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 . Просто горстка этих операций позволит нам сказать все, что мы должны сказать в математика.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.
Чтобы помочь нам с в других случаях рассмотрим следующее утверждение:«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. Таблица истинности для $(P\land Q)\lor \lnot R$ такова:
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. Это говорит о том, что существует форма алгебры для логических выражений, аналогичная алгебре для числовых выражений. Этот предмет называется Булева алгебра и имеет множество применений. особенно в информатике. 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. Они называются «двойственными» понятиями — для любого свойства один, есть почти идентичное свойство, которому удовлетворяет другой, экземпляры двух операций поменялись местами. Это часто означает, что когда мы доказываем результат, включающий одно понятие, мы получаем соответствующий результат для своего двойственного без дополнительной работы. 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. Важность этого уровня абстракции для будущее математики трудно переоценить. Вероятно, на Благодаря этой работе он перешел на должность в Куинс-колледж в Корке. 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 $(xy)z=x$. Заменив $xy$ на $x$, получим $xz=x$, или $x\подразумевает z$. Этот простой пример логического рассуждения используется более и далее по математике. 92+bD+c=0$, обработка $D$ как номер , предоставляет информацию о решениях для дифференциальное уравнение. 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. 1.4
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.
|