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

Samankaltaiset tiedostot

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

LOGIIKKA johdantoa

Loogiset konnektiivit

1 Logiikkaa. 1.1 Logiikan symbolit

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

Predikaattilogiikkaa

Tietoteoria. Tiedon käsite ja logiikan perusteita. Monday, January 12, 15

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

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

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

Pikapaketti logiikkaan

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

Lauselogiikka Tautologia

811120P Diskreetit rakenteet

Kesälukio 2000 PK2 Tauluharjoituksia I Mallivastaukset

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

Logiikka 1/5 Sisältö ESITIEDOT:

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

Tieteenfilosofia 3/4. Heikki J. Koskinen, FT, Dos. Helsingin yliopisto / Suomen Akatemia

3. Predikaattilogiikka

Ilpo Halonen 2005 LISÄÄ KIRJALLISUUTTA. 5. Logiikan rooli argumentaatiossa LISÄÄ KIRJALLISUUTTA LISÄÄ KIRJALLISUUTTA. Mitä logiikka on?

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

815338A Ohjelmointikielten periaatteet

MAT Laaja Matematiikka 1U. Hyviä tenttikysymyksiä T3 Matemaattinen induktio

Insinöörimatematiikka A

Johdatus logiikkaan (Fte170)

Luonnollisen päättelyn luotettavuus

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

Jorma Merikoski Ari Virtanen Pertti Koivisto. Johdatus diskreettiin matematiikkaan

Todistamisessa on tärkeää erottaa tapaukset, kun sääntö pätee joillakin tai kun sääntö pätee kaikilla. Esim. On olemassa reaaliluku x, jolle x = 5.

Opintomoniste logiikan ja joukko-opin perusteista

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

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet

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

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

Johdatus logiikkaan I Harjoitus 4 Vihjeet

Matematiikan peruskäsitteitä

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

Perinnöllinen informaatio ja geneettinen koodi.

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

T Kevät 2009 Logiikka tietotekniikassa: perusteet Laskuharjoitus 8 (Predikaattilogiikka )

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

815338A Ohjelmointikielten periaatteet: Logiikkaohjelmointi. Logiikkaohjelmointi

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

Johdatus matematiikkaan

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

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

TAMPEREEN YLIOPISTO Pro gradu -tutkielma. Roosa Niemi. Riippuvuuslogiikkaa

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

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

Kieli merkitys ja logiikka

LOGIIKAN PERUSKURSSI. Veikko Rantala Ari Virtanen

Insidenssifunktioiden teoriaa

Merkitys, totuus ja kielto

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

T Kevät 2005 Logiikka tietotekniikassa: erityiskysymyksiä I Kertausta Ratkaisut

Tieteenfilosofia 4/4. Heikki J. Koskinen, FT, Dos. Helsingin yliopisto / Suomen Akatemia

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

Mika Hirvensalo. Insinöörimatematiikka A 2014

Ensimmäinen induktioperiaate

ja muutamia muita siihen liittyviä termejä TIETEEN TERMIPANKKI Implikaation määritelmä termipankissa

4 Matemaattinen induktio

1 Johdanto Esimerkkejä loogisesta päättelystä... 3

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

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

Ensimmäinen induktioperiaate

Todistusmenetelmiä Miksi pitää todistaa?

LOGIIKKA, TIETÄMYS JA PÄÄTTELY

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

811120P Diskreetit rakenteet

Saatteeksi. Lassi Kurittu

Kirjoita käyttäen propositiosymboleita, konnektiiveja ja sulkeita propositiologiikan lauseiksi:

Ilpo Halonen 2005 LISÄÄ KIRJALLISUUTTA. 11. Tieteenfilosofia ja argumentaatio LISÄÄ KIRJALLISUUTTA. Tieteenfilosofia.

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

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

Logiikka. Kurt Gödel ( )

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

Rakenteiset päättelyketjut ja avoin lähdekoodi

T kevät 2007 Laskennallisen logiikan jatkokurssi Laskuharjoitus 1 Ratkaisut

Argumenteista ja niiden arvioinnista TIES542 Ohjelmointikielten periaatteet, kevät 2016

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

Johdatus logiikkaan 1

Johdatus logiikkaan 1

Matematiikan peruskäsitteitä

Tieteenfilosofia 2/4. Heikki J. Koskinen, FT, Dos. Helsingin yliopisto / Suomen Akatemia

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

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

Yhtälönratkaisusta. Johanna Rämö, Helsingin yliopisto. 22. syyskuuta 2014

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

JOHDANTO KURSSIN AIHEPIIRIIN

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

T Syksy 2004 Logiikka tietotekniikassa: perusteet Laskuharjoitus 7 (opetusmoniste, kappaleet )

Tietotekniikka ja diskreetti matematiikka

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

Lause 5. (s. 50). Olkoot A ja B joukkoja. Tällöin seuraavat ehdot ovat

PROPOSITIOLOGIIKAN RIITTÄMÄTTÖMYYS

Matemaattisten työvälineiden täydentäviä muistiinpanoja

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)

Transkriptio:

LOGIIKKA 1 Mitä logiikka on? päättelyn tiede o oppi muodollisesti pätevästä päättelystä 1.1 Logiikan ymmärtämiseksi on tärkeää osata erottaa muoto ja sisältö toisistaan: sisältö, merkitys: onko jokin premissi totta? => tieto-opin tutkimusaluetta o rinnastus äidinkieleen: mitä jokin lause merkitsee? (semantiikka) Talon takana on koira, joka haukkuu. muotoa, rakenne: onko jokin päätelmä muodollisesti, rakenteellisesti pätevä? => logiikan tutkimusaluetta o rinnastus äidinkieleen: onko jokin lause kieliopillisesti oikein? (syntaksi) Maapallon takana on syylä, joka kauhoo. SIIS: logiikka on päättelyn kielioppia, päättelyn muodon tarkastelua. 1.2 Mikä on päätelmä? päätelmä: kahdesta tai useammasta lauseesta koostuva kokonaisuus, joka etenee oletuslauseista johtopäätökseen premissi: päätelmän oletuslause o pre (lat.) = edessä, ennen o missio (lat.) = lähettää (vrt. missionary (engl.) = lähetystyöntekijä) johtopäätös eli konkluusio: päätelmän lopputulos, joka on johdettu loogisesti eli johdonmukaisesti premisseistä o conclusio (lat.) = päätös

2 Päättelyn lajeja Deduktio Induktio Abduktio Jos premissit ovat tosia, Vaikka premissit olisivat tosia, niin johtopäätös EI Päättelyä aineiston pohjalta niin johtopäätös on välttämättä ole tosi, vaan se parhaaseen selitykseen; välttämättä tosi on tosi vain jollakin valistunut arvaus todennäköisyydellä Johtopäätöksessä EI OLE Johtopäätöksessä ON Johtopäätöksessä ON sellaista informaatiota, jota ei ole premisseissä informaatiota, jota ei ole premisseissä informaatiota, jota ei ole premisseissä HUOM! Logiikassa keskitytään deduktiiviseen päättelyyn, sillä se on päättelyn laji, jossa johtopäätös on välttämättä tosi, jos premissit ovat tosia. Se on yllämainituista päättelyn lajeista ainoa, joka on muodollisesti pätevää. 3 Logiikan lajeja aristoteelinen logiikka eli syllogistiikka: yksinkertaista deduktiivista päättelyä lauselogiikka: lauseiden välisten suhteiden tarkastelua predikaattilogiikka: lauselogiikkaa + lauseiden sisäisten ominaisuuksien ja suhteiden tarkastelua o HUOM! Toisin kuin äidinkielessä, logiikassa predikaatti tarkoittaa ominaisuutta tai suhdetta

4 Aristoteelinen logiikka eli syllogistiikka Syllogismi on loogisen päätelmän muoto, jossa on kolme lausetta: kaksi premissiä ja niistä loogisesti seuraava johtopäätös: Kaikki ihmiset ovat kuolevaisia Sokrates on ihminen Sokrates on kuolevainen Kaikki A on B x on A x on B Aristoteleen syllogistiikka on deduktiivista päättelyä, joka on luonut pohjaa modernille logiikalle. Aristoteelinen logiikka säilyi logiikan pääasiallisena suuntauksena antiikista 1800-luvun lopulle saakka. Aristoteles korostaa logiikkaa osana hyvää argumentaatiota. Näin on edelleenkin, mutta moderni logiikka korostaa logiikkaa enemmän itsenäisenä tutkimuskohteena, jolloin logiikka on alkanut liikkua huomattavasti abstraktimmalla tasolla. Aristoteleelta on peräisin kaksi keskeistä logiikan lakia: Ristiriidan laki ~(A&~A) lause ja sen vastakohta eivät voi olla totta samanaikaisesti o lauseet luokassa on liitutaulu ja luokassa ei ole liitutaulua eivät voi olla totta samanaikaisesti Kolmannen poissuljetun laki (AÚ~A) lause on joko tosi tai epätosi, mitään kolmatta vaihtoehtoa ei ole o lause luokassa on liitutaulu voi olla vain totta tai epätotta; lause ei voi olla puolittain totta tms.

5 Lauselogiikka Lauselogiikka tarkastelee lauseiden välisiä suhteita. Lauselogiikassa formalisoidaan luonnollisen kielen lauseita seuraavasti: aakkosten suurin kirjaimin A, B, C... tai pienin kirjaimin p, q, r... ilmaistaan mitä tahansa mielivaltaisia lauseita: o A = Lehmät lentävät p = Lehmät lentävät o B = Kuu on juustoa q = Kuu on juustoa o C = Ope on kiva r = Ope on kiva Kun luonnollinen kieli käännetään formaalille kielelle, voidaan päätelmien muodollista pätevyyttä tarkastella helpommin. Formalisoituja lauseita yhdistellään lauselogiikassa seuraavien konnektiivien avulla: KONNEKTIIVI SYMBOLI LUKUTAPA ESIMERKKI Negaatio ~ ei tai ei ole niin, että ~A Disjunktio Ú tai A Ú B Konjunktio & ja A & B Implikaatio jos niin Ekvivalenssi «jos ja vain jos (joss) A «B Esimerkkejä konnektiivien lukutavoista: ~C luetaan: ei-c tai ei ole niin, että C eli Ope ei ole kiva tai Ei ole niin, että ope on kiva A Ú B luetaan: A tai B eli Lehmät lentävät tai kuu on juustoa B & C luetaan: B ja C eli Kuu on juustoa ja ope on kiva B C luetaan: Jos B, niin C eli Jos kuu on juustoa, niin ope on kiva A «B luetaan: A jos ja vain jos B eli Lehmät lentävät jos ja vain jos kuu on juustoa

5.1 Keskeisiä lauselogiikan päättelysääntöjä ja niiden esimerkkejä Päättelysäännöt ovat sääntöjä, joiden avulla yhdestä tai useammasta lauseesta voidaan päätellä uusi lause. Päättelysääntöihin kuuluu vain sääntöjä, jotka säilyttävät totuuden; jos premissit ovat todet, niin johtopäätös on tosi. Päättelysäännöt ovat deduktiivisia. MODUS PONENS A siis: B MODUS TOLLENS ~B siis: ~A DISJUNKTIIVINEN SYLLOGISMI A Ú B ~A siis: B HYPOTEETTINEN SYLLOGISMI B C siis: A C On savua On tulta Ei ole tulta Ei ole savua On savua tai on tulta Ei ole savua On tulta Jos on tulta, niin on kuuma Jos on savua, niin on kuuma 5.2 Kaksi keskeistä deduktiivista virhepäätelmää ja niiden esimerkkejä TAKAJÄSENEN MYÖNTÄMISEN VIRHE B siis: A = Æ ETUJÄSENEN KIELÄTMISEN VIRHE ~A siis: ~B = Æ On tulta On savua Ei ole savua Ei ole tulta

6 Predikaattilogiikka Lauselogiikalla ei voida tarkastella lauseen sisäistä rakennetta. Predikaattilogiikalla pystytään tarkastelemaan lauseen sisäistä rakennetta. Predikaattilogiikassa voidaan tarkastella lauseen sisäisiä ominaisuuksia ja suhteita. Lauselogiikassa ei esimerkiksi voi ilmaista Aristoteleen syllogismeistä tuttua päätelmää Sokrateen kuolevaisuudesta: Kaikki ihmiset ovat kuolevaisia Sokrates on ihminen Sokrates on kuolevainen Predikaattilogiikalla sen sijaan voidaan ilmaista kyseinen päätelmä. 6.1 Lauseiden formalisointi predikaattilogiikassa Predikaattilogiikassa lauseet ilmaistaan funktioina seuraavasti: F(x) = x:llä on ominaisuus eli predikaatti F Opettajan ominaisuus eli predikaatti voidaan muotoilla predikaattilogiikassa seuraavanlaiseksi funktioksi: O(x) = x:llä on ominaisuus opettaja eli x on opettaja Funktioon voidaan sijoittaa mikä tahansa olio: m = Markus O(m) = Markuksella on ominaisuus opettaja eli Markus on opettaja

Ominaisuuksien lisäksi predikaattilogiikan funktioilla voidaan ilmaista suhteita: P(x,y) = x on pienempi kuin y Tähän funktioon voidaan sijoittaa jälleen mitä tahansa olioita: e = elefantti h = hiiri P(h,e) = Hiiri on pienempi kuin elefantti Predikaattilogiikan funktiota voi yhdistää lauselogiikkaan mm. seuraavasti: O(x) = x on opettaja T(x) = x pitää tylsiä tunteja O(x) T(x) = Jos x on opettaja, x pitää tylsiä tunteja 6.2 Universaalikvanttori " ja eksistenssikvanttori $ Universaalikvanttori " on lyhennys ilmauksista kaikille tai jokaiselle : "(x) = kaikille x:lle tai jokaiselle x:lle esim. "(x)a(x) = kaikille x:lle pätee se, että x:llä on aivot Eksistenssikvanttori $ on lyhennys ilmauksista on olemassa tai jollekin : $(x) = on olemassa x tai jollekin x:lle esim. $(x)f(x) = on olemassa filosofeja Predikaattilogiikan funktioita ja kvanttoreita voi yhdistellä mm. seuraavasti: "(x)(i(x) K(x)) = Kaikille x:lle ("(x)) pätee se, että jos x on ihminen (I(x)), niin x on kuolevainen (K(x)) ts. Kaikki ihmiset ovat kuolevaisia