přednáška 2 Marie Duží

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

Přednáška 2: Formalizace v jazyce logiky.

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

teorie logických spojek chápaných jako pravdivostní funkce

Výroková logika - opakování

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

Výroková logika. Sémantika výrokové logiky

Logika. 1. Úvod, Výroková logika

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

Formální systém výrokové logiky

Výroková logika. Teoretická informatika Tomáš Foltýnek

LOGIKA VÝROKOVÁ LOGIKA

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

Okruh č.3: Sémantický výklad predikátové logiky

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

Úvod do informatiky. Miroslav Kolařík

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

Základy logiky a teorie množin

Marie Duží

Úvod do TI - logika Výroková logika - pokračování (3.přednáška) Marie Duží

Matematická logika. 1

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

Klasická výroková logika - tabulková metoda

Kapitola Výroky

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

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

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

Základní pojmy matematické logiky

Matematika pro informatiky KMA/MATA

Výroková logika syntaxe a sémantika

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

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

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

Sémantika výrokové logiky. Alena Gollová Výroková logika 1/23

Systém přirozené dedukce výrokové logiky

Marie Duží

Logika. 6. Axiomatický systém výrokové logiky

Spojování výroků (podmínek) logickými spojkami

Výroková a predikátová logika - II

Logika pro informatiky (a příbuzné obory)

Přednáška 3: rozhodování o platnosti úsudku

2.2 Sémantika predikátové logiky

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

Normální formy. (provizorní text)

Základy informatiky. Výroková logika

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

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

Predikátová logika. Teoretická informatika Tomáš Foltýnek

ZÁKLADY LOGIKY A METODOLOGIE

Úvod do logiky (VL): 4. Zjištění průběhu pravdivostních hodnot formule tabulkovou metodou

Matematická logika. Miroslav Kolařík

Výroková logika. p, q, r...

Inteligentní systémy (TIL) Marie Duží

7 Jemný úvod do Logiky

Výroková a predikátová logika - II

Matematická logika. Rostislav Horčík. horcik

Sémantika predikátové logiky

Predikátová logika. prvního řádu

V této výukové jednotce se student seznámí se základními pojmy a algoritmy ve výrokové logice.

Výroková a predikátová logika - II

Matematická indukce, sumy a produkty, matematická logika

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

1 Úvod do matematické logiky

výrok-každésdělení,uněhožmásmyslseptát,zdaječinenípravdivé, aproněžprávějednaztěchtodvoumožnostínastává.

6. Logika a logické systémy. Základy logiky. Lucie Koloušková, Václav Matoušek / KIV. Umělá inteligence a rozpoznávání, LS

Rejstřík. anotace 167 krok 167 nepřímý 169 podmiňovaný 181 rezolucí 210 rozborem případů 170 sporem 170 z hypotéz 167 z předpokladů 167 Duns Scotus 79

0. ÚVOD - matematické symboly, značení,

Logika a logické programování

Výroková a predikátová logika - VII

Predikátová logika [Predicate logic]

λογος - LOGOS slovo, smysluplná řeč )

Logika Libor Barto. Výroková logika

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

Úvod do logiky (VL): 11. Ověřování, zda je formule tautologií metodou protipříkladu

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

Úvod do logiky (VL): 3. Jazyk VL

4.2 Syntaxe predikátové logiky

1 Pravdivost formulí v interpretaci a daném ohodnocení

Úvod do výrokové a predikátové logiky

Úvod do teoretické informatiky

1. Matematická logika

Matematická logika. Rostislav Horčík. horcik

Matematická logika. Miroslav Kolařík

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

Cvičení 4. negace konjunkce disjunkce implikace ekvivalence. a) Najděte UDNF, UKNF a stanovte log. důsledky. 1) [p (p q)] [( p q) (q p)]

Booleovská algebra. Pravdivostní tabulka. Karnaughova mapa. Booleovské n-krychle. Základní zákony. Unární a binární funkce. Podmínky.

Sémantika výrokové logiky

Výroková a predikátová logika - IX

1. Matematická logika

M - Výroková logika VARIACE

Binární logika Osnova kurzu

Úvod do logiky (PL): sémantika predikátové logiky

Úvod do TI - logika 1. přednáška. Marie Duží

Vyrokova logika. Zakladnim pojmem vyrokove logiky je vyrok.

1. MATEMATICKÁ LOGIKA A MNOŽINY

Logický důsledek. Petr Kuchyňka

Výroková a predikátová logika - VII

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

Výroková logika Pojem, soud, úsudek, jazyk.

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

Transkript:

Logika v praxi přednáška 2 Marie Duží marie.duzi@vsb.cz 1 1

Výroková logika Analyzuje způsoby skládání jednoduchých výroků do výroků složených pomocí logických spojek. Co je to výrok? Výrok je tvrzení, o němž má smysl prohlásit, zda je pravdivé či nepravdivé Princip dvouhodnotovosti tercium non datur dvouhodnotová logika (existují však vícehodnotové logiky, logiky parciálních funkcí, fuzzy logiky,...) Triviální definice? Jsou všechna tvrzení výroky? Ne, nejsou: Francouzský král je holohlavý Přestal jste bít svou ženu? (zkuste odpovědět ano nebo ne, pokud jste nikdy nebyl ženatý nebo nikdy svou ženu nebil) Logika v praxi 2

Výroková logika: sémantický výklad (Sémantika = význam) Výroky dělíme na: Jednoduché žádná vlastní část jednoduchého výroku již není výrokem Složené výrok má vlastní část(i), která je výrokem Princip kompozicionality: význam složeného výroku je funkcí významu jeho složek. Význam jednoduchých výroků redukuje VL na Pravda (1), Nepravda (0). Proto je výroková logika vlastně algebrou pravdivostních hodnot. Logika v praxi 3

Výroková logika: příklady složených výroků V Praze prší a v Brně je hezky. V 1 spojka V 2 Není pravda, že v Praze prší. spojka Výrok Logika v praxi 4

Jazyk výrokové logiky Formální jazyk je zadán abecedou (množina výchozích symbolů) a gramatikou (množina pravidel, která udávají, jak vytvářet Dobře utvořené formule - DUF) Jazyk výrokové logiky abeceda: Výrokové symboly: p, q, r,... (případně s indexy) Symboly logických spojek (funktorů):,,,, Pomocné symboly (závorky): (, ), [, ], {, } Výrokové symboly zastupují elementární výroky Symboly,,,, nazýváme po řadě negace ( ), disjunkce ( ), konjunkce ( ), implikace ( ), ekvivalence ( ). Logika v praxi 5

Jazyk výrokové logiky Gramatika (definuje rekurzivně ě dobře utvořené ř formule DUF) Induktivní definice nekonečné množiny DUF 1. Výrokové symboly p, q, r,... jsou (dobře utvořené) formule (báze definice). 2. Jsou-li výrazy A, B formule, pak jsou (DU) formulemi i výrazy A, A B, A B, A B, A B (indukční krok definice). 3. Jiných formulí výrokové logiky, než podle bodů (1), (2) není. (uzávěr definice). Jazyk výrokové logiky je množina všech dobře utvořených formulí výrokové logiky. Pozn.: Formule dle bodu (1) jsou atomické formule Formule dle bodu (2) jsou složené formule Logika v praxi 6

Výroková logika: Dobře utvořené formule Dohoda: vnější závorky můžeme vybechat Příklad: (p q) p je DUF (vnější závorky vynechány) y) (p ) q není DUF Pro spojky se někdy užívají jiné symboly: Symbol alternativně ------------------------------------,, & ~ Priorita logických spojek:,,,, (v tomto pořadí). Příklad: (p q) p není ekvivalentní p q p! druhá formule je p (q p)! Proto raději nezneužívat priority a psát závorky! Logika v praxi 7

sémantika (význam) formulí Pravdivostní ohodnocení (valuace) výrokových ý symbolů je zobrazení v, které ke každému výrokovému symbolu p přiřazuje pravdivostní hodnotu, tj. hodnotu z množiny {1,0}, která kóduje množinu {Pravda, Nepravda}: {p i } {1,0} Pravdivostní funkce formule výrokové logiky je funkce w, která pro každé pravdivostní ohodnocení v výrokových symbolů p přiřazuje formuli její jí pravdivostní hodnotu. Tato hodnota je určenač induktivně ě takto: Pravdivostní hodnota elementární formule: w p v = v p pro všechny výrokové proměnné ě p. Jsou-li dány pravdivostní funkce formulí A, B, pak pravdivostní funkce formulí A, A B, A B, A B, A B jsou dány následující tabulkou 2.1: Logika v praxi 8

Tabulka 2.1. pravdivostní funkce A B A A B A B A B A B 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 Logika v praxi 9

Formalizace tvrzení v jazyce VL Elementární výroky: překládáme ř symboly p, q, r,... Spojky přirozeného jazyka: překládáme pomocí symbolů pro spojky: Negace: není pravda, že : (unární spojka) Opava není velkoměsto: p Konjunkce: a : (binární, komutativní) spojka; Praha je velkoměsto a 2+2=4: p q Pozor! ne vždy, ne každé a je logická konjunkce. Např. Jablka a hrušky se pomíchaly, Přišel jsem domů a zatopil. Logika v praxi 10

Formalizace tvrzení v jazyce VL Disjunkce: nebo : (binární, komutativní) spojka; Praha nebo Brno je velkoměsto. ( nevylučující se ): p q V přirozeném jazyce často ve smyslu vylučujícím se buď, anebo (Půjdu do školy (a)nebo zůstanu doma.) Vylučující se nebo je non-ekvivalence Má smysl to rozlišovat, např. v otázkách. Q: Je Tom docent nebo profesor? A: Ano Q: Je Tom docent, nebo profesor? A: profesor Logika v praxi 11

Spojka implikace jestliže, pak, když, tak, je-li, pak : Když jsem unavený (u), nepracuji (p) : u p (binární, nekomutativní) spojka; První člen implikace je antecedent, druhý konsekvent. Implikace (ani žádná jiná spojka) nepředpokládá žádnou obsahovou souvislost mezi antecendentem a konsekventem, proto bývá někdy nazývána materiálová implikace (středověk suppositio materialis ). Implikace tedy (na rozdíl od častých případů vpřirozeném jazyce) nezachycuje ani příčinnou ani časovou vazbu. Jestliže 1+1=2, pak železo je kov (pravdivý výrok): p q Jestliže existují ufoni, tak jsem papež : p r (co tím chce dotyčný říct? Nejsem papež, tedy neexistují ufoni) Logika v praxi 12

Spojka implikace Pozn.: Spojce protože neodpovídá logická spojka implikace! Hokejisté prohráli (p) semifinálový zápas, proto se vrátili (v) z olympiády předčasně : (p v)??? ProtožeP t ž jsem nemocen, zůstal ů jsem doma. n d??? Ale implikace je pravdivá, je-li antecedent nepravdivý. Tedy obě věty by byly v případě, že hokejisté neprohráli nebo nejsem nemocen pravdivé. Ale to neodpovídá jejich významu. Mohli bychom to analyzovat pomocí modus ponens: [p (p q)] q Logika v praxi 13

Spojka ekvivalence Ekvivalence: právě tehdy, když, tehdy a jen tehdy, když, apod., ale ne tehdy, když to je implikace! Řecká vojska vyhrávala boje tehdy (a jen tehdy), když o jejich výsledku rozhodovala fyzická zdatnost : p q Používá se nejčastěji v matematice (v definicích), v přirozeném jazyce řidčeji Příklad: a) Dám ti facku, když mě oklameš okl facka b) Dám ti facku tehdy a jen tehdy, když mě oklameš okl facka Situace: Neoklamal jsem. Kdy mohu dostat facku? Ad a) můžu dostat facku, ad b) nemůžu dostat facku. Logika v praxi 14

Splnitelnost formulí, tautologie, kontradikce, model Model formule A: ohodnocení výrokově logických proměnných p, q, (valuace) v takové, že formule A je v tomto t ohodnocení v pravdivá: w(a) v = 1. Formule je splnitelná, má-li alespoň jeden model Př.: (p q) je splnitelná, má tři modely: a) p=1, q=1 b) p=0, q=1 c) p=0, q=0 Množina formulí {A 1,,A n } je splnitelná, existuje-li ohodnocení v, které je modelem každé formule A i, i = 1,...,n. Př.: Nesplnitelné množiny formulí: {p, p}, {(p q), q, q p} Logika v praxi 15

Splnitelnost formulí, tautologie, kontradikce, model Formule A je tautologie, značíme = A, je-li každé ohodnocení v jejím modelem Př.: = (p p), = (p p), = [((p q) q) p] Formule je nesplnitelná (kontradikce), nemá-li žádný model (např. formule tvaru A A) Př. Kontradikce: (p p), ) [(p q) ) q p] ] Logika v praxi 16

Splnitelnost, tautologie, kontradikce Př.: Formule A: (p q) (p q) Formule A je tautologie, A kontradikce, formule (p q), (p q) )jsou splnitelné. l p q p q p qq (p q) (p q) (p q) A 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 Logika v praxi 17

Výrokově logické vyplývání Formule A výrokově logicky vyplývá z množiny formulí M, značíme M = A, jestliže A je pravdivá v každém modelu množiny M. Poznámka: Okolnosti (definice 1) jsou zde mapovány jako ohodnocení (Pravda - 1, Nepravda - 0) elementárních výroků: Za všech okolností (při všech ohodnoceních), kdy yjsou pravdivé předpoklady, p je pravdivý i závěr Logika v praxi 18

Příklady: Logické vyplývání Je doma (d) nebo šel na pivo (p) Je-li doma (d), pak nás očekává (o) Jestliže nás neočekává, pak šel na pivo p. d, p, o d p, d o = o p 1 1 1 1 1 1 závěr je 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 pravdivý 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 ve všech čtyřech 0 1 0 1 1 1 modelech 0 0 1 0 1 1 předpokladů 0 0 0 0 1 0 Logika v praxi 19

Příklady: Logické vyplývání Je doma (d) nebo šel na pivo (p) Je-li doma (d), pak nás očekává (o) Jestliže nás neočekává, pak šel na pivo p. d p, d o = o p Tabulka má 2 n řádků! Proto důkaz sporem: Předpokládejme, že úsudek není platný. Pak tedy mohou být všechny předpoklady pravdivé a závěr nepravdivý: d p, d o = o o p 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 spor 20

(Výrokově) logické vyplývání Všechny úsudky se stejnou logickou formou jako platný úsudek jsou platné: d p, d o = o p Za proměnné d, p, o můžeme dosadit kterýkoli elementární výrok: Hraje na housle nebo se učí. Jestliže hraje na housle, pak hraje jako Kubelík. Tedy Jestliže nehraje jako Kubelík, pak se učí. Platný úsudek stejná logická forma Logika v praxi 21

Varianta stejné logické formy V programu je chyba nebo je problém příliš složitý Je-li v programu chyba, pak bylo zadání špatně formulováno Ale zadání bylo formulováno dobře Tedy, problém je příliš složitý d p, d o = o p d p, d o, o = p p s, p z, z = s Logika v praxi 22

(Výrokově) logické vyplývání P 1,...,P n = Z právě když = (P 1... P n ) Z. Důkaz, že formule je tautologie, nebo že závěr Z logicky vyplývá z předpokladů: Přímo např. ř pravdivostní tabulkou Nepřímo, sporem: ((P 1... P n ) Z), tj. P 1... P n Z je kontradikce, čili množina {P 1,..., P n, Z} je sporná (nekonzistentní, nesplnitelná, nemá model: neexistuje ohodnocení v, ve kterém by byly všechny formule této množiny pravdivé) Logika v praxi 23

Důkaz tautologie = ((p q) q) ) p Sporem: ((p q) q) p negovaná f. musí být kontradikce 1 1 1 1 0 1 1 pokus, zda může být 1 spor Při žádném ohodnocení není negovaná formule pravdivá, tedy původní formule je tautologie Logika v praxi 24