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

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


Loogiset konnektiivit

Lauselogiikka Tautologia

FORMAALI SYSTEEMI (in Nutshell): aakkosto: alkeismerkkien joukko kieliopin määräämä syntaksi: sallittujen merkkijonojen rakenne, formaali kuvaus

Kirjoita käyttäen propositiosymboleita, konnektiiveja ja sulkeita propositiologiikan lauseiksi:

Insinöörimatematiikka A

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

LOGIIKKA johdantoa

Pikapaketti logiikkaan

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

811120P Diskreetit rakenteet

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet

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

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)

Logiikka 1/5 Sisältö ESITIEDOT:

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

1 Logiikkaa. 1.1 Logiikan symbolit

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

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

Johdatus logiikkaan I Harjoitus 4 Vihjeet

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

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

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

Johdatus logiikkaan 1

Yhtäpitävyys. Aikaisemmin osoitettiin, että n on parillinen (oletus) n 2 on parillinen (väite).

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

Johdatus logiikkaan 1

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

Todistusmenetelmiä Miksi pitää todistaa?

Johdatus matemaattiseen päättelyyn

Luonnollisen päättelyn luotettavuus

Kesälukio 2000 PK2 Tauluharjoituksia I Mallivastaukset

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

1. Osoita, että joukon X osajoukoille A ja B on voimassa toinen ns. de Morganin laki (A B) = A B.

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

811120P Diskreetit rakenteet

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

Johdatus matematiikkaan

Jokaisen parittoman kokonaisluvun toinen potenssi on pariton.

TIEA241 Automaatit ja kieliopit, kevät 2011 (IV) Antti-Juhani Kaijanaho. 16. maaliskuuta 2011

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

LOGIIKKA, TIETÄMYS JA PÄÄTTELY

Vaihtoehtoinen tapa määritellä funktioita f : N R on

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

Modaalilogiikan täydellisyyslauseesta

Rekursio. Funktio f : N R määritellään yleensä antamalla lauseke funktion arvolle f (n). Vaihtoehtoinen tapa määritellä funktioita f : N R on

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

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

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

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

Opintomoniste logiikan ja joukko-opin perusteista

5.1 Semanttisten puiden muodostaminen

Logiikka. Kurt Gödel ( )

4.3. Matemaattinen induktio

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

Johdatus logiikkaan (Fte170)

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

Ensimmäinen induktioperiaate

Matematiikassa väitelauseet ovat usein muotoa: jos P on totta, niin Q on totta.

English Suomi Osa absurdity mielettömyys 8 ambiguous moniselitteinen, epämääräinen 1 amused huvittunut 21 antecedent etujäsen 1 antireflexive

TAMPEREEN YLIOPISTO Pro gradu -tutkielma. Roosa Niemi. Riippuvuuslogiikkaa

Ensimmäinen induktioperiaate

Matemaattisten työvälineiden täydentäviä muistiinpanoja

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

Vastaoletuksen muodostaminen

13. Loogiset operaatiot 13.1

Miten osoitetaan joukot samoiksi?

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

Ratkaisu: (b) A = x 0 (R(x 0 ) x 1 ( Q(x 1 ) (S(x 0, x 1 ) S(x 1, x 1 )))).

Johdatus matemaattiseen päättelyyn (5 op)

Luonnollisten lukujen ja kokonaislukujen määritteleminen

Tietorakenteet, laskuharjoitus 1,

Insinöörimatematiikka A

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

Tee konseptiin pisteytysruudukko! Muista kirjata nimesi ja ryhmäsi. Lue ohjeet huolellisesti!

Induktiota käyttäen voidaan todistaa luonnollisia lukuja koskevia väitteitä, jotka ovat muotoa. väite P(n) on totta kaikille n = 0,1,2,...

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

13. Loogiset operaatiot 13.1

a k+1 = 2a k + 1 = 2(2 k 1) + 1 = 2 k+1 1. xxxxxx xxxxxx xxxxxx xxxxxx

Induktio kaavan pituuden suhteen

Johdatus matemaattiseen päättelyyn

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

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

DFA:n käyttäytyminen ja säännölliset kielet

Johdatus modaalilogiikkaan. Veikko Rantala Ari Virtanen

Kaikki kurssin laskuharjoitukset pidetään Exactumin salissa C123. Malliratkaisut tulevat nettiin kurssisivulle.

SAT-ongelman rajoitetut muodot

Tietojenkäsittelyteorian alkeet, osa 2

811120P Diskreetit rakenteet

JOHDATUS MATEMATIIKKAAN. Petri Juutinen

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä, todistuksia ym., osa I

4 Matemaattinen induktio

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä, todistuksia ym., osa I

on rekursiivisesti numeroituva, mutta ei rekursiivinen.

Matematiikan mestariluokka, syksy

Diskreetin matematiikan perusteet Laskuharjoitus 1 / vko 8

Perinnöllinen informaatio ja geneettinen koodi.

verkkojen G ja H välinen isomorfismi. Nyt kuvaus f on bijektio, joka säilyttää kyseisissä verkoissa esiintyvät särmät, joten pari

Johdatus matematiikkaan

Transkriptio:

Propositiot: Propositiot ovat väitelauseita. Totuusfunktiot antavat niille totuusarvon T tai E. Perusaksioomat: Laki 1: Kukin totuusfunktio antaa kullekin propositiolle totuusarvoksi joko toden T tai epätoden E (law of excluded middle). Laki 2: Yksittäinen totuusfunktio ei voi antaa samalle propositiolle totuusarvoksi sekä toden T että epätoden E (law of contradiction). Laki 3: Kaikki totuusfunktiot muodostavat yhdistetyn proposition totuusarvon samalla tavalla proposition yksittäisten osien totuusarvojen pohjalta (the law of truth functionality). Aakkosto {P, Q, R,..., P 1, Q 1,...,,,,, } ja kielioppisääntö lauseke = peruspropositio, lauseke (, lauseke,, lauseke, ) (, lauseke,, lauseke, ) (, lauseke,, lauseke, ) (, lauseke,, lauseke, ) peruspropositio = P Q R... P 1 Q 1 R 1... Loogiset operaattorit eli konnektiivit: konjuktio eli ja disjunktio eli tai implikaatio eli jos..., niin... ekvivalenssi eli jos ja vain jos eli negaatio eli ei Perustotuustaulu kuvaa totuusfuntioiden käyttäytymistä yhdistettyjen propositioiden tapauksessa (vrt. laki 3): A B A A B A B A B A B T T E T T T T T E E E T E E E T T E T T E E E T E E T T

aluksi: k = 0, Esimerkki I: ε > 0, 0 itmax < ja u 0 on annettu r = Au k f while ( r > ε) (k < itmax) do u k u k+1 (päivitysalgoritmin soveltaminen) r = Au k+1 f k k + 1 od Tulkinta: annetaan totuusarvot T tai E yksittäisille propositioille arvioidaan lausekkeen totuusarvo totuustaulun avulla A B C (A B) C ((A B) C) ((A B) C) A T T T T E T T T T E T T T T T E T E E E E T E E E T T T E T T E E E T E T E E T T E E E T E E E T E E E E T T E Totuustaulun koko (induktio vrs. rekursio) Jos aakkosto koostuu n:stä alkeismerkistä, on kaikkien k:n mittaisten merkkijonojen yhteismäärä n k. Induktiotodistus: 1 o Jos k = 1 on erilaisia mahdollisuuksia tasan n = n 1 kappaletta. 2 o Induktio-oletus: k:n mittaisia merkkijonoja on n k kappaletta. 3 o Induktioaskel: Liittämällä jokaisen n:n alkeismerkin perään rekursiivisesti kaikki n k k:n mittaista merkkijonoa saadaan n n k = n k+1 kappaletta k + 1:n mittaisia merkkijonoja. (Vertaa yo totuustaulu=

Lausekkeiden luokittelu: 1. Tautologia (tautology, valid proposition) on propositio, joka on totta kaikissa malleissa, esim. A A. 2. Ristiriita (contradiction) on propositio, joka ei ole totta missään mallissa, esim. A A. 3. Kontingentti (contingent) propositio on totta ainakin yhdessä mutta ei kaikissa malleissa, esim. A B. Huomaa, että propositio on kontingentti jos ja vain jos se ei ole tautologia eikä ristiriita. 4. Konsistentit (consistent) eli toteutuvat (satisfiable) propositiot ovat totta ainakin yhdessä mallissa, joten niiden joukko muodostuu tautologioiden ja kontingenttien propositioiden joukkojen yhdisteestä. 5. Kumoutuvat (refutable) propositiot ovat epätosia ainakin yhdessä mallissa, joten niiden joukko muodostuu ristiriitojen ja kontingenttien propositioiden joukkojen yhdisteestä. Luokkien suhteista... Jos P on... niin P on... tautologia ristiriita ristiriita tautologia kontingentti kontingentti konsistentti kumoutuva kumoutuva konsistentti Jos P on... niin P ei ole... tautologia kumoutuva ristiriita konsistentti konsistentti ristiriita kumoutuva tautologia Tautologia Tulkinnasta Riippuva Ristiriita

Semanttinen seuraus: Olkoon olemassa joukko lausekkeita (premissejä) P Lauseke W on P:n semanttinen seuraus, jos W on totta kaikissa niissä malleissa joissa kaikki lausekkeet joukossa P ovat totta. Merkintä P = W Esimerkki: P, P Q = Q: P Q P Q T T T T E E E T T E E T Jos P on totta ja jos P:stä seuraa Q on totta, niin Q:kin on totta. Esimerkki I: (if..., while... ) Jos ( r > ε) (k < itmax), niin silmukka suoritetaan, jolloin u k, r ja k päivittyvät. Ekvivalenttius: Merkintä A B = A B A on totta jos ja vain jos B on totta kaikissa malleissa uudelleenkirjoitussäännöt päättelyn yhteydessä Esimerkki: (P Q) (P Q) P Q P Q Q P Q (P Q) T T T E E T T E E T T E E T T E E T E E T E E T

Formaatti: -esittely: -poisto: A B A -esittely: -poisto: A A Propositiolaskennan päättelysääntöjä 1: P({premissit}) W({seuraukset}), A, B A B sekä A, B B A, sekä -poisto: A, A B, B A B B, A A B sekä A B A, -poisto: A B A B sekä A B B A, -esittely: A B, B A. A B suora johtaminen: P Q P Q Todistus/johtamisstrategioita 1: P, Q, P Q R R P, P Q, Q R Q R P Q, P S, Q T S T Premissien täydennys: P R:n todistuksessa P:n voi ottaa premissiksi, koska P R on aina T kun P on E Vaihtoehtojen läpikäynti: P R:n todistuksessa P:n sisältämät -osat pitää käydä läpi erikseen

Propositiolaskennan päättelysääntöjä 2: Formaatti: sisältököön S kaikki annetut oletukset ja premissit sekä todistuksessa/johdossa jo esiintyneet välitulokset eli kaiken sen, joka kyseisessä vaiheessa on totta -poisto: S, A C, S, B C, A B C -esittely: S, A B A B -esittely: S, A B, S, A B A Todistus/johtamisstrategioita 2: epäsuora johtaminen: A B:llä eli A B:llä ja B A:lla samat tulkinnat P Q (P Q) HUOM: Jos annetut premissit ristiriidassa, mikä tahansa väite totta!!! P, P Q Lemmat: Tosien lauseiden joukon täydentäminen aputuloksilla Oletetaan, että lemma P Q P Q pitää paikkansa. Näytä, että P Q, P R, R (R Q).

Propositiolaskennan päättelysääntöjä 3: idempotenssi: (i) P P P, (ii) P P P, kommutatiivisuus: (i) P Q Q P, (ii) P Q Q P, assosiatiivisuus: (i) (P Q) R P (Q R), (ii) (P Q) R P (Q R), jakautuminen: (i) P (Q R) (P Q) (P R), (ii) P (Q R) (P Q) (P R), de Morgan: (i) (P Q) P Q, (ii) (P Q) P Q, negaatiolakeja: (i) (P Q) P Q, (ii) (P Q) P Q P Q, Propositiolaskenta formaalina systeeminä: täydellisyys: Jos P on joukko lauseita, on formaali systeemi (tulkintansa mukaan) täydellinen, jos semanttinen seuraus P = W implikoi syntaktisen seurauksen P W. johdonmukaisuus: Jos P on joukko lauseita, on formaali systeemi (tulkintansa mukaan) johdonmukainen, jos syntaktinen seuraus P W implikoi semanttisen seurauksen P = W.

PROPOSITIOLASKENTA: Propositio: väittämiä, joihin liitetään totuusarvo T tai E Propositiologiikka: propositioiden muodostama aakkosto sekä niitä yhdistävät konnektiivit, joiden avulla aakkostosta voidaan muodostaa uusia propositioita Terminologiaa: lausekkeiden luokittelu: tautologia (aina T), ristiriita (aina E), kontingentti (molempia T tai E), konsistentti (ainakin kerran T) semanttinen seuraus: A = B tarkoittaa, että B tulkitaan todeksi T aina kun A on tosi ekvivalenttius: A B tarkoittaa, että A :lla ja B :llä on täsmälleen sama tulkinta (eli totuustaulu) Propositiolaskentaa: luonnollinen päättelymakanismi: konnektiivien esittelyn ja poiston määrittävät päättelysäännöt suora johtaminen: oletuksista ja premisseistä haluttuun lopputulokseen epäsuora johtaminen: vastaväitteistä ristiriitaan oletuksien tai premissien kanssa tunnettuja tuloksia: propositiolaskennassa päteviä perustuloksia Johdonmukaisuus ja täydellisyys: propositiolaskennan formaalille systeemille P = W ja P W tarkoittavat samaa asiaa