Просмотр содержимого документа
«Законы равносильности»
Тема занятия: Равносильные логические выражения
Логические выражения называются равносильными, если их истинностные значения совпадают при любых значениях входящих в них логических переменных.
В алгебре логики имеется ряд законов, позволяющих производить равносильные преобразования логических выражений. Приведем соотношения, отражающие эти законы.
1)
¬0=1
¬1=0
X&1=X
X&0=0
Xv0=X
Xv1=1
Правила выполнения операций над константами
(свойства операций отрицания, конъюнкции и дизъюнкции)
2)
¬(¬A)=A
Закон двойного отрицания
Двойное отрицание исключает отрицание.
3)
X&Y=Y&X
XvY=YvX
Законы коммутативности (переместительный закон)
Результат операции над высказываниями не зависит от того,
в каком порядке берутся эти высказывания.
В обычной алгебре: а+b=b+а, а*b = b*а.
4)
X&Y&Z=(X&Y)&Z=X&(Y&Z)
XvYvZ =(XvY)vZ =Xv(YvZ)
Законы ассоциативности (сочетательный закон)
Переменные можно группировать в любом порядке, как для
операции конъюнкции, так и для операции дизъюнкции.
При одинаковых знаках скобки можно ставить произвольно или
вообще опускать.
В обычной алгебре: (а+b)+с=а+(b+с)=а+b+с,
(а*b)*с =а*(b*с)=а*b*с.
5)
Xv(Y&Z)=(XvY)&(XvZ)
X&(YvZ)=(X&Y)v(X&Z)
Распределительные (дистрибутивный) законы
В алгебре логики допускается вынесение общего высказывания
за скобки.
В обычной алгебре справедлив распределительный закон
только для сложения: (а+b)*с=а*с+b*с.
6)
¬(XvY)=¬X&¬Y
¬(X&Y)=¬Xv¬Y
(X=Y)=¬XvY
¬(X=Y)=X&¬Y
Законы общей инверсии (законы де Моргана)
Описывает эффект отрицания переменных, связанных
операциями И и ИЛИ.
Используя формулы де Моргана, можно всякую сложную
формулу записать так, чтобы знак отрицания распространялся
только на простые высказывания, входящие в эту формулу.
7)
X&X=X
YvY=Y
Законы идемпотентности
Закон означает отсутствие показателей степени.
8)
X&¬X=0
Закон противоречия
Невозможно, чтобы противоречащие высказывания были одновременно истинными.
9)
Xv¬X=1
Закон исключения третьего
Из двух противоречащих высказываний об одном и том же
предмете одно всегда истинно, а второе — ложно, третьего
не дано.
10)
Xv(X&Y)=X
X&(XvY)=X
Xv(¬X&Y)=XvY
¬X&(XvY)=¬X&Y
Законы поглощения
11)
(X&Y)v(X&¬Y)=X
(XvY)&(Xv¬Y)=X
Законы исключения (склеивания)
12)
(XY)=(YX)
Закон контрапозиции (правило перевертывания)
Справедливость приведенных законов можно доказать табличным способом: выписать все наборы значений X и Y, вычислить на них значения левой и правой частей доказываемого выражения и убедиться, что результирующие столбцы совпадут.
Поскольку переменные в алгебре логики принимают только два значения, такая процедура оказывается вполне допустимой.
Таким образом, используя основные свойства операций алгебры логики, можно одну формулу заменить другой, ей равносильной.
2. Равносильности, выражающие одни логические операции через другие
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Пример 1.Доказать равносильность
Решение. Для доказательства равносильности подвергнем ее левую часть равносильным преобразованиям: .
Определение Формула А называется тождественноистинной (или тавтологией), если она принимает значение 1 при всех значениях входящих в нее переменных.
Определение
Формула А называется тождественноложной, если она принимает значение 0 при всех значениях входящих в нее переменных.
Пример 2. Доказать тождественную истинность формулы:
.
Решение. Подвергнем формулу А равносильным преобразованиям
.
В алгебре логики доказано, что любую логическую функцию можно выразить через комбинацию логических операций: отрицание, конъюнкцию и дизъюнкцию.
Импликацию можно выразить через дизъюнкцию и отрицание:
Эквиваленцию можно выразить через отрицание, дизъюнкцию и конъюнкцию:
Докажите самостоятельно справедливость этих утверждений(с помощью построения таблиц истинности).