Ongelma 1: Miten luonnollisen kielen ilmaisut muutetaan määrämuotoisiksi eli formalisoidaan?



Samankaltaiset tiedostot

HY / Matematiikan ja tilastotieteen laitos Johdatus logiikkaan I, syksy 2018 Harjoitus 4 Ratkaisuehdotukset

Modus Ponens. JosAjaA B ovat tosia, niin välttämättä myösb on tosi 1 / 15. Modus Ponens. Ketjusääntö. Päättelyketju.

-Matematiikka on aksiomaattinen järjestelmä. -uusi tieto voidaan perustella edellisten tietojen avulla, tätä kutsutaan todistamiseksi

Loogiset konnektiivit

Johdatus logiikkaan I Harjoitus 4 Vihjeet

1 Logiikkaa. 1.1 Logiikan symbolit

T Logiikka tietotekniikassa: perusteet Kevät 2008 Laskuharjoitus 5 (lauselogiikka ) A ( B C) A B C.

Induktio kaavan pituuden suhteen

Matematiikan peruskäsitteitä

LOGIIKKA johdantoa

Lauselogiikka Tautologia

Kirjoita käyttäen propositiosymboleita, konnektiiveja ja sulkeita propositiologiikan lauseiksi:

Tehtävä 1. Päättele resoluutiolla seuraavista klausuulijoukoista. a. 1 {p 3 } oletus. 4 {p 1, p 2, p 3 } oletus. 5 { p 1 } (1, 2) 7 (4, 6)

Diskreetit rakenteet. 3. Logiikka. Oulun yliopisto Tietojenkäsittelytieteiden laitos 2015 / 2016 Periodi 1

HY / Matematiikan ja tilastotieteen laitos Johdatus logiikkaan I, syksy 2018 Harjoitus 5 Ratkaisuehdotukset

Toinen muotoilu. {A 1,A 2,...,A n,b } 0, Edellinen sääntö toisin: Lause 2.5.{A 1,A 2,...,A n } B täsmälleen silloin kun 1 / 13

Totuusjakaumat. Totuusjakauma eli valuaatio v on kuvaus v : {p 0, p 1, p 2,...} {0, 1}. Käytämme jatkossa joukolle {0, 1} merkintää B.

Ratkaisu: Yksi tapa nähdä, että kaavat A (B C) ja (A B) (A C) ovat loogisesti ekvivalentit, on tehdä totuustaulu lauseelle

Ratkaisu: Käytetään induktiota propositiolauseen A rakenteen suhteen. Alkuaskel. A = p i jollain i N. Koska v(p i ) = 1 kaikilla i N, saadaan

Pikapaketti logiikkaan

T Kevät 2005 Logiikka tietotekniikassa: erityiskysymyksiä I Kertausta Ratkaisut

Johdatus logiikkaan 1

Todistusteoriaa. Kun kielen syntaksi on tarkasti määritelty, voidaan myös määritellä täsmällisesti, mitä pätevällä päättelyllä tarkoitetaan.

13. Loogiset operaatiot 13.1

FI3 Tiedon ja todellisuuden filosofia LOGIIKKA. 1.1 Logiikan ymmärtämiseksi on tärkeää osata erottaa muoto ja sisältö toisistaan:

811120P Diskreetit rakenteet

13. Loogiset operaatiot 13.1

Konnektiivit. On myös huomattava, että vain joillakin luonnollisen kielen konnektiiveilla on vastineensa lauselogiikassa.

Nimitys Symboli Merkitys Negaatio ei Konjuktio ja Disjunktio tai Implikaatio jos..., niin... Ekvivalenssi... jos ja vain jos...

Ilpo Halonen Päätelmistä ja niiden pätevyydestä. Luonnehdintoja logiikasta 1. Johdatus logiikkaan. Luonnehdintoja logiikasta 2

Kesälukio 2000 PK2 Tauluharjoituksia I Mallivastaukset

T Syksy 2004 Logiikka tietotekniikassa: perusteet Laskuharjoitus 2 (opetusmoniste, lauselogiikka )

Johdatus logiikkaan 1

T Kevät 2009 Logiikka tietotekniikassa: perusteet Laskuharjoitus 2 (lauselogiikka )

1 Johdanto, Tavoitteet 2. 2 Lähteitä 2. 3 Propositiologiikkaa 2. 4 Karnaugh'n kartat Predikaattilogiikkaa Relaatiot 42.

TIEA241 Automaatit ja kieliopit, syksy Antti-Juhani Kaijanaho. 8. syyskuuta 2016

Johdatus logiikkaan (Fte170)

Tietotekniikka ja diskreetti matematiikka

Propositiot: Propositiot ovat väitelauseita. Totuusfunktiot antavat niille totuusarvon T tai E.

5.1 Semanttisten puiden muodostaminen

Ratkaisu. Ensimmäinen kuten P Q, toinen kuten P Q. Kolmas kuten P (Q R):

Logiikka. Kurt Gödel ( )

Insinöörimatematiikka A

1. Logiikan ja joukko-opin alkeet

Luonnollisen päättelyn luotettavuus

Opintomoniste logiikan ja joukko-opin perusteista

T kevät 2007 Laskennallisen logiikan jatkokurssi Laskuharjoitus 1 Ratkaisut

Todistusmenetelmiä Miksi pitää todistaa?

LOGIIKAN PERUSKURSSI. Veikko Rantala Ari Virtanen

Logiikka 1/5 Sisältö ESITIEDOT:

Logiikan kertausta. TIE303 Formaalit menetelmät, kevät Antti-Juhani Kaijanaho. Jyväskylän yliopisto Tietotekniikan laitos.

Lisää kvanttoreista ja päättelyä sekä predikaattilogiikan totuustaulukot 1. Negaation siirto kvanttorin ohi

ALGORITMI- MATEMATIIKKA. Keijo Ruohonen

Kieli merkitys ja logiikka

Tekijä Pitkä Matematiikka 11 ratkaisut luku 1

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet

Matematiikan perusteista logiikkaa ja joukko-oppia LaMa 1U syksyllä 2010

LOGIIKKA, TIETÄMYS JA PÄÄTTELY

3. Predikaattilogiikka

MAT Laaja Matematiikka 1U. Hyviä tenttikysymyksiä T3 Matemaattinen induktio

missä on myös käytetty monisteen kaavaa 12. Pistä perustelut kohdilleen!

Matematiikan peruskäsitteitä

T Syksy 2004 Logiikka tietotekniikassa: perusteet Laskuharjoitus 12 (opetusmoniste, kappaleet )

Logiikka I. Kaarlo Reipas 17. huhtikuuta 2012 Ψ. Tämä materiaali on vielä keskeneräinen. 1 Johdanto Mitä logiikka on?... 3

815338A Ohjelmointikielten periaatteet

Lujuusopin jatkokurssi IV.1 IV. KUORIEN KALVOTEORIAA

Taulumenetelmä modaalilogiikalle K

Aaro rakastaa Inkaa tai Ullaa

1 Johdanto Esimerkkejä loogisesta päättelystä... 3

T Syksy 2005 Logiikka tietotekniikassa: perusteet Laskuharjoitus 8 (opetusmoniste, kappaleet )

Tehtäväsarja I Seuraavissa tehtävissä harjoitellaan erilaisia todistustekniikoita. Luentokalvoista 11, sekä voi olla apua.

Approbatur 3, demo 1, ratkaisut A sanoo: Vähintään yksi meistä on retku. Tehtävänä on päätellä, mitä tyyppiä A ja B ovat.

Johdatus modaalilogiikkaan. Veikko Rantala Ari Virtanen

Tietojenkäsittelyn perusteet Lasse Lensu

Matematiikan tukikurssi

Vapaa matikka. Lukuteoria ja logiikka (MAA11) How often have I said to you that when you have eliminated the impossible,

Kieli merkitys ja logiikka. Luento 6: Merkitys ja kieli

T Logiikka tietotekniikassa: perusteet Kevät 2008 Laskuharjoitus 11 (predikaattilogiikka )

MAA11 - Lukuteoria ja logiikka

Monisteen Rantala & Virtanen, Logiikkaa: teoriaa ja sovelluksia harjoitustehtävät.

Vapaa matikka. MAA11 Lukuteoria ja logiikka. Sisältö on lisensoitu avoimella CC BY 4.0 -lisenssillä.

LAUSELOGIIKKA. 1 Lauselogiikan kieli. 1.1 Lauselogiikan aakkosto. atomiset lauseet: A,A 1,A 2,...,B,B 1,...,C, Lauselogiikan kieli

Predikaattilogiikan malli-teoreettinen semantiikka

Jorma Merikoski Ari Virtanen Pertti Koivisto. Johdatus diskreettiin matematiikkaan

TAMPEREEN YLIOPISTO Pro gradu -tutkielma. Heidi Luukkonen. Sahlqvistin kaavat

missä on myös käytetty monisteen kaavaa 12. Pistä perustelut kohdilleen!

Lause on validi eli tautologia jos se on tosi kaikissa malleissa P P Jokainen validi lause on loogisesti ekvivalentti arvon T kanssa

Merkitys, totuus ja kielto

Laboratoriotyön sisältö. Pareittain tehtävä laboratoriotyö Vaatimukset: Laboratoriotyöskentely Loppuraportti (1 raportti/työ)

Predikaattilogiikkaa

b) Määritä myös seuraavat joukot ja anna kussakin tapauksessa lyhyt sanallinen perustelu.

TIEA241 Automaatit ja kieliopit, kevät 2011 (IV) Antti-Juhani Kaijanaho. 31. maaliskuuta 2011

T Kevät 2006 Logiikka tietotekniikassa: perusteet Laskuharjoitus 8 (opetusmoniste, kappaleet )

Matematiikan tukikurssi

Valitse vain 6 tehtävää! Kaikkiin tehtäviin tarvittavat välivaiheet esille!

Jyväskylän yliopisto. Yhteiskuntatieteellinen tiedekunta. Yhteiskuntatieteiden ja filosofian hakukohde: valintakoe 31.5.

Logiikkaa Matematiikan mestariluokka, kevät 2010 Harjoitus 1a ( )

Transkriptio:

Ongelma 1: Miten luonnollisen kielen ilmaisut muutetaan määämuotoisiksi eli fomalisoidaan? 2012-2013 Lasse Lensu 2

Ongelma 2: Mitä ovat oositiologiikka, lauselogiikka ja nollannen ketaluvun logiikka? 2012-2013 Lasse Lensu 3

Ongelma 3: Miten äättelyä voi suoittaa matemaattisesti? Voiko äättelyn automatisoida? 2012-2013 Lasse Lensu 4

Logiikka tutkii sanallisten tai fomaalisten väittämien ja äätelmien sääntöjä. Jotta matemaattista logiikkaa voidaan soveltaa, niin luonnollisen kielen vasin vaaamuotoiset ilmaisut on taeen muuttaa määämuotoisiksi eli fomaaleiksi. Päättelymenetelmät ovat eilaisia ja logiikan ominaisuudet ajoittavat menetelmien soveltamista käytäntöön. 2012-2013 Lasse Lensu 5

Tietojenkäsittelyn eusteet I Poositiologiikka ja äättely 2012-2013 Lasse Lensu 6

Poositiologiikka ja äättely 2012-2013 Lasse Lensu 7

Logiikka J. Koskinen, Logiikkaa ja Boolen algebat S. Alaoutinen, 2008 Käsitteitä Logiikan konnektiivit Looginen äättely 2012-2013 Lasse Lensu 8

Poositiologiikka Poositiologiikka syn. lauselogiikka, nollannen ketaluvun logiikka on fomaalinen kieli. Yhden väitteen sisältävät luonnollisen kielen lauseet ovat jakamattomia atomilauseita. Loogisilla konnektiiveilla yhdysmekeillä yhdistettyjä atomilauseita kutsutaan oositioiksi; myös atomilauseet ovat oositioita. Päätelmä on ajatuksenkulku, jossa yhdestä tai useasta edellytyksestä alkuoletuksesta, emissistä seuaa yksi tai useami loutulos johtoäätös. Päättelysäännöt määittelevät yksikäsitteisesti: Millainen johtoäätös voidaan tehdä annetuista oletuksista. Onko johtoäätös tosi vai eätosi. 2012-2013 Lasse Lensu 9

Logiikan ja äättelyn idea Atomilauseita mekitään symboleilla esim.,,... Jokaisella atomilauseella tulee olla totuusavo: tosi T, tue/t, 1 tai eätosi E, false/f, 0. Atomilauseista voi akentaa uusia oositioita väittämiä loogisilla konnektiiveilla. Jos emissit tosiksi oletetut väittämät eli alkuoletukset ovat tosia ja käytetään äteviä äättelysääntöjä, niin johtoäätös on oikea. 2012-2013 Lasse Lensu 10

Poositioita Maaallo on litteä ja Kuu kietää Masia Maaallo on yöeä ja Kuu kietää Masia Maaallo on litteä ja Kuu kietää Maata Maaallo on yöeä ja Kuu kietää Maata Maaallo on litteä tai Kuu kietää Maata Maaallo on yöeä ja Kuu ei kieä Masia Maaallo ei ole litteä tai Kuu ei kieä Maata Kuu kietää Maata ja Maa kietää Auinkoa 2012-2013 Lasse Lensu 11

Totuustaulu x y JA Maaallo ei ole yöeä Kuu ei kieä Maata E Maaallo ei ole yöeä Kuu kietää Maata E Maaallo on yöeä Kuu ei kieä Maata E Maaallo on yöeä Kuu kietää Maata T 2012-2013 Lasse Lensu 12

Logiikan konnektiivit Negaatio P ei ole niin, että P NOT Konjunktio PQ P ja Q AND Disjunktio PQ P tai Q OR Konditionaali P Q jos P, niin Q Bikonditionaali P Q P, jos ja vain jos Q Peicen viiva P Q ei P eikä Q NOR Sheffein viiva P Q ei sekä P että Q NAND Poissulkeva disjunktio P Q joko P tai Q XOR 2012-2013 Lasse Lensu 13

Totuustaulut Ei ; ja ; tai : E T E E E E E E T E E T E E T T T E E T E T T T T T T T 2012-2013 Lasse Lensu 14

Konditionaali Jos, niin : Kuu ei kieä Maata E Kuu ei kieä Auinkoa E T Kuu ei kieä Maata E Kuu kietää Auinkoa T T Kuu kietää Maata T Kuu ei kieä Auinkoa E E Kuu kietää Maata T Kuu kietää Auinkoa T T 2012-2013 Lasse Lensu 15

Bikonditionaali, jos ja vain jos : E E T T T E T T E E T E E T E T T T T T 2012-2013 Lasse Lensu 16

Peicen viiva Not OR Ei eikä : E E E T E T T E T E T E T T T E 2012-2013 Lasse Lensu 17

Totuustaulut E E T E T T T E E T T T E E T E T E T E E T T T E E T E T E T E E T T E 2012-2013 Lasse Lensu 18

Sheffein viiva Not AND Ei sekä että : E E E T E T E T T E E T T T T E 2012-2013 Lasse Lensu 19

Totuustaulut E E T E T T T E T T T E E E E E T T T E T T T E 2012-2013 Lasse Lensu 20

Konnektiivien sitovuusjäjestys Vahvin ylhäällä, samanavoiset samalla ivillä ja suoitetaan vasemmalta oikealle: Poositioiden käsittelyssä huomioidaan myös sulkeet. 2012-2013 Lasse Lensu 21

Loogisen äättelyn menetelmät Semanttinen menetelmä vt. mekitys: Totuustaulu Syntaktinen menetelmä vt. kielioi: Poosition sieventäminen Päättelysäännöt Resoluutiomenetelmä: Resoluutioäättelysääntö 2012-2013 Lasse Lensu 22

Käsitteistä Jos oositio on kaikissa taauksissa tosi iiumatta siinä olevien atomilauseiden totuusavoista, kyseessä on tautologia. Jos oositio taas on kaikissa taauksissa eätosi, se on kontadiktio. Muutoin oositio on kontingentti. Jos oositio on tautologia, niin sen esittämä väite on tosi. Tautologisuuden voi osoittaa: semanttisesti totuustaululla tai syntaktisesti sieventämällä oositio todeksi. 2012-2013 Lasse Lensu 23

TAUTOLOGIA E E E E T E T E T T T E E T T T T T T T KONTINGENTTI E E E T E E T E T E T E E E E T T T T T KONTRADIKTIO E E E T T E E E T T E T E E T E T E E T E T T T E T E E 2012-2013 Lasse Lensu 24

Esimekki osoituksesta Osoita totuustaululla, että seuaavista emisseistä voidaan äätellä : Eli emisseistä ja ja seuaa tautologiaksi on osoitettava siten 2012-2013 Lasse Lensu 25

E E E E T T T E T E E T E T T T E T E T E E T E E E T E T T E T E E E T T E E E T T T E T T E T E T T T E T T T E T E T E E T T T T T T T T T T 2012-2013 Lasse Lensu 26

2012-2013 Lasse Lensu 27 Poositioiden sieventämissäännöt T T E E E T T E 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

Esimekki osoituksesta Osoita sieventämällä todeksi, että seuaavista emisseistä voidaan äätellä : Käytetty sääntö numeot edellisellä kalvolla on keottu seuaavassa kunkin ivin loussa. 2012-2013 Lasse Lensu 28

s. 9 s. 7 s. 9 s. 7 s. 7,8 s.4 s. 6 s. 4 s. 6 sulut ois s.11 T s.13 T 2012-2013 Lasse Lensu 29

Pohdittavaa Matematiikassa vilahtelevat usein symbolit ja : Mitä ne oikeastaan takoittavat? Miten eoavat toisistaan ja? Entä ja? 2012-2013 Lasse Lensu 30

Syntaktinen menetelmä Pemissit Σ={ P 1, P 2,..., P n }. Johtoäätös Q. Päättely on ätevä, jos johtoäätös on tosi aina silloin, kun emissitkin ovat tosia: P 1, P 2,..., P n Q. Edellinen takoittaa, että kyseessä on ätevä äättely. P 1, P 2,..., P n Q antaa luvan äätellä Q, jos jokainen P on jo äätelty tai emissi. 2012-2013 Lasse Lensu 31

Esimekki tehtävästä 1.Jos matkauhelinten kysyntä kasvaa, niin yityksen on laajennettava. 2.Jos yitys laajentaa, niin sen on lisättävä työntekijöitä. 3.Matkauhelinten kysyntä kasvaa. 1, 2 ja 3 ovat emissejä, johtoäätös on: Yityksen on lisättävä työntekijöitä. 2012-2013 Lasse Lensu 32

Päättelysäännöt Pemissi tai jo äätelty Voidaan äätellä Lyh. Säännön nimi P, Q PQ KI Konjunktion intoduktio PQ P, Q KE Konjunktion eliminointi P PQ DI Disjunktion intoduktio PQ ja P R ja Q R R DE Disjunktion eliminointi Oletuksesta P voitu äätellä Q P Q II Imlikaation intoduktio P, P Q Q MP Modus Ponens Oletuksesta P voitu äätellä eätosi P NI Negaation intoduktio P, P eätosi NE Negaation eliminointi P Q, Q P MT Modus Tollens 2012-2013 Lasse Lensu 33

Esimekki syntaktisesta menetelmästä Päättele syntaktisesti seuaavista emisseistä: 2012-2013 Lasse Lensu 34

Syntaktinen äättely 1 2 3 4 Rivit 3, 2; Modus Ponens: 5 Rivit 4, 3; Konjunktion Intoduktio: 6 Rivit 5, 1; Modus Ponens: 2012-2013 Lasse Lensu 35

2012-2013 Lasse Lensu 36 Resoluutiomenetelmä { } { } { } { } { } { } i esolventt, 2 klausuuli, klausuuli1,,,,, Klausuulimuoto : c a c b b a c a c b b a c a c b b a c a c b b a

Klausuulimuoto ja sen käyttö Pemissit on sievennettävä muotoon, jossa on vain konnektiiveja disjunktio ja konjunktio: Disjunktiivinen nomaalimuoto DNM: disjunktiot yhdistävät alkeiskonjunktioita. Konjunktiivinen nomaalimuoto KNM: konjunktiot yhdistävät alkeisdisjunktioita. Disjunktion yhdistämät atomilauseet muodostavat klausuulin alkeisdisjunktio, konjunktio eottaa klausuuleita KNM. Pemissien klausuulit kootaan klausuulijoukoksi, josta muodostetaan esolventteja. Resolventit lisätään klausuulijoukkoon. 2012-2013 Lasse Lensu 37

Päättely esoluutiolla Suoa äättely: Muodosta emisseistä klausuulijoukko. Muodosta uusia esolventteja, kunnes haettu tulos on klausuulijoukossa. Ristiiitatodistus osoita, että voidaan äätellä x: Lisää todistettavan negaatio x emissiksi. Muodosta uusia esolventteja kunnes: Syntyy tyhjä joukko Ø väite itää aikkansa. Uusia esolventteja ei enää synny väite ei idä aikkaansa. 2012-2013 Lasse Lensu 38

Esimekki Päättele suoalla esoluutiomenetelmällä seuaavista emisseistä: 2012-2013 Lasse Lensu 39

2012-2013 Lasse Lensu 40 Suoa esoluutio } { : Resolventit }} },{, },{ },{, },{,, Klausuulijoukko :{{ } },{, { : Resolventit }} },{, },{,, Klausuulijoukko :{{ } :{ }, :{ },, :{

Esimekki Osoita istiiitatodistusta käyttäen esoluutiomenetelmällä, että seuaavista emisseistä seuaa : 2012-2013 Lasse Lensu 41

Ristiiitatodistus :{,, } :{, } :{ } Klausuulijoukko: {{,,}, {, }, {}, { }} Resolventit: {, }, {} Klausuulijoukko: {{,,}, {, }, {}, { },{, }, {}} Resolventit: { } Klausuulijoukko: {{,,}, {, }, {}, { },{, }, {}, { }} Resolventit: { } 2012-2013 Lasse Lensu 42

Yhteenveto Luonnollisen kielen väittämät voidaan fomalisoida ja esittää matemaattisen täsmällisinä oositiologiikan lauseina. Logiikan välineillä voidaan muodostaa annetuista väitteistä uusia väitteitä, selvittää uusien lauseiden totuusavoja ja tuottaa johtoäätöksiä. Päättelymenetelmät: Semanttinen menetelmä totuustaulu Syntaktinen menetelmä oosition sieventäminen ja äättelysäännöt Resoluutiomenetelmä esoluutioäättelysääntö 2012-2013 Lasse Lensu 43