Transcript Document

Дискретні структури
Лекція 4
Елементи математичної логіки
4.1. Висловлювання та операції над ними
4.2. Булева алгебра
4.3. Булеві функції
4.1. Висловлювання та операції над ними
Основними об’єктами математичної логіки є висловлювання та
константи.
Висловлювання - будь-яке речення, про яке можна однозначно
сказати істинне воно чи хибне.
Приклад. Висловлювання A: «Число 9 ділиться націло на число 3»
– істинне висловлювання.
Висловлювання B: «Земля – друга від Сонця планета Сонячної
системи» – хибне висловлювання.
Висловлювання позначають великими латинськими буквами: A, B, C, …
Константи: логічний нуль – 0, та логічна одиниця – 1.
Логічний нуль позначають також F (від слова false – хибно, фальш),
а логічну одиницю – T (від слова true – істина, правда).
Приклад. В цих позначеннях можна записати: A = 1, B = 0.
Операції над висловлюваннями:
Логічна операція константа нуль створює завжди хибне
висловлювання.
F=0.
2. Логічна операція константа одиниця створює завжди істинне
висловлювання. F=1.
3. Логічна операція змінна Х створює висловлювання F=Х, яке дорівнює 0
тоді, коли Х дорівнює 0 і навпаки. Читається: “Висловлювання
залежить лише від Х”.
4. Логічна операція інверсія (логічне заперечення), позначається Х (не x,),
це висловлення, яке істинне, якщо x хибне, і хибне, якщо x істинне.
1.
5. Логічна операція кон’юнкція (логічне множення) висловлювань а та b
(позначається a  b (a & b, ab). Це складне висловлення, яке істинне тоді, і
лише тоді, коли істинні обидва висловлення a та b.
6. Логічна операція диз’юнкція (логічне додавання) висловлень а та b
(a 
b) — це складне висловлення, яке хибне тоді, і лише тоді, коли хибні
обидва висловлення a та b.
7. Логічна операція імплікація ab (a імплікує b) — це висловлювання, яке
хибне тоді, коли a істинне, а b — хибне.
8. Логічна операція еквівалентність ab (ab) істинна тоді, коли a та b
одночасно істинні або одночасно хибні.
Основні закони алгебри логіки
4.2. Булева алгебра
4.3. Булеві функції
Булева функція — функція, область значень якої 0 та 1, і яка
залежить від змінних, що набувають лише цих значень.
Три основні способи задання булевих функцій:
1) у вигляді формули, що вказує послідовність логічних операцій
над висловленнями;
2) у вигляді таблиці, в якій наведені значення істинності складного
висловлення;
3) за допомогою логічної схеми.
Областю визначення булевої функції від n змінних є сукупність
всіх можливих упорядкованих наборів значень змінних, які
називаються
двійковими.
Такі
набори
(x1,x2…xn)
впорядковують за зростанням відповідного двійкового числа,
тобто в i-му розряді (i = 0, 1, …, n – 1) знаходиться змінна
xi+1.
Для булевих функцій також можна скласти таблиці значень, що
відповідають основним логічним операціям.
Правило де Моргана для кон’юнкції - А  В  А  В
Основні класи булевих функцій

Функція f називається такою, що зберігає нуль, якщо на наборі з
нулів вона набуває значення 0. Наприклад, функції , , 0
зберігають нуль, а , , , |, 1 — не зберігають.

Функція f називається такою, що зберігає одиницю, якщо на наборі з
одиниць вона набуває значення 1. Наприклад, функції , , 1
зберігають одиницю, а , , , |, 0 — не зберігають.

Функція f називається самодвоїстою, якщо f(x1, x2, …, xn) =
= f(x1, x2, …,xn). Наприклад, функція
самодвоїста, а
несамодвоїсті — , , , , |, 0, 1.

Функція називається монотонною, якщо для будь-якої пари наборів
х = (x1, x2, …, xn) та y = (y1, y2, …, yn), таких що xi  yi, i =
= 1, …, n, f(x)  f(y). Монотонними є функції — , , 0, 1, а
немонотонними — , , , |.