waarheidstabellen boolese algebra · boolese algebra boole’s taalkundige stelling •elk denkbaar...

9
Boolese algebra

Upload: others

Post on 15-Jul-2020

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Waarheidstabellen Boolese algebra · Boolese algebra Boole’s taalkundige stelling •Elk denkbaar connectief is te definiëren met behulp van de Boolese connectieven ¬, $ en #

(p!q)↔r ! p!(q↔r) p!(q↔r) " (p!q)↔r p!(q↔r), p#r ! (p!q)↔r

Waarheidstabellen

p ! (q ↔ r)

0 1 0 1 0

0 1 0 0 1

0 1 1 0 0

0 1 1 1 1

1 1 0 1 0

1 0 0 0 1

1 0 1 0 0

1 1 1 1 1

(p ! q) ↔ r

0 1 0 0 0

0 1 0 1 1

0 1 1 0 0

0 1 1 1 1

1 0 0 1 0

1 0 0 0 1

1 1 1 0 0

1 1 1 1 1

p # r

0 0 0

0 1 1

0 0 0

0 1 1

1 1 0

1 1 1

1 1 0

1 1 1

Boolese algebra

Boole’s taalkundige stelling

• Elk denkbaar connectief is te definiëren met behulp van de Boolese connectieven ¬, $ en #.

Boole’s rekenkundige stelling

• Elk tweetal Boolese formules is logisch equivalent dan en slechts dan als die equivalentie (alleen) met de wetten van de Boolese algebra te berekenen is.

• (p % q) & r ! p # (q $ r)

• (p % q) & r $ ¬ (p # (q $ r)) ' (

(p % q) & r $ ¬ (p # (q $ r)) '

(p % q) & r $ ¬p $ ¬(q $ r) '

((p # q) $ ¬p) $ r $ (¬q # ¬r) '

((p$¬p) # (q$¬p)) $ ((¬q$r) # (¬r$r)) '

(( # (q $ ¬p)) $ ((¬q $ r) # () '

(q $ ¬p) $ (¬q $ r) '

(q $ ¬q) $ ¬p $ r '

( $ (¬p $ r) '

(

Page 2: Waarheidstabellen Boolese algebra · Boolese algebra Boole’s taalkundige stelling •Elk denkbaar connectief is te definiëren met behulp van de Boolese connectieven ¬, $ en #

(p!q)↔r ! p!(q↔r) p!(q↔r) " (p!q)↔r p!(q↔r), p#r ! (p!q)↔r

Waarheidstabellen

p ! (q ↔ r)

0 1 0 1 0

0 1 0 0 1

0 1 1 0 0

0 1 1 1 1

1 1 0 1 0

1 0 0 0 1

1 0 1 0 0

1 1 1 1 1

(p ! q) ↔ r

0 1 0 0 0

0 1 0 1 1

0 1 1 0 0

0 1 1 1 1

1 0 0 1 0

1 0 0 0 1

1 1 1 0 0

1 1 1 1 1

p # r

0 0 0

0 1 1

0 0 0

0 1 1

1 1 0

1 1 1

1 1 0

1 1 1

Boolese algebra

Boole’s taalkundige stelling

• Elk denkbaar connectief is te definiëren met behulp van de Boolese connectieven ¬, $ en #.

Boole’s rekenkundige stelling

• Elk tweetal Boolese formules is logisch equivalent dan en slechts dan als die equivalentie (alleen) met de wetten van de Boolese algebra te berekenen is.

• (p % q) & r ! p # (q $ r)

• (p % q) & r $ ¬ (p # (q $ r)) ' (

(p % q) & r $ ¬ (p # (q $ r)) '

(p % q) & r $ ¬p $ ¬(q $ r) '

((p # q) $ ¬p) $ r $ (¬q # ¬r) '

((p$¬p) # (q$¬p)) $ ((¬q$r) # (¬r$r)) '

(( # (q $ ¬p)) $ ((¬q $ r) # () '

(q $ ¬p) $ (¬q $ r) '

(q $ ¬q) $ ¬p $ r '

( $ (¬p $ r) '

(

Page 3: Waarheidstabellen Boolese algebra · Boolese algebra Boole’s taalkundige stelling •Elk denkbaar connectief is te definiëren met behulp van de Boolese connectieven ¬, $ en #

(p!q)↔r ! p!(q↔r) p!(q↔r) " (p!q)↔r p!(q↔r), p#r ! (p!q)↔r

Waarheidstabellen

p ! (q ↔ r)

0 1 0 1 0

0 1 0 0 1

0 1 1 0 0

0 1 1 1 1

1 1 0 1 0

1 0 0 0 1

1 0 1 0 0

1 1 1 1 1

(p ! q) ↔ r

0 1 0 0 0

0 1 0 1 1

0 1 1 0 0

0 1 1 1 1

1 0 0 1 0

1 0 0 0 1

1 1 1 0 0

1 1 1 1 1

p # r

0 0 0

0 1 1

0 0 0

0 1 1

1 1 0

1 1 1

1 1 0

1 1 1

Boolese algebra

Boole’s taalkundige stelling

• Elk denkbaar connectief is te definiëren met behulp van de Boolese connectieven ¬, $ en #.

Boole’s rekenkundige stelling

• Elk tweetal Boolese formules is logisch equivalent dan en slechts dan als die equivalentie (alleen) met de wetten van de Boolese algebra te berekenen is.

• (p % q) & r ! p # (q $ r)

• (p % q) & r $ ¬ (p # (q $ r)) ' (

(p % q) & r $ ¬ (p # (q $ r)) '

(p % q) & r $ ¬p $ ¬(q $ r) '

((p # q) $ ¬p) $ r $ (¬q # ¬r) '

((p$¬p) # (q$¬p)) $ ((¬q$r) # (¬r$r)) '

(( # (q $ ¬p)) $ ((¬q $ r) # () '

(q $ ¬p) $ (¬q $ r) '

(q $ ¬q) $ ¬p $ r '

( $ (¬p $ r) '

(

Page 4: Waarheidstabellen Boolese algebra · Boolese algebra Boole’s taalkundige stelling •Elk denkbaar connectief is te definiëren met behulp van de Boolese connectieven ¬, $ en #

(p!q)↔r ! p!(q↔r) p!(q↔r) " (p!q)↔r p!(q↔r), p#r ! (p!q)↔r

Waarheidstabellen

p ! (q ↔ r)

0 1 0 1 0

0 1 0 0 1

0 1 1 0 0

0 1 1 1 1

1 1 0 1 0

1 0 0 0 1

1 0 1 0 0

1 1 1 1 1

(p ! q) ↔ r

0 1 0 0 0

0 1 0 1 1

0 1 1 0 0

0 1 1 1 1

1 0 0 1 0

1 0 0 0 1

1 1 1 0 0

1 1 1 1 1

p # r

0 0 0

0 1 1

0 0 0

0 1 1

1 1 0

1 1 1

1 1 0

1 1 1

Boolese algebra

Boole’s taalkundige stelling

• Elk denkbaar connectief is te definiëren met behulp van de Boolese connectieven ¬, $ en #.

Boole’s rekenkundige stelling

• Elk tweetal Boolese formules is logisch equivalent dan en slechts dan als die equivalentie (alleen) met de wetten van de Boolese algebra te berekenen is.

• (p % q) & r ! p # (q $ r)

• (p % q) & r $ ¬ (p # (q $ r)) ' (

(p % q) & r $ ¬ (p # (q $ r)) '

(p % q) & r $ ¬p $ ¬(q $ r) '

((p # q) $ ¬p) $ r $ (¬q # ¬r) '

((p$¬p) # (q$¬p)) $ ((¬q$r) # (¬r$r)) '

(( # (q $ ¬p)) $ ((¬q $ r) # () '

(q $ ¬p) $ (¬q $ r) '

(q $ ¬q) $ ¬p $ r '

( $ (¬p $ r) '

(

Page 5: Waarheidstabellen Boolese algebra · Boolese algebra Boole’s taalkundige stelling •Elk denkbaar connectief is te definiëren met behulp van de Boolese connectieven ¬, $ en #

Normaalvormen• Een negatievorm is een Boolese formule met

alle negaties slechts direct voorkomend voor de propositionele variabelen.

• Een disjunctieve normaalvorm is een negatievorm met geen enkele disjunctie voorkomend binnen het bereik van een conjunctie.

• Een conjunctieve normaalvorm is een negatievorm met geen enkele conjunctie voorkomend binnen het bereik van een disjunctie.

Normaalvormstelling

• Elke propositionele formule is logisch equivalent met een disjunctieve en met een conjunctieve normaalvorm.

• De wetten van de Boolese algebra zijn voldoende om voor elke formule een equivalente disjunctieve of conjunctieve normaalvorm te berekenen.

(p!q)↔r

((p!q)!r) ! (r!(p!q))

(¬(p!q)"r) ! (¬r"(p!q))

(¬(¬p"q)"r) ! (¬r"(¬p"q))

(¬(¬p"q)"r) ! (¬r"¬p"q)

((¬¬p!¬q)"r) ! (¬r"¬p"q)

((p!¬q)"r) ! (¬r"¬p"q)

((p"r) ! (¬q"r)) ! (¬r"¬p"q)

(p"r) ! (¬q"r) ! (¬r"¬p"q)

(p!q)↔r

((p!q)!r) " (¬(p!q)!¬r)

((¬p"q)!r) " (¬(¬p"q)!¬r)

((¬p"q)!r) " (¬¬p!¬q!¬r)

((¬p"q)!r) " (p!¬q!¬r)

((¬p!r) " (q!r)) " (p!¬q!¬r)

(¬p!r) " (q!r) " (p!¬q!¬r)

Deductie

• Hf 3: Tableaus. Een ‘semantische’ methode voor het opsporen van tegenmodellen (Beth ca 1950)

• Hf 4: Natuurlijke deductie. ‘Syntactische’ bewijzen in menselijke redeneerstijl (Gentzen 1935, Prawitz 1965).

Tableaus Tableaus p!(q"r) # (p!q)"r

• Opdracht: vind (mbv tableau) een tegenmodel. Dwz een valuatie V die p!(q"r) waar maakt en

(p!q)"r onwaar:

V( p!(q"r) ) = 1 en V( (p!q)"r ) = 0

• De tableaumethode is zo sterk in het vinden van tegenmodellen dat de redenering gegarandeerd geldig is in het geval dat geen tegenmodel gevonden zou worden.

?

Page 6: Waarheidstabellen Boolese algebra · Boolese algebra Boole’s taalkundige stelling •Elk denkbaar connectief is te definiëren met behulp van de Boolese connectieven ¬, $ en #

Normaalvormen• Een negatievorm is een Boolese formule met

alle negaties slechts direct voorkomend voor de propositionele variabelen.

• Een disjunctieve normaalvorm is een negatievorm met geen enkele disjunctie voorkomend binnen het bereik van een conjunctie.

• Een conjunctieve normaalvorm is een negatievorm met geen enkele conjunctie voorkomend binnen het bereik van een disjunctie.

Normaalvormstelling

• Elke propositionele formule is logisch equivalent met een disjunctieve en met een conjunctieve normaalvorm.

• De wetten van de Boolese algebra zijn voldoende om voor elke formule een equivalente disjunctieve of conjunctieve normaalvorm te berekenen.

(p!q)↔r

((p!q)!r) ! (r!(p!q))

(¬(p!q)"r) ! (¬r"(p!q))

(¬(¬p"q)"r) ! (¬r"(¬p"q))

(¬(¬p"q)"r) ! (¬r"¬p"q)

((¬¬p!¬q)"r) ! (¬r"¬p"q)

((p!¬q)"r) ! (¬r"¬p"q)

((p"r) ! (¬q"r)) ! (¬r"¬p"q)

(p"r) ! (¬q"r) ! (¬r"¬p"q)

(p!q)↔r

((p!q)!r) " (¬(p!q)!¬r)

((¬p"q)!r) " (¬(¬p"q)!¬r)

((¬p"q)!r) " (¬¬p!¬q!¬r)

((¬p"q)!r) " (p!¬q!¬r)

((¬p!r) " (q!r)) " (p!¬q!¬r)

(¬p!r) " (q!r) " (p!¬q!¬r)

Deductie

• Hf 3: Tableaus. Een ‘semantische’ methode voor het opsporen van tegenmodellen (Beth ca 1950)

• Hf 4: Natuurlijke deductie. ‘Syntactische’ bewijzen in menselijke redeneerstijl (Gentzen 1935, Prawitz 1965).

Tableaus Tableaus p!(q"r) # (p!q)"r

• Opdracht: vind (mbv tableau) een tegenmodel. Dwz een valuatie V die p!(q"r) waar maakt en

(p!q)"r onwaar:

V( p!(q"r) ) = 1 en V( (p!q)"r ) = 0

• De tableaumethode is zo sterk in het vinden van tegenmodellen dat de redenering gegarandeerd geldig is in het geval dat geen tegenmodel gevonden zou worden.

?

Page 7: Waarheidstabellen Boolese algebra · Boolese algebra Boole’s taalkundige stelling •Elk denkbaar connectief is te definiëren met behulp van de Boolese connectieven ¬, $ en #

Normaalvormen• Een negatievorm is een Boolese formule met

alle negaties slechts direct voorkomend voor de propositionele variabelen.

• Een disjunctieve normaalvorm is een negatievorm met geen enkele disjunctie voorkomend binnen het bereik van een conjunctie.

• Een conjunctieve normaalvorm is een negatievorm met geen enkele conjunctie voorkomend binnen het bereik van een disjunctie.

Normaalvormstelling

• Elke propositionele formule is logisch equivalent met een disjunctieve en met een conjunctieve normaalvorm.

• De wetten van de Boolese algebra zijn voldoende om voor elke formule een equivalente disjunctieve of conjunctieve normaalvorm te berekenen.

(p!q)↔r

((p!q)!r) ! (r!(p!q))

(¬(p!q)"r) ! (¬r"(p!q))

(¬(¬p"q)"r) ! (¬r"(¬p"q))

(¬(¬p"q)"r) ! (¬r"¬p"q)

((¬¬p!¬q)"r) ! (¬r"¬p"q)

((p!¬q)"r) ! (¬r"¬p"q)

((p"r) ! (¬q"r)) ! (¬r"¬p"q)

(p"r) ! (¬q"r) ! (¬r"¬p"q)

(p!q)↔r

((p!q)!r) " (¬(p!q)!¬r)

((¬p"q)!r) " (¬(¬p"q)!¬r)

((¬p"q)!r) " (¬¬p!¬q!¬r)

((¬p"q)!r) " (p!¬q!¬r)

((¬p!r) " (q!r)) " (p!¬q!¬r)

(¬p!r) " (q!r) " (p!¬q!¬r)

Deductie

• Hf 3: Tableaus. Een ‘semantische’ methode voor het opsporen van tegenmodellen (Beth ca 1950)

• Hf 4: Natuurlijke deductie. ‘Syntactische’ bewijzen in menselijke redeneerstijl (Gentzen 1935, Prawitz 1965).

Tableaus Tableaus p!(q"r) # (p!q)"r

• Opdracht: vind (mbv tableau) een tegenmodel. Dwz een valuatie V die p!(q"r) waar maakt en

(p!q)"r onwaar:

V( p!(q"r) ) = 1 en V( (p!q)"r ) = 0

• De tableaumethode is zo sterk in het vinden van tegenmodellen dat de redenering gegarandeerd geldig is in het geval dat geen tegenmodel gevonden zou worden.

?

Page 8: Waarheidstabellen Boolese algebra · Boolese algebra Boole’s taalkundige stelling •Elk denkbaar connectief is te definiëren met behulp van de Boolese connectieven ¬, $ en #

Normaalvormen• Een negatievorm is een Boolese formule met

alle negaties slechts direct voorkomend voor de propositionele variabelen.

• Een disjunctieve normaalvorm is een negatievorm met geen enkele disjunctie voorkomend binnen het bereik van een conjunctie.

• Een conjunctieve normaalvorm is een negatievorm met geen enkele conjunctie voorkomend binnen het bereik van een disjunctie.

Normaalvormstelling

• Elke propositionele formule is logisch equivalent met een disjunctieve en met een conjunctieve normaalvorm.

• De wetten van de Boolese algebra zijn voldoende om voor elke formule een equivalente disjunctieve of conjunctieve normaalvorm te berekenen.

(p!q)↔r

((p!q)!r) ! (r!(p!q))

(¬(p!q)"r) ! (¬r"(p!q))

(¬(¬p"q)"r) ! (¬r"(¬p"q))

(¬(¬p"q)"r) ! (¬r"¬p"q)

((¬¬p!¬q)"r) ! (¬r"¬p"q)

((p!¬q)"r) ! (¬r"¬p"q)

((p"r) ! (¬q"r)) ! (¬r"¬p"q)

(p"r) ! (¬q"r) ! (¬r"¬p"q)

(p!q)↔r

((p!q)!r) " (¬(p!q)!¬r)

((¬p"q)!r) " (¬(¬p"q)!¬r)

((¬p"q)!r) " (¬¬p!¬q!¬r)

((¬p"q)!r) " (p!¬q!¬r)

((¬p!r) " (q!r)) " (p!¬q!¬r)

(¬p!r) " (q!r) " (p!¬q!¬r)

Deductie

• Hf 3: Tableaus. Een ‘semantische’ methode voor het opsporen van tegenmodellen (Beth ca 1950)

• Hf 4: Natuurlijke deductie. ‘Syntactische’ bewijzen in menselijke redeneerstijl (Gentzen 1935, Prawitz 1965).

Tableaus Tableaus p!(q"r) # (p!q)"r

• Opdracht: vind (mbv tableau) een tegenmodel. Dwz een valuatie V die p!(q"r) waar maakt en

(p!q)"r onwaar:

V( p!(q"r) ) = 1 en V( (p!q)"r ) = 0

• De tableaumethode is zo sterk in het vinden van tegenmodellen dat de redenering gegarandeerd geldig is in het geval dat geen tegenmodel gevonden zou worden.

?

Page 9: Waarheidstabellen Boolese algebra · Boolese algebra Boole’s taalkundige stelling •Elk denkbaar connectief is te definiëren met behulp van de Boolese connectieven ¬, $ en #

Normaalvormen• Een negatievorm is een Boolese formule met

alle negaties slechts direct voorkomend voor de propositionele variabelen.

• Een disjunctieve normaalvorm is een negatievorm met geen enkele disjunctie voorkomend binnen het bereik van een conjunctie.

• Een conjunctieve normaalvorm is een negatievorm met geen enkele conjunctie voorkomend binnen het bereik van een disjunctie.

Normaalvormstelling

• Elke propositionele formule is logisch equivalent met een disjunctieve en met een conjunctieve normaalvorm.

• De wetten van de Boolese algebra zijn voldoende om voor elke formule een equivalente disjunctieve of conjunctieve normaalvorm te berekenen.

(p!q)↔r

((p!q)!r) ! (r!(p!q))

(¬(p!q)"r) ! (¬r"(p!q))

(¬(¬p"q)"r) ! (¬r"(¬p"q))

(¬(¬p"q)"r) ! (¬r"¬p"q)

((¬¬p!¬q)"r) ! (¬r"¬p"q)

((p!¬q)"r) ! (¬r"¬p"q)

((p"r) ! (¬q"r)) ! (¬r"¬p"q)

(p"r) ! (¬q"r) ! (¬r"¬p"q)

(p!q)↔r

((p!q)!r) " (¬(p!q)!¬r)

((¬p"q)!r) " (¬(¬p"q)!¬r)

((¬p"q)!r) " (¬¬p!¬q!¬r)

((¬p"q)!r) " (p!¬q!¬r)

((¬p!r) " (q!r)) " (p!¬q!¬r)

(¬p!r) " (q!r) " (p!¬q!¬r)

Deductie

• Hf 3: Tableaus. Een ‘semantische’ methode voor het opsporen van tegenmodellen (Beth ca 1950)

• Hf 4: Natuurlijke deductie. ‘Syntactische’ bewijzen in menselijke redeneerstijl (Gentzen 1935, Prawitz 1965).

Tableaus Tableaus p!(q"r) # (p!q)"r

• Opdracht: vind (mbv tableau) een tegenmodel. Dwz een valuatie V die p!(q"r) waar maakt en

(p!q)"r onwaar:

V( p!(q"r) ) = 1 en V( (p!q)"r ) = 0

• De tableaumethode is zo sterk in het vinden van tegenmodellen dat de redenering gegarandeerd geldig is in het geval dat geen tegenmodel gevonden zou worden.

?