Урок по теме логические операции 10 класс: «Логические операции 10 класс разработка урока»
Открытый урок на тему:»Логические операции» (10 класс) | Методическая разработка по информатике и икт (10 класс):
Цели: знакомство обучающихся с основными логическими операциями: инверсией, дизъюнкцией, конъюнкцией, импликацией и эквивалентностью; отработка умений составления таблиц истинности логических выражений, развитие аналитического критического мышления; воспитание таких базовых качеств личности, как коммуникативность, самостоятельность, толерантность, ответственность за собственный выбор и результаты своей деятельности.
Класс: 10
Тип урока: урок изучения нового материала
Оборудование: приложение «Логические операции» (Приложение 1)
Планируемые результаты:
предметные — формирование представления о разделе математики — алгебре логики, высказывании как ее объекте, об операциях над высказываниями;
метапредметные — развитие навыков анализа логической структуры высказываний; понимание связи между логическими операциями и логическими связками, умение использовать знаково-символических средств, умение осуществлять итоговый и пошаговый контроль по результату выполнения заданий, умение формулировать свои затруднения.
личностные — понимание роли фундаментальных знаний как основы современных информационных технологий.
Формы работы учащихся: индивидуальная, групповая, фронтальная работа.
План урока:
1. Организационный момент 1 минут
2. Формулировка темы и целеполагание. 3 минуты
3. Изучение нового материала (логические операции) 10 минут
4. Закрепление материала, решение задач (практическая часть) 10 минут
5. Изучение нового материала (приоритет операций, алгоритм заполнения таблицы истинности) 2 минут
6.Закрепление, решение задач ЕГЭ 15 минут
7. Рефлексия, (три М), выставление оценок 4 минут
1. Организационный момент 1 минут
2. Формулировка темы и целеполагание. 3 минуты
Стадия «Вызов»
Актуализация ранее изученного материала:
– Вспомните, что такое алгебра логики? /Аппарат, который позволяет выполнять действия над высказываниями/
– Что такое высказывание? /Предложение, относительно которого имеет смысл говорить истинно оно или ложно/
Приём «Верные и неверные утверждения» (на партах бланки для ответов)
– Перед вами бланки:
1. | 2. | 3. | 4. | 5. | 6. | 7. | 8. | 9. | 10. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– Я буду зачитывать утверждения. Вы должны поставить знак «+», если считаете, что утверждение верное, и знак «-», если считаете, что утверждение неверное.
- Любое логическое выражение либо истинно, либо ложно.
- Сложное логическое выражение содержит высказывания, объединенные какой-то одной логической операцией.
- Истинность сложного высказывания можно определить, зная истинность или ложность входящих в него высказываний.
- Результатом операции отрицания над высказыванием «Пушкин – не гениальный русский поэт» является высказывание «Пушкин – гениальный русский поэт».
- Высказывание «4 – простое число» истинно. Высказывание «4 – не простое число» ложно.
- Высказывание «Тигр – это полосатый зверь или домашнее животное», полученное при помощи логического сложения, истинно.
- Высказывание «Январь – последний зимний месяц и в нем всегда 31 день», полученное при помощи логического умножения, истинно.
- Высказывание «День сменяет ночь тогда и только тогда, когда солнце скрывается за горизонтом» получено при помощи операции логического равенства.
- Высказывание «Если число Х делится на 3, то оно делится и на 9», образованное при помощи операции логического следования, является истинным.
- Даны высказывания «Учитель должен быть умным» и «Учитель должен быть справедливым». Объединение этих высказываний при помощи логической операции конъюнкции означает, что учитель должен быть одновременно и умным, и справедливым.
– Что у вас получилось? Аргументируйте свой ответ (ситуация с противоречивыми мнениями обучающихся).
– Мы проверим правильность ваших мнений чуть позже. Отложите бланки в сторону.
– Определите тему урока, исходя из предложенных высказываний. /Логические операции/
3.Изучение нового материала (логические операции) 10 минут
Стадия «Осмысление»
Чтобы проверить правильность ваших ответов, запустите приложение «Логические операции» и ознакомьтесь с его содержанием.
– О каких логических операциях идет речь? /Инверсия, дизъюнкция, конъюнкция, импликация и эквивалентность/
Приём «Концептуальная таблица»
На доске таблица:
Линия сравнения | Логическая операция 1 | Логическая операция 2 | Логическая операция 3 | Логическая операция 4 | Логическая операция 5 |
|
– Выделите линии для сравнения перечисленных вами логических операций. (чем могут отличаться операции)
В ходе коллективного обсуждения выделены следующие линии: название, обозначение, союз, истинность результата операции, таблица истинности. На доске Googleтаблица с заполненными линиями сравнения и логическими операциями:
Линия сравнения | Инверсия | Конъюнкция | Дизъюнкция | Импликация | Эквивалентность |
Название | |||||
Обозначение | |||||
Союз | |||||
Истинность результата операции | |||||
Таблица истинности |
– Заполните Google таблицу, используя приложение «Логические операции», самостоятельно (работа в группах).
– Итак, мы заполнили концептуальную таблицу, отражающую основную информацию о логических операциях. Чем характеризуется каждая логическая операция? /Названием, обозначением, союзом, условием истинности логической операции и таблицей истинности/
– Используя данные сводной таблицы, решите следующие задачи.
X | Y | Z | F |
1 | 0 | 0 | 1 |
0 | 0 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 | 0 |
4. Закрепление материала, решение задач (практическая часть) 10 минут
Задача 1. Дан фрагмент таблицы истинности выражения F. Какое выражение соответствует F?
- ¬X ∧ ¬Y ∧ ¬Z
- X ∧ Y ∧ Z
- X ∨ Y ∨ Z
- ¬X ∨ ¬Y ∨ ¬Z
Задача 2. Заполните таблицы истинности в тесте по теме Логические операции «Алгебра логики» (библиотека МЭШ) Какие возникли затруднения?
Задача 3. Составьте таблицу истинности для выражения А∧¬В∧С∨ ¬А∧В∧С. В чем может быть затруднение при выполнении этого задания?
5. Изучение нового материала (приоритет операций, алгоритм заполнения таблицы истинности) 2 минуты
Работа с учебником стр 171-172
6.Закрепление, решение задач ЕГЭ 15 минут
Возвращаемся к задаче 3.
- http://kpolyakov.spb.ru/school/probook/tests.htm тест 18. Таблицы истинности
7. Рефлексия, выставление оценок 4 минут
Стадия «Рефлексия»
– Какова тема нашего урока? /Логические операции/
– О каких логических операциях вы узнали на уроке? /Инверсия, дизъюнкция, конъюнкция, импликация и эквивалентность/
– Дано высказывание «В библиотеке можно взять книгу или встретить знакомого». В результате какой операции было получено данное высказывание? /Дизъюнкция/
– Даны высказывания «Идёт дождь» и «На улице сыро». Какое высказывание получится, если применить логическую операцию импликация?/Если идет дождь, то на улице сыро/
– Определите истинность следующего высказывания «С помощью компьютера нельзя обработать информацию тогда и только тогда, когда он не включен (примечание: компьютер не включен)» /Истинно/
– Вернемся к утверждениям и оценим их достоверность, используя полученную на уроке информацию (коллективный анализ высказываний и определение их достоверности)
Правильно заполненный бланк:
1. | 2. | 3. | 4. | 5. | 6. | 7. | 8. | 9. | 10. |
+ | — | + | + | — | + | — | + | — | + |
А закончить наш урок мне хотелось бы словами Льюиса Кэрролла:
Овладев… методами «символической логики», вы получите увлекательное развлечение, не требующее ни специальных досок, ни карт, и к тому же полезное, независимо от того, чем вы занимаетесь. Методы эти позволяют вам обрести ясность мысли, способность находить собственное, оригинальное решение трудных задач, выработают у вас привычку к систематическому мышлению и, что особенно ценно, умение обнаруживать логические ошибки и находить изъяны и пробелы тех, кто не пытался овладеть увлекательным искусством логики.
Листок контроля учени___ 10 класса _______________________________________________
Дополнительное задание на составление таблицы истинности
Составьте таблицу истинности для логического выражения (выполнить в тетради):
A → B ~ C & A V B
Количество баллов за тест ________
Оцените свою работу на уроке (выберите из второго столбца подходящее вам продолжение высказывания из первого столбца).
Закончите предложение:
На уроке мне было трудно ___ ________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
Конспект урока «Логические операции» 10 класс | План-конспект урока по информатике и икт (10 класс):
Конспект урока по информатике в 10 классе по теме:
«Логические операции»
МБУ «Школа №2» г. Тольятти
Кудряшова Анастасия Александровна
Цели урока:
- Углубить знания у учащихся по теме: «Логические операции».
Задачи урока:
- Способствовать закреплению знаний учащихся о базовых логических операциях: конъюнкция, дизъюнкция, инверсия, усвоению знаний о логических операциях импликация, эквивалентность.
- Способствовать формированию умений в применении полученных знаний при решении примеров на определение истинности логических выражений.
- Повторить способ работы с таблицами истинности.
- Способствовать развитию логического мышления.
- Соблюдать санитарно-гигиенические нормы работы за ПК.
Тип урока: обобщение изученного в 8 классе + изучение нового материала.
Дидактический материал: карточки с домашним заданием.
Продолжительность: 45 минут.
План урока.
- Постановка задачи – 1 мин.
- Повторение изученного в 8 классе – 10 мин.
- Изучение новых операций – 15 мин.
- Работа с таблицами истинности — 10 минут.
- Домашнее задание – 2 мин.
- Подведение итогов урока – 2 мин.
Ход урока
I. Постановка задачи (1 минута)
Учитель. В 8 классе вы уже знакомились с некоторыми логическими операциями и таблицами истинности для них. Сегодня мы повторим то, что вы уже изучали и рассмотрим несколько новых операций. Слайд 2.
II. Повторение изученного в 8 классе (10 минут)
Учитель. Давайте запишем определения, с которыми будем работать в дальнейшем. Слайд 3.
Логическое высказывание – это повествовательное предложение, про которое можно однозначно сказать, истинно оно или ложно.
Логическое выражение – это символическая запись высказывания, которая может содержать логические переменные и знаки логических операций.
Слайд 4. Определите, какие из данных предложений являются высказываниями. Оцените истинность высказываний.
Обязательно вымой за собой посуду. | Не высказывание |
Переводчик должен знать хотя бы два языка. | + |
Ты любишь смотреть футбол? | Не высказывание |
Пять меньше семи. | + |
Земля – самая большая планета Солнечной системы. | — |
Каждый треугольник является равносторонним. | — |
В феврале всегда 28 дней. | — |
А ведь хорошо, что сейчас весна! | Не высказывание |
Определим истинность или ложность следующих высказываний.
- В двоичной записи числа 5AF16 9 единиц. (ложь, 8 единиц)
В двоичной записи числа 3168 4 значащих нуля. (ложь, 3 нуля)
- 4028 – 1068 = 2768 (ложь, 2748)
49716 + 53616 = 9СD16 (истина)
- 2348 + 3A16 =21410 (истина)
- 1378 = 5F16 , (истина)
9816 = 2328 (ложь, 2308)
- 5410 = 1101002 (ложь (110110)
10710 = 1538 (истина)
Слайд 5. Как вы уже знаете, логические операции делятся на две группы: унарные и бинарные.
- Унарные – операции, которые выполняются над одной величиной. Такой операцией является инверсия/отрицание (логическое НЕ).
Запись: , ,
В языках программирования Pascal, Python: not A.
Таблица истинности:
A | НЕ А |
0 | 1 |
1 | 0 |
Операция НЕ обладает свойством обратимости: . Если её применить дважды, мы восстановим исходное значение.
- Бинарные – операции, которые выполняются над двумя величинами.
- Конъюнкция (И, логическое умножение). Слайд 6
Запись: , , , .
В языках программирования Pascal, Python: A and B.
Таблица истинности:
A | B | |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 |
- Дизъюнкция (ИЛИ, логическое сложение).
Запись: , , .
В языках программирования Pascal, Python: A or B.
Таблица истинности:
A | B | |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 |
Данные операции (НЕ, И, ИЛИ) образуют базис: их достаточно для того, чтобы с их помощью записать любую логическую операцию.
III. Изучение новых операций (15 минут)
- Исключающее ИЛИ («либо… , либо…»).
Слайд 7
Запись: .
Выражение через базовые:.
Таблица истинности:
A | B | |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
Операция исключающее ИЛИ так же обладает свойством обратимости: .
- Импликация («если… , то»). Слайд 8
Запись: .
Выражение через базовые:
Таблица истинности:
A | B | |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 |
- Эквиваленция («тогда и только тогда»).
Запись: .
Выражение через базовые: .
Таблица истинности:
A | B | |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 |
IV. Работа с таблицами истинности (10 минут)
Слайд 9 Составить таблицу истинности для логических выражений:
- .
- .
- .
Ответы:
A | B | C | ||
0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
0 | 0 | 1 | 1 | 0 |
0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
2.
A | B | C | |||
0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 |
3.
A | B | |||||||
0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 |
1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 |
V. Домашнее задание (2 минуты)
Слайд 10 Для всех. Составить таблицы истинности для следующих логических выражений:
- .
- Задание повышенной сложности
Дополнительно для желающих. Подготовить доклады по темам: «Стрелка Пирса» и «Штрих Шеффера». В честь кого названы, привести таблицы истинности для них, показать, как выражаются через базис.
VI. Итог урока (2 минуты)
Подведение итога урока.
- В чем разница между логическим высказыванием и логическим выражением?
- Какие новые операции вы сегодня узнали? В чем их особенность?
- Сколько строк содержит таблица истинности для одного высказывания? Для двух? Сколько будет содержать для трех, четырех и пяти?
Спасибо за урок. До свидания.
Список использованных источников:
- Поляков К.Ю. Информатика. 10 класс. Базовый и углубленный уровни: в 2 ч. Ч. 1/ К.Ю. Поляков, Е.А. Еремин. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2017. – 352 с.
- Кузнецова Е.Ю. Основы логики: 7-9 классы/Е.Ю. Кузнецова, Н.Н. Самылкина. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2014. – 184 с.
1.1 Логические операции
Математика обычно включает в себя объединение истинных (или гипотетически истинных) утверждения различными способами для получения (или доказательства) новых истинных утверждений. Начнем с разъяснения некоторых из этих фундаментальных идей.
Под предложением мы подразумеваем утверждение, имеющее определенное истинностное значение , истина (T) или ложь (F) — например,
«В 1492 году Колумб плыл по синему океану». (T)
«Наполеон выиграл битву при Ватерлоо». (Ф) 92+y = 12$», то $P(2,8)$ и $P(3,3)$ верно, а $P(1,4)$ и $P(0,6)$ ложны. Если $Q(x,y,z)$ равно «$x+y
Является ли предложение истинным или ложным, обычно зависит от того, что мы
говорят о том, что одно и то же предложение может быть истинным или ложным в зависимости от
по контексту; например, формула $x|y$ означает, что `$x$ делит
$у$’.
Вселенная дискурса для конкретной области математики представляет собой набор, который содержит все, что представляет интерес для этой темы. Когда мы изучение математических формул типа «$x$ делит $y$» на переменные предполагается, что они принимают значения в любом дискурсивном универсуме подходит для конкретного предмета. Вселенная дискурса обычно ясно из обсуждения, но иногда нам нужно будет идентифицируйте его явно для ясности. Вселенная дискурса обычно обозначается $U$.
Сложные предложения и формулы составляются из более простых, используя небольшое количество логических операций .
Если $P$ — это формула, то «не $P$» — это другая формула. формула, которую мы символически запишем как $\lnot P$. Конечно, $\lне P$ ложно, если $P$ истинно, и наоборот, например,
«6 не является простым числом» или «Неверно, что 6 премьер» или «$\lnot(\hbox{6 простое число})$» (T)
«Рональд Рейган не был президентом». (Ф)
Предположим, что $P$ и $Q$ — формулы. затем «$P$ и $Q$» — это формула, записанная символически как $P\land Q$, называемое соединением из $P$ и $Q$. Чтобы $P\land Q$ были истинными как $P$, так и $Q$ должно быть истинным, иначе оно ложно, например,
«5 долларов = 6 долларов и 7 долларов = 8 долларов». (F)
«Сиэтл находится в Вашингтоне, а Бойсе — в Айдахо». (T)
«Толстой был русским, а Диккенс был Французский.» (Ф)
Если $P$ и $Q$ являются формулами, то формула «$P$ или $Q$» записывается символически как $P\lor Q$, называемая дизъюнкция $P$ и $Q$. это
важно отметить, что это включительно или, то есть, «либо
или оба». Итак, если $P$, $Q$ или оба $P$ и $Q$ верны,
то же самое и с $P\lor Q$. Единственный случай, когда $P\lor Q$ может быть ложным, состоит в том, что оба $P$
и $Q$ ложны, например,
«Вашингтон в Канаде или Лондон в Англии». (T)
«$5
«Ленин был испанцем или Ганди был итальянцем». (Ф)
Если $P$ и $Q$ — формулы, то «если $P$, то $Q$»
или «$P$ означает, что $Q$» написано
$P\подразумевает Q$, используя условное обозначение ,
$\подразумевает$. Не очевидно (по крайней мере, для большинства людей), под чем
обстоятельства $P\имеет Q$ должно быть правдой. Отчасти это потому, что
«if… then» используется в обычном английском языке более чем одним способом, однако
нам нужно исправить правило, которое позволит нам точно знать, когда $P\ подразумевает
Q$ верно. Конечно, если $P$ истинно, а $Q$ ложно, $P$ не может
подразумевают $Q$, поэтому $P\implis Q$ в этом случае ложно.
«Если $x$ меньше 2, то $x$ меньше 4».
Это утверждение должно быть верным независимо от значения $x$. (при условии, что вселенная дискурса является чем-то знакомым, например целые числа). Если $x$ равно 1, оно оценивается как $\rm T\имплицитно T$, если $x$ равно 3, оно становится $\rm F\implis T$, а если $x$ равно 5, становится $\rm F\ подразумевает F$. Таким образом, оказывается, что $P\implis Q$ истинно, если только $P$ истинно, а $Q$ ложно. Это правило, которое мы принимаем.
Наконец, biconditional , написанный $\Leftrightarrow$, соответствует фраза «если и только если» или «если» кратко. Таким образом, $P \Leftrightarrow Q$ истинно, когда и $P$, и $Q$ имеют одинаковое истинностное значение, иначе оно ложно.
Пример 1.1.2 Предположим, что $P(x,y)$ равно «$x+y=2$» и $Q(x,y)$
равно «$xy>1$». Тогда, когда $x=1$ и $y=1$,
$\lnot P(x,y)$, $P(x,y)\land Q(x,y)$, $P(x,y)\lor Q(x,y)$,
$P(x,y)\имеет Q(x,y)$ и $P(x,y)\Leftrightarrow Q(x,y)$
имеют значения истинности F, F, T, F, F соответственно, а когда
$x=2$ и $y=3$ имеют истинностные значения
Т, Ф, Т, Т, Ф соответственно. $\квадрат$
Используя операции $\lnot$, $\land$, $\lor$, $\implies$,
$\Leftrightarrow$, мы можем построить составных выражений, таких как
$$
(P\land (\lnot Q))\ подразумевает ((\lnot R)\lor ((\lnot P)\land Q)).
$$
Как показывает этот пример, иногда необходимо
включать много круглых скобок, чтобы группировать термины
в формуле ясно. Как и в алгебре, где
умножение имеет приоритет перед сложением, мы можем
убрать некоторые скобки
согласование определенного порядка, в котором логически
операции выполняются. Мы
будет применять операции в этом порядке, начиная с
от первого к последнему: $\lnot$, $\land$, $\lor$, $\implies$
и $\Leftrightarrow$. Так
$$A\подразумевает B\или C\land\lnot D
$$
сокращение от
$$A\подразумевает (B\или (C\land (\lnot D))).
$$
Как и в алгебре, часто разумно включать
несколько дополнительных скобок, чтобы убедиться, что предполагаемый смысл понятен.
Большая часть информации, которую мы обсудили, может быть резюмирована в таблицы истинности . Например, таблица истинности для
$\lnot P$:
$P$ | $\lnot P$ |
---|---|
Т | Ж |
Ф | Т |
В этой таблице две строки, потому что есть только две возможности для истинное значение $P$. Другие логические операции используют две переменные, поэтому им требуется 4 строки в их таблицах истинности.
$P$ | $Q$ | $P\land Q$ | $P\lor Q$ | $P\Rightarrow Q$ | $P\Leftrightarrow Q$ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Т | Т | Т | Т | Т | Т | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ф | Т | Ф | Т | Т | Ф | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Т | Ж | Ж | Т | Ж | Ж | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ж | Ж | Ж | Ж 9п$
строки в таблице, потому что есть много разных способов назначить
T и F для $n$ простых формул в составном выражении.![]()
![]() Тавтология — это логическое выражение, которое всегда оценивается как T, то есть последний столбец его таблицы истинности состоит только из Т. Иногда говорят, что тавтология равна 9.0005 действительный ; хотя «действительный» используется в других контекстах как ну, это не должно вызывать путаницы. Например, $(P\land Q)\lor P\Leftrightarrow P$ является тавтологией, поскольку ее таблица истинности такова:
Мы перечисляем несколько важных тавтологий в следующей теореме. Теорема 1.1.3. Справедливы следующие утверждения. а) $P\стрелка влево \lnot\lnot P$ б) $P\lor Q\Leftrightarrow Q\lor P$ c) $P\land Q\Стрелка влево Q\land P$ d) $(P\land Q)\land R\Стрелка влево P\land(Q\land R)$ e) $(P\lor Q)\lor R\Стрелка влево P\lor(Q\lor R)$ f) $P\land (Q\lor R)\Leftrightarrow (P\land Q)\lor (P\land R)$ g) $P\lor (Q\land R)\Стрелка влево (P\lor Q)\land (P\lor R)$ h) $(P\подразумевает Q)\Стрелка влево (\lnot P\lor Q)$ i) $P\подразумевает (P\или Q)$ j) $P\land Q\подразумевает Q$ k) $(P\стрелка влево Q)\стрелка влево ((P\подразумевает Q)\land (Q\подразумевает P))$ l) $(P\подразумевается Q)\стрелка влево (\lnot Q\подразумевается \lnot P)$ Доказательство. Доказательства оставлены в качестве упражнений. $\qed$ Заметим, что (b) и (c) — коммутативные законы, (d) и (e) —
ассоциативные законы и (е) и (ж) говорят, что $\land$
и $\lor$ распределяются друг над другом. Если две формулы всегда принимают одно и то же истинностное значение независимо от того, элементы из вселенной дискурса, которые мы заменяем различными переменные, то мы говорим, что они эквивалентны . Стоимость эквивалента формулы в том, что они говорят одно и то же. Это всегда правильный шаг в доказательстве заменить некоторую формулу эквивалентной. Кроме того, многие тавтологии содержат важные идеи для построения доказательств. За например, (k) говорит, что если вы хотите показать, что $P\Leftrightarrow Q$, это можно (и часто целесообразно) разбить доказательство на два части, одна из которых доказывает импликацию $P\implis Q$, а вторая доказывая обратное , $Q\подразумевает P$. При чтении теоремы 1.1.3 у вас может возникнуть
заметил, что $\land$ и $\lor$ обладают многими схожими свойствами. Джордж Буль. Буль
(1815–1864) имел только обычное школьное образование, хотя и выучил
Греческий и латынь самостоятельно. Он начал свою карьеру в качестве элементарного
школьным учителем, но решил, что ему нужно больше узнать о
математики, поэтому он начал изучать математику, а также
языки, необходимые ему для чтения современной литературы на
математика. В 1847 году он опубликовал короткую книгу «Математический анализ».
Анализ логики , который, можно справедливо сказать, лег в основу исследования.
математической логики. Ключевой вклад работы заключался в
переопределить «математику» так, чтобы она означала не просто «изучение чисел и
величина», но изучение символов и манипулирование ими в соответствии с
к определенным правилам. В «Исследовании законов мысли» , опубликованном в 1854 г.,
Буль установил настоящую формальную логику, развивая то, что сегодня называется
Булева алгебра или иногда алгебра множеств . Он использовал символы для
сложение и умножение как операторы, но в совершенно абстрактном
смысл. Сегодня эти символы все еще иногда используются в булевых выражениях.
алгебре, хотя символы `$\land$’ и `$\lor$’, и `$\cap$’ и
`$\cup$’ также используются. Буль применил алгебраическую манипуляцию к
процесс рассуждения. Вот простой пример типа
манипуляцию, которую он проделал: уравнение $xy=x$ (которое сегодня можно было бы записать
$x\land y = x$ или $x\cap y = x$) означает, что «все вещи, удовлетворяющие
$x$ удовлетворяет $y$’, или, говоря нашим языком, $x\имеет y$. Если также $yz=y$ (что
есть $y\implis z$), то подстановка $y=yz$ в $xy=x$ дает
$x(yz)=x$ или $(xy)z=x$. Информация здесь взята из A History of Mathematics, by Карл Б. Бойер, Нью-Йорк: John Wiley and Sons, 1968. Подробнее информацию см. Лекции о десяти британских математиках , автор Александр Макфарлейн, Нью-Йорк: John Wiley & Sons, 1916. Пример 1.1.1 Постройте таблицы истинности для следующих логических выражений: а) $(P\land Q)\или \lnot P$ б) $P\имеет (Q\land P)$ c) $(P\land Q)\Стрелка влево (P\lor \lnot R)$ d) $\lnot P\имеет в виду \lnot(Q\lor R)$ Пример 1.1.2 Проверьте тавтологии в теореме 1.1.3. Пример 1.1.3 Предположим, что $P(x,y)$ — это формула «$x+y=4$», а $Q(x,y)$ — это формула «$x $P(x,y)\land Q(x,y)$, $\lnot P(x,y)\lor Q(x,y)$, $P(x,y)\подразумевает \lnot Q(x,y)$, $\lnot(P(x,y)\Leftrightarrow Q(x,y))$, , используя значения:
Пример 1.
а) Найти таблицы истинности для $$ P\land (\lnot Q)\land R, \quad\quad (\lnot P)\land Q\land (\lnot R) $$ b) Используйте их, чтобы найти таблицу истинности для $$ (P\land (\lnot Q)\land R)\lor ((\lnot P)\land Q\land (\lnot R)) $$ c) Используйте метод, предложенный частями (a) и (b) найти формулу со следующей таблицей истинности.
|