Слайд 2
Булевы функции от одного, двух аргументов и от
n аргументов
Слайд 3
Булевы функции. Канонический многочлен Жегалкина
Слайд 4
Булевы функции от одного аргумента
Булевой функцией от одного
аргумента называется функция f, заданная на множестве из двух
элементов и принимающая значения в том же двухэлементном множестве.
f :{0,1} → {0,1}
Слайд 5
Булевы функции от одного аргумента
f0 (x) = 0
(функция, тождественно равная 0)
f1 (x) = x (тождественная функция)
f2
(x) = x’ (функция отрицания)
f3 (x) = 1 (функция, тождественно равная 1)
Слайд 6
Булевы функции от двух аргументов
Булевой функцией от двух
аргументов называется функция g, заданная на множестве {0,1} ×{0,1}
и принимающая значение в двухэлементном множестве {0,1}
Слайд 7
Сумма по модулю два
Сумма по модулю два (строгая
дизъюнкция) двух переменных x1 и x2 называется булева функция
x1 x2 которая равна 1 тогда и только тогда, когда равна 1 только одна переменная.
x1
x2
Слайд 8
Сумма по модулю два
Законы, применимые для суммы по
модулю два:
Переместительный x1 x2 =x2 x1
Сочетательный
(x1 x2) x3 = x1 (x2 x3)
Распределительный конъюнкции
x1 (x2 x3) = x1 x2 x1 x3
Слайд 9
Операции с константами:
x x = 0
x
0 = х
x x = 1
x 1
= х
Разложение в СДНФ:
x1 x2= x1 x2 x1 x2
x1 x2= x1 x2 = x1 x2
Слайд 10
Связь между дизъюнкцией с суммой по модулю два:
x1
x2 = x1 x2 x1 x2
Конъюнкция:
x1 x2=
x1 x2 (x1 x2 )
Слайд 11
Логический элемент М2 – сумма по модулю два
На
практике в электронике реализовать сложно. Элемент М2 реализуют из
простых устойчивых элементов: И, ИЛИ, НЕ.
Слайд 12
Применение
Для проверки результатов сложения в двоичном сумматоре для
системы контроля и исправления ошибок:
0 + 0 = 0
0
+ 1 = 1
1 + 0 = 1
1 + 1 = (1)0
Слайд 13
Почему «сумма по модулю два»?
Остаток от деления целых
чисел М на N: M mod N
Рассмотрим множество Z2
= {0,1} и произведем операцию: (a + b) mod 2
(0 + 0) mod 2 = 0
(0 + 1) mod 2 = 1
(1 + 0) mod 2 = 1
(1 + 1) mod 2 = 0
Слайд 14
Канонический полином Жегалкина
f(x1x2…xn) = f0 f1x1
f2x2 … fnxn f12x1x2 … f12…nx1x2…xn,
f1…fn
B = {0,1}
Слайд 15
Пример:
F(x1x2x3) =
=x1x2x3 x1x2x3 x1x2x3
x1x2x3 =
=(1x1)x2(1x3) x1(1 x2)(1 x3)
x1(1 x2)x3 x1x2x3 =
=(x2x1x2)(1x3) (x1 x1x2)(1 x3) (x1 x1x2)x3 x1x2x3 =
=x2x1x2x2x3 x1x2x3x1x1x2x1x3x1x2x3x1x3x1x2x3x1x2x3=
= x2x2x3 x1 x1x2x3 x1x2x3
Любую логическую функцию можно единственным образом представить в виде полинома Жегалкина
Слайд 16
2-й способ:
Многочлен с неопределенным коэффициентом
xy = a
bx cy dxy
При х=0, у=0, то 0
=а
При х=0, у=1, то 0=0 с, с=0
При х=1, у=0, то 1 = b 0, b=1
При х=1, y=1, то 0 = 1 d, d=1
хy = x xy
Слайд 17
Функционально замкнутые классы
Класс функций называется функционально замкнутым, если
любая комбинация функций этого класса принадлежит этому же классу.
Слайд 18
Класс функций, сохраняющих 0 (К0)
Слайд 19
Важнейшие замкнутые классы. Теорема Поста
Слайд 21
Приложение функций алгебры логики к анализу и синтезу
релейно контактных схем
Слайд 24
Основные понятия, связанные с предикатами
Слайд 25
Предикаты и высказывательные формы. Равносильность и следование предикатов
Слайд 26
n- местным предикатом называется предложение, содержащее n предметных
переменных х1, х2, … ,хn. Переменные выбираются из множества
значений М1, М2, … Мn. При этом предикат превращается в высказывание.
P(x1, x2, …, xn) – функция высказывания
Примеры: Река х впадает в озеро Байкал. – одноместный предикат, определенный на множестве всех рек.
Пусть х = Баргузин, тогда: «Река Баргузин впадает в озеро Байкал» - высказывание истинное
Пусть х = Днепр, тогда: «Река Днепр впадает в озеро Байкал» - высказывание ложное
Слайд 27
Пример
x2 + y2 ≤ 9
Сколько переменных?
На каком
множестве заданы?
При какой паре чисел принимает истинное значение?
При какой паре чисел принимает ложное значение?
2
R, R
2, 2
2, 3
Слайд 28
Классификация предикатов
Предикат называется тождественно истинным, если при любой
подстановке в предложение из множества значений он становится истинным
высказыванием.
P(x1, x2, …, xn) = 1
Пример: sin2x + cos2x = 1
Слайд 29
Предикат называется тождественно ложным, если при любой подстановке
в предложение из множества значений он становится ложным высказыванием.
P(x1,
x2, …, xn) = 0
Пример: x2 + y2 < 0
Слайд 30
Предикат называется выполнимым (опровержимым), если существует хотя бы
один набор конкретных предметов, при подстановке которых он становится
истинным (ложным) высказыванием.
Слайд 31
Примеры: «Город х расположен на берегу реки Волги»
«Рыба
х живет в высокогорьях»
«Рыба х живет в пресном водоеме»
«Современный
компьютер х обладает операционной системой»
«Компьютерная сеть х соединяет у компьютеров»
Слайд 32
Множество истинности предикатов
Множество истинности предиката – это множество
тех значений, при которых предикат превращается в истинное высказывание.
Р+
= {(a1, …, an)} : (P(a1, …, an) = 1}
Пример: х2 + у2 = 9
Сколько местный это предикат?
На каком множестве он простроен?
Множество пар действительных чисел, которые являются координатами точек плоскости, образующими окружность радиусом 9
Слайд 33
Равносильность и следование предикатов
Два n-местных предиката заданных над
одним и тем же множеством называются равносильными, если при
подстановке одного и того же набора значений превращают оба предиката в истинные высказывания.
Слайд 34
Переход от предиката Р1 к равносильному ему предикату
Р2 называется равносильным преобразованием
4х – 2 = -3х –
9
4х + 3х = 2 – 9
Х = -1
Ответ: {-1} – множество истинности для данного уравнения
Слайд 35
Следствия предикатов
Предикат Q называется следствием предиката P, если
он превращается в истинное высказывание на множестве значений, включенных
в множество истинных значений предиката Р.
P+ Q+
Слайд 36
Пример:
Q (х1, …, хn) – предикат «множество компьютеров
аудитории 22б »
Р (х1, …, хn) – предикат «компьютеры
колледжа 50»
Слайд 37
Логические операции над предикатами
Слайд 38
Отрицание предиката
Отрицанием n-местного предиката Р, определенного на множествах
М, называется новый n-местный предикат, определенный на тех же
множествах .
Обозначение P(x1, … xn)
Читается «Неверно, что P(x1, … xn)»
Пример: Р(хR) = х 3
Р(хR) = (х 3) = х > 3
Слайд 39
Конъюнкция двух предикатов
Конъюнкцией n-местного предиката Р, определенного на
множествах М и k-местного предиката Q, определенного на множествах
L , называется новый (n+k)-местный предикат, определенный на этих множествах .
Обозначение P(x1, … xn) Q(y1, … yn)
Чтение: «P(x1, … xn) и Q(y1, … yn)»
Пример: Р(хR) = х > -3
Q(хR) = х < 3
P Q = х > -3 х < 3 = -3 < х < 3
Слайд 40
Дизъюнкция двух предикатов
Дизъюнкцией n-местного предиката Р, определенного на
множествах М и k-местного предиката Q, определенного на множествах
L , называется новый (n+k)-местный предикат, определенный на этих множествах .
Обозначение P(x1, … xn) Q(y1, … yn)
Чтение: «P(x1, … xn) или Q(y1, … yn)»
Пример: Р(хR) = х > -3
Q(хR) = х < 3
P Q = х > -3 х < 3 = -3 < х <
Слайд 41
Примеры
«Х – четное число»
«У – простое число»
Определены на
N < 21.
Указать множества истинности для:
Х
У
Х У
Х
У
(Х У)
(Х У)
Х У
Х У
Х У
Х У
Х У
Х У
Слайд 43
Кванторные операции над предикатами
Слайд 44
Кванторы. Отрицание предложений с кванторами
Слайд 45
Квантор общности
Операция над одноместным предикатом, означающая:
x(P(x)) – для
всех х имеет место Р(х)
Слайд 46
Квантор существования
Операция над одноместным предикатом, означающая:
x(P(x)) – для
всех х имеет место Р(х)
Слайд 47
Квантор можно применять и к n-местному предикату, в
результате получится n-1) – местный предикат. Переменную, к которой
относится квантор, называют связанной, остальные переменные – свободные.
Слайд 48
Какие переменные связанные и какие свободные?
Слайд 49
1. А(x) = "x – наука"; B(x) =
"x гуманитарная". Записать словами:
C =x(A(x) B(x)); D =x((A(x)&B(x))).
2. А(x) = "x – рыба"; B(x) = "x дышит жабрами". Записать словами:
C =x(A(x) B(x)); D = x(A(x)&B(x)).
Слайд 50
Он ничего не знает.
Некоторые абитуриенты поступили в институт.
Студент
ответил на некоторые вопросы.
Автобус останавливается на всех остановках.
Слайд 51
1. определить, какие переменные свободные, а какие связанные.
2. Даны предикаты: А(x) и B(x). Записать словами предложенные
формулы С и D.
Слайд 54
Применение логики предикатов к логико-математической практике
Слайд 55
Запись на языке логики предикатов различных предложений. Строение
математических теорем
Слайд 56
Тождественные преобразования предикатов
Слайд 57
Х - люди F(x) = «блондины»; G(x) =
«ездят на машинах»
x(F(x)&G(x)) = x(F(x)&
x(G(x)
«Для всех людей верно, что они блондины и ездят на машинах»
«Все люди блондины и все люди ездят на машинах»
x(F(x)G(x) = x(F(x) x (G(x)
«Для всех людей верно, что они блондины или ездят на машинах»
«Все люди блондины или все люди ездят на машинах»
x(F(x)&G(x))
«Неверно для всех людей, что они блондины и ездят на машинах»
( x(F(x)& xG(x)) = x(F(x) xG(x)
«Неверно, что все люди блондины и все люди ездят на машинах»
«Неверно, что все люди блондины или неверно, что все люди ездят на машинах»
Слайд 58
x(F(x)G(x)) = x(F(x)) x
(G(x))
«Есть люди, которые являются блондинами или ездят на машинах»
«Есть
люди – блондины или есть люди, ездящие на машинах»
x(F(x)&G(x) = x(F(x)& x (G(x))
«Есть люди, которые являются блондинами и ездят на машинах»
«Есть люди – блондины и есть люди, ездящие на машинах»
x(F(x)G(x)) = ( x(F(x)) x (G(x)) =
= x(F(x)) & x(G(x))
«Неверно, что есть люди, которые являются блондинами или ездят на машинах»
«Неверно, что есть люди – блондины или есть люди, ездящие на машинах»
«Неверно, что есть люди – блондины и есть люди, ездящие на машинах»
Слайд 59
Перенос квантора через отрицание
x(F(x)) =
x (F(x))
«Неверно, что все люди – блондины»
«Есть
люди –не блондины»
( x(F(x)) = x (F(x))
«Неверно, что некоторые люди – блондины»
«Для всех людей неверно, что они – блондины»
Слайд 60
Вынос квантора за скобки
x(F(x)&G) = x(F(x))
& G
«Для некоторых людей верно, что они блондины
и машины красного цвета»
«Некоторые люди – блондины и машины красного цвета»
x(F(x) G) = x(F(x)) G
«Для некоторых людей верно, что они блондины или машины красного цвета»
«Некоторые люди – блондины или машины красного цвета»
x(F(x)&G) = x(F(x)) & G
«Для всех людей верно, что они блондины и машины красного цвета»
«Все люди – блондины и машины красного цвета»
x(F(x) G) = x(F(x)) G
«Для всехлюдей верно, что они блондины или машины красного цвета»
«Все люди – блондины или машины красного цвета»
Слайд 61
Принцип математической индукции в предикатной форме
Слайд 72
Нормальный алгоритм Маркова. Машина Тьюринга
Слайд 73
Основные определения. Алгоритм Маркова