky se neztratí. x [P(x) R(x)] P Poznámka: V tradiční Aristotelově logice je tento úsudek považován za platný. Avšak, ze všeobecných premis nemůžeme usuzovat na existenci! Nezapomeňte však, že dle Aristotela jsou zde všechny pojmy neprázdné.! R Nyní otestujeme, zda je opravdu úsudek platný či nikoliv. Q Závěr říká, že existuje prvek v průniku množin P a R. Diagram ale toto nepotvrzuje (není křížek), proto úsudek je NEPLATNÝ. 4

Aristotelova logika předpokládá, že každý pojem (predikát) použitý v sylogismu je neprázdný, tedy že existuje aspoň jedno individuum daného universa, které má danou vlastnost vyjádřenou predikátem. Relační struktury Sémantické ověření správnosti úsudku je v predikátové logice rovněž obtížnější než ve VL. Podle definice je úsudek správný, pokud je závěr pravdivý ve všech modelech předpokladů. Problémem v PL 1 je ovšem to, že takovýchto modelů je obecně nekonečně mnoho. Přesto je možno sémanticky ověřit platnost úsudku, a to přímo, nebo nejčastěji sporem (předpokládáme, že může nastat případ, kdy v nějaké interpretaci budou předpoklady pravdivé a závěr nepravdivý a ukážeme, že to možné není). a) Marie má ráda pouze vítěze. Karel je vítěz. Marie má ráda Karla. x [R(M,x) V(x)] V(K) R(M,K) Aby byly předpoklady pravdivé, pak možné interpretace nad množinou individuí D musí mít tvar: M D : Marie, K D : Karel (Pozor! realizací těchto konstant mohou být kterékoli jiné prvky D, třeba α, β, avšak celková úvaha se tím nijak nemění.) R D D D: { <Marie, i 1 >, <Marie, i 2 >,, <Marie, i n > } V D D : { i 1, i 2,, Karel,, i n } Vidíme, že závěr nevyplývá, neboť není zaručeno, že relace R D bude obsahovat dvojici <Marie, Karel>. Úsudek ilustruje poměrně častou chybu, které se můžeme v argumentaci dopustit. Z platnosti nutné podmínky nějakého tvrzení usuzujeme na pravdivost tohoto tvrzení. V našem příkladě je podmínka být vítězem pouze nutná, ne však dostatečná pro to, aby Marie měla dané individuum ráda (vítězové tedy mohou být i taková individua, která Marie nemá ráda). b) Marie má ráda pouze vítěze. Karel není vítěz. Marie nemá ráda Karla. x [R(M,x) V(x)] V(K) R(M,K) 5

Aby byly předpoklady pravdivé, pak možné interpretace nad množinou individuí D musí mít tvar: R D D D: { <Marie, i 1 >, <Marie, i 2 >,, <Marie, i n > } V D D : { i 1, i 2,, Karel,, i n } individuum Karel neleží v množině V D, tedy Karel se nerovná žádnému z individuí i 1, i 2,,i n, které jsou v relaci R D s individuem Marie. Vidíme, že závěr vyplývá, neboť je zaručeno, že relace R D nemůže obsahovat dvojici <Marie, Karel>. Kdo zná Marii i Pavla, ten Marii lituje. Někteří nelitují Marii, ačkoliv ji znají. Někdo zná Marii, ale ne Pavla. x ( [Z(x,M) Z(x,P)] L(x,M) ) x [ L(x,M) Z(x,M) ] x [Z(x,M) Z(x,P) ] Provedeme důkaz sporem, tedy budeme předpokládat, že nastane v nějaké interpretaci případ, kdy jsou předpoklady pravdivé a závěr nepravdivý, tedy je pravdivá formule x [Z(x,M) Z(x,P)]. Aby byly předpoklady pravdivé, pak možné interpretace nad množinou individuí D musí mít tvar: Z D D D: { <i 1,Marie >, <i 2,Marie >,, <i n,marie >,,<α,marie > <i 1,Pavel >, <i 2,Pavel>,, <i n,pavel> } c) L D D D: { <i 1,Marie >, <i 2,Marie >,, <i n,marie >,,<α,marie > } První předpoklad tvrdí, že všechna individua, která jsou v relaci Z D s individui Marie i Pavel, nechť to jsou i 1, i 2,,i n, jsou také v relaci L D s individuem Marie. Dle druhého předpokladu existuje nějaké individuum, nechť je to α, které je v relaci Z D spolu s Marií, ale tato dvojice není v relaci L D. Tedy α nemůže být jedno z individuí i 1,,i n. Je-li nyní pravdivá formule x [Z(x,M) Z(x,P)], pak to znamená, že všechna taková individua i j, která tvoří dvojici <i j,marie> v Z D (tj. také individuum α), musí tvořit dvojici <i j,pavel>, která rovněž leží v Z D. To však není možné, protože <α,pavel> neleží v Z D. 6