Wykład 6. Reguły inferencyjne systemu aksjomatycznego Klasycznego Rachunku Zdań

Podobne dokumenty
Andrzej Wiśniewski Logika I Materiały do wykładu dla studentów kognitywistyki. Wykład 10. Twierdzenie o pełności systemu aksjomatycznego KRZ

Andrzej Wiśniewski Logika II. Wykłady 9 i 10a. Wybrane modalne rachunki zdań. Ujęcie aksjomatyczne

Andrzej Wiśniewski Logika I Materiały do wykładu dla studentów kognitywistyki. Wykłady 7 i 8. Aksjomatyczne ujęcie Klasycznego Rachunku Zdań

Wykład 11b. System aksjomatyczny Klasycznego Rachunku Predykatów. Aksjomaty i reguły inferencyjne

Elementy logiki. Wojciech Buszkowski Wydział Matematyki i Informatyki UAM Zakład Teorii Obliczeń

Andrzej Wiśniewski Logika I Materiały do wykładu dla studentów kognitywistyki. Wykład 9. Koniunkcyjne postacie normalne i rezolucja w KRZ

Wykład 11a. Składnia języka Klasycznego Rachunku Predykatów. Języki pierwszego rzędu.

RACHUNEK ZDAŃ 7. Dla każdej tautologii w formie implikacji, której poprzednik również jest tautologią, następnik także jest tautologią.

Andrzej Wiśniewski Logika II. Materiały do wykładu dla studentów kognitywistyki

Andrzej Wiśniewski Logika I Materiały do wykładu dla studentów kognitywistyki. Wykłady 12 i 13. Dowód i dowodzenie w KRP. Tezy KRP

Np. Olsztyn leży nad Łyną - zdanie prawdziwe, wartość logiczna 1 4 jest większe od 5 - zdanie fałszywe, wartość logiczna 0

Andrzej Wiśniewski Logika II. Materiały do wykładu dla studentów kognitywistyki. Wykład 15. Trójwartościowa logika zdań Łukasiewicza

Logika I. Wykład 4. Semantyka Klasycznego Rachunku Zdań

Tautologia (wyrażenie uniwersalnie prawdziwe - prawo logiczne)

METODY DOWODZENIA TWIERDZEŃ I AUTOMATYZACJA ROZUMOWAŃ

Wstęp do logiki. Klasyczny Rachunek Zdań III

LOGIKA Klasyczny Rachunek Zdań

Paradygmaty dowodzenia

Podstawowe Pojęcia. Semantyczne KRZ

0.1. Logika podstawowe pojęcia: zdania i funktory, reguły wnioskowania, zmienne zdaniowe, rachunek zdań.

Definicja: alfabetem. słowem długością słowa

Logika Stosowana. Wykład 1 - Logika zdaniowa. Marcin Szczuka. Instytut Informatyki UW. Wykład monograficzny, semestr letni 2016/2017

Metody dowodzenia twierdzeń i automatyzacja rozumowań Systemy aksjomatyczne I

Andrzej Wiśniewski Logika II. Materiały do wykładu dla studentów kognitywistyki. Wykład 14. Wprowadzenie do logiki intuicjonistycznej

Andrzej Wiśniewski Logika II. Wykłady 10b i 11. Semantyka relacyjna dla normalnych modalnych rachunków zdań

LOGIKA Dedukcja Naturalna

Monoidy wolne. alfabetem. słowem długością słowa monoidem wolnym z alfabetem Twierdzenie 1.

Wstęp do logiki. Klasyczny Rachunek Zdań II

Logika Matematyczna. Zadania Egzaminacyjne, 2007

Logika Matematyczna (10)

Dowody założeniowe w KRZ

ĆWICZENIE 4 KRZ: A B A B A B A A METODA TABLIC ANALITYCZNYCH

1. Wstęp do logiki. Matematyka jest nauką dedukcyjną. Nowe pojęcia definiujemy za pomocą pojęć pierwotnych lub pojęć uprzednio wprowadzonych.

Rachunek logiczny. 1. Język rachunku logicznego.

Logika Matematyczna (2,3)

Logika. Michał Lipnicki. 15 stycznia Zakład Logiki Stosowanej UAM. Michał Lipnicki () Logika 15 stycznia / 37

Algebrę L = (L, Neg, Alt, Kon, Imp) nazywamy algebrą języka logiki zdań. Jest to algebra o typie

Elementy logiki i teorii mnogości

JEZYKOZNAWSTWO. I NAUKI O INFORMACJI, ROK I Logika Matematyczna: egzamin pisemny 11 czerwca Imię i Nazwisko:... FIGLARNE POZNANIANKI

Klasyczny rachunek predykatów

Logika pragmatyczna. Logika pragmatyczna. Kontakt: Zaliczenie:

5. OKREŚLANIE WARTOŚCI LOGICZNEJ ZDAŃ ZŁOŻONYCH

ĆWICZENIE 2. DEF. Mówimy, że formuła A wynika logicznie z formuł wartościowanie w, takie że w A. A,, A w KRZ, jeżeli nie istnieje

Elementy logiki Klasyczny rachunek zdań. Wojciech Buszkowski Zakład Teorii Obliczeń Wydział Matematyki i Informatyki Uniwersytet im.

JEZYKOZNAWSTWO. I NAUKI O INFORMACJI, ROK I Logika Matematyczna: egzamin pisemny 18 czerwca Imię i Nazwisko:... I

MATEMATYKA DYSKRETNA, PODSTAWY LOGIKI I TEORII MNOGOŚCI

Paradoks wszechwiedzy logicznej (logical omniscience paradox) i wybrane metody jego unikania

JEZYKOZNAWSTWO. I NAUKI O INFORMACJI, ROK I Logika Matematyczna: egzamin pisemny 29 czerwca Imię i Nazwisko:...

Podstawy Sztucznej Inteligencji (PSZT)

Andrzej Wiśniewski Logika II. Wykład 6. Wprowadzenie do semantyki teoriomodelowej cz.6. Modele i pełność

WYKŁAD 3: METODA AKSJOMATYCZNA

Przykłady zdań w matematyce. Jeśli a 2 + b 2 = c 2, to trójkąt o bokach długości a, b, c jest prostokątny (a, b, c oznaczają dane liczby dodatnie),

Drzewa Semantyczne w KRZ

III rok kognitywistyki UAM,

Wprowadzenie do logiki Zdania, cz. III Język Klasycznego Rachunku Predykatów

vf(c) =, vf(ft 1... t n )=vf(t 1 )... vf(t n ).

Logika Stosowana. Wykład 2 - Logika modalna Część 2. Marcin Szczuka. Instytut Informatyki UW. Wykład monograficzny, semestr letni 2016/2017

Logika pragmatyczna dla inżynierów

Imię i nazwisko:... OBROŃCY PRAWDY

III rok kognitywistyki UAM,

Logika. Michał Lipnicki. 18 listopada Zakład Logiki Stosowanej UAM. Michał Lipnicki Logika 18 listopada / 1

Wprowadzenie do logiki epistemicznej. Przekonania i wiedza

Klasyczny rachunek zdań 1/2

Kultura logiczna Klasyczny rachunek zdań 1/2

Metody dowodzenia twierdzeń i automatyzacja rozumowań Tabele syntetyczne: definicje i twierdzenia

Wykład 5. Metoda tabel analitycznych dla Klasycznego Rachunku Zdań

Logika Matematyczna (5-7)

Uwagi wprowadzajace do reguł wnioskowania w systemie tabel analitycznych logiki pierwszego rzędu

Matematyka ETId Elementy logiki

Logika formalna wprowadzenie. Ponieważ punkty 10.i 12. nie były omawiane na zajęciach, dlatego można je przeczytać fakultatywnie.

Elementy logiki matematycznej

Elementy logiki Klasyczny rachunek zdań. Wojciech Buszkowski Zakład Teorii Obliczeń Wydział Matematyki i Informatyki Uniwersytet im.

Kultura logiczna Wnioskowania dedukcyjne

Lekcja 3: Elementy logiki - Rachunek zdań

Metoda tabel semantycznych. Dedukcja drogi Watsonie, dedukcja... Definicja logicznej konsekwencji. Logika obliczeniowa.

Trzy razy o indukcji

Ziemia obraca się wokół Księżyca, bo posiadając odpowiednią wiedzę można stwierdzić, czy są prawdziwe, czy fałszywe. Zdaniami nie są wypowiedzi:

Myślenie w celu zdobycia wiedzy = poznawanie. Myślenie z udziałem rozumu = myślenie racjonalne. Myślenie racjonalne logiczne statystyczne

Logika intuicjonistyczna

Adam Meissner.

Rachunek zdań. Materiały pomocnicze do wykładu. wykładowca: dr Magdalena Kacprzak

Drobinka semantyki KRP

Teoretyczne Podstawy Języków Programowania Wykład 1. Rachunek zdań

Struktury formalne, czyli elementy Teorii Modeli

Wybierz cztery z poniższych pięciu zadań. Poprawne rozwiazanie dwóch zadań oznacza zdany egzamin.

Elementy logiki matematycznej

Logika Matematyczna (1)

Kultura logiczna Klasyczny rachunek zdań 2/2

WYKŁAD 7: DEDUKCJA NATURALNA

Logika Stosowana. Wykład 7 - Zbiory i logiki rozmyte Część 3 Prawdziwościowa logika rozmyta. Marcin Szczuka. Instytut Informatyki UW

Andrzej Wiśniewski Logika II. Wykłady 12 i 13. Metoda tabel analitycznych dla normalnych modalnych rachunków zdań

LOGIKA I TEORIA ZBIORÓW

Rachunek zdań i predykatów

Reguły gry zaliczenie przedmiotu wymaga zdania dwóch testów, z logiki (za ok. 5 tygodni) i z filozofii (w sesji); warunkiem koniecznym podejścia do

Andrzej Wiśniewski Logika II. Materiały do wykładu dla studentów kognitywistyki. Wykład 8. Modalności i intensjonalność

NOWE ODKRYCIA W KLASYCZNEJ LOGICE?

ROZDZIAŁ 1. Rachunek funkcyjny

Konsekwencja logiczna

Logika I. Wykład 1. Wprowadzenie do rachunku zbiorów

Schematy Piramid Logicznych

Transkrypt:

Andrzej Wiśniewski Logika I Materiały do wykładu dla studentów kognitywistyki Wykład 6. Reguły inferencyjne systemu aksjomatycznego Klasycznego Rachunku Zdań

System aksjomatyczny logiki Budując logikę w postaci systemu aksjomatycznego, musimy scharakteryzować: 1) język sformalizowany, w którym wyrażone będą prawa interesującej nas logiki, oraz wyrażenia tego języka, które uważamy za poprawnie zbudowane; takie wyrażenia nazwiemy zwykle formułami języka rozważanej logiki, 2) reguły inferencyjne, które mówią nam, jak możemy wyprowadzać formuły z formuł, 3) zbiór aksjomatów budowanej logiki. Język KRZ oraz pojęcie formuły języka KRZ (dalej krótko: formuły) zostały scharakteryzowane na wykładzie 4. Zajmijmy się teraz regułami inferencyjnymi. Uwaga: Istnieje wiele systemów aksjomatycznych KRZ. Na początek zajmiemy się jednym z nich. Reguły inferencyjne będą regułami tego właśnie systemu.

Reguła odrywania Reguła odrywania: Z dwóch formuł, z których pierwsza ma postać implikacji A B, a druga jest poprzednikiem tej implikacji, tj. formułą A, wolno wyprowadzić formułę B, tj. następnik rozważanej implikacji. Schematycznie zapisujemy regułę odrywania następująco: A B A B Zamiast reguła odrywania piszemy krótko RO.

Reguła odrywania Przykład 6.1. 1. (p (q p)) ((p q) (p p)) 2. p (q p) 3. (p q) (p p) [1, 2: RO] Przykład 6.2. 1. (p q) ((q r) (p r)) 2. p q 3. q r 4. (q r) (p r) [1, 2: RO] 5. p r [4, 3: RO]

Reguła odrywania Twierdzenie 6.1. (semantyczne twierdzenie o odrywaniu) Jeżeli formuła postaci A B jest tautologią KRZ oraz formuła A jest tautologią KRZ, to formuła B jest tautologią KRZ. Dowód: Zapraszam na wykład :) Widzimy zatem, że reguła odrywania zastosowana do przesłanek będących tautologiami prowadzi do wniosku będącego tautologią. Nie znaczy to oczywiście, że RO wolno stosować tylko do przesłanek będących tautologiami. W przykładzie 6.1 obie przesłanki były tautologiami, natomiast w przykładzie 6.2 tylko pierwsza przesłanka była tautologią.

Reguła podstawiania Uwaga: W oficjalnym zapisie zmiennymi zdaniowymi są napisy: p 1, p 2, p 3,.... Zmienne zdaniowe należą do alfabetu języka KRZ. Pisząc p i, p j, p k, etc., przechodzimy natomiast na poziom metajęzyka; wyrażenia takie są w istocie metajęzykowymi zmiennymi, których wartościami są zmienne zdaniowe języka KRZ. Reguła podstawiania: Z formuły A wolno wyprowadzić formułę powstającą z A poprzez zastąpienie zmiennej zdaniowej p i (na każdym miejscu, gdzie występuje ona w A) formułą B. Tego rodzaju konsekwentne zastępowanie zmiennej zdaniowej p i w formule A formułą B nazywamy podstawianiem formuły B za zmienną p i w formule A. Zamiast reguła podstawiania piszemy krótko RP.

Reguła podstawiania Przykład 6.3. 1. (p 1 (p 2 p 1 )) 2. ((p 2 p 1 ) (p 2 (p 2 p 1 ))) [1 RP: p 1 /(p 2 p 1 )] Przykład 6.3.* 1. p (q p) 2. q p (q q p) [1 RP: p/q p] Przykład 6.4. 1. p (q p) 2. p (p p) [1 RP: q/p]

Operacja podstawiania Aby sformułować regułę podstawiania z większym stopniem precyzji, musimy najpierw zdefiniować operację podstawiania formuły za zmienną w formule. Definicja tego pojęcia jest indukcyjna. Napis A[p i /B] skraca wyrażenie wynik podstawienia formuły B za zmienną p i w formule A. Najprostsze formuły to zmienne zdaniowe. Mamy: (1) p k [p i /B] = p k, gdy i k B, gdy i = k. Komentarz: gdy podstawiamy B za zmienną w formule będącej właśnie tą zmienną, otrzymujemy B; w przeciwnym przypadku wynik podstawienia będzie po prostu wyjściową zmienną.

Operacja podstawiania Przykład 6.5. p 1 [p 2 /(p 3 p 4 )] = p 1 jako że i k, tj. 2 1. p 1 [p 1 /(p 3 p 4 )] = (p 3 p 4 ) ponieważ i = k, tj. 1 = 1. Przykład 6.5.* p[q/(r s)] = p p[p/(r s)] = (r s) Komentarz: W definicji dopuszczamy paradoksalny przypadek podstawiania za zmienną nieobecną, ponieważ chcemy, aby wynik podstawiania był zawsze określony (w tym paradoksalnym przypadku wynik jest po prostu identyczny z wyjściową zmienną).

(2) Jeżeli A ma postać C, to A[p i /B] = C[p i /B]. Operacja podstawiania Przykład 6.6. Niech A będzie formułą p. Wówczas C = p. Niech B będzie formułą (r s). Mamy: p[p/(r s)] = (r s) jako że p[p/(r s)] = (r s). (3) Jeżeli A ma postać (C D), to A[p i /B] = (C[p i /B] D[p i /B]). Przykład 6.7. Niech A = (p (q p)). Wówczas C = p oraz D = (q p). Niech B = p. Mamy: (p (q p))[p/ p] = = (p[p/ p] (q p)[p/ p]) = = (p[p/ p] (q[p/ p] p[p/ p)) = = ( p (q p))

Operacja podstawiania (4) Jeżeli A ma postać (C D), to A[p i /B] = (C[p i /B] D[p i /B]). (5) Jeżeli A ma postać (C D), to A[p i /B] = (C[p i /B] D[p i /B]). (6) Jeżeli A ma postać (C D), to A[p i /B] = (C[p i /B] D[p i /B]). Uwaga dla purystów: Gdy mówimy o jakimś przedmiocie, musimy użyć jego nazwy, a nie samego tego przedmiotu. Zasada ta dotyczy wszelkich przedmiotów, w tym również przedmiotów będących wyrażeniami. Gdy mówimy (w metajęzyku) o wyrażeniach pewnego języka przedmiotowego, musimy dysponować zarówno metodą tworzenia nazw konkretnych wyrażeń tego języka, jak i tworzenia nazw dla klas wyrażeń posiadających tę samą formę. Do tego ostatniego celu służą (w logice) tzw. różki Quine a, mające postać. Przykładowo, napis (C D) jest nazwą dowolnego wyrażenia zbudowanego następująco: lewy nawias formuła znak koniunkcji - formuła prawy nawias. Używając znaków, możemy określić operację podstawiania w sposób zupełnie ścisły. Przykładowo, odpowiednikiem warunku (4) będzie: (4*) Jeżeli A = (C D), to A[p i /B] = (C[p i /B] D[p i /B]) Dla celów tego wykładu taki stopień ścisłości nie jest jednak niezbędny.

Reguła podstawiania Możemy teraz zapisać regułę podstawiania następująco: A A[p i /B] Prawdziwe jest: Twierdzenie 6.2. (semantyczne twierdzenie o podstawianiu) Jeżeli formuła A jest tautologią KRZ, to formuła A[p i /B] jest tautologią KRZ. Dowód: Zapraszam na wykład :) Tak więc stosując regułę podstawiania do tautologii, otrzymujemy tautologię.

Uwagi o podstawianiu Reguła podstawiania jest regułą inferencyjną, której stosowanie do tautologii nigdy nie wyprowadzi nas poza zbiór tautologii. Nie jest ona natomiast regułą, której stosowanie gwarantuje wynikanie logiczne wniosku z przesłanki. Oto prosty przykład: 1. p 2. q [1 RP: p/q] Weźmy teraz wartościowanie v takie, że v(p) = 1 oraz v(q) = 0. Jest oczywiste, że formuła q nie wynika logicznie na gruncie KRZ z formuły p. Gwarancja przechodzenia od tautologii do tautologii jest jednak dokładnie tym, czego potrzebujemy w konstrukcji systemu aksjomatycznego Klasycznego Rachunku Zdań.

Uwagi o podstawianiu Rozważmy teraz następujący przykład dwukrotnego stosowania reguły RP: 1. (p q) ( q p) 2. (r q) ( q r) [1 RP: p/r] 3. (r s) ( s r) [2 RP: q/s] Jest oczywiste, że taki sam wynik uzyskamy poprzez równoczesne podstawienie r za p oraz s za q w formule (1): 1. (p q) ( q p) 3*. (r s) ( s r) [1 RP: p/r, q/s] oraz że przejście od (1) do (3*) możemy zawsze rozbudować tak, że stosowana jest RP w jej sformułowanej wyżej postaci.

Uwagi o podstawianiu W przypadku równoczesnego podstawiania należy jednak zachować należytą staranność w sytuacji, gdy zmienne, za które podstawiamy, występują też w formułach, które są podstawiane. Przykładowo, wynikiem równoczesnego podstawienia w formule: 1. p (q p) za zmienną p formuły (p q), a za zmienną q formuły p będzie oczywiście: 2. (p q) (p (p q)) a nie: 2.* (p p) (p (p p))