Слайд 1Лекция №6
Элементы математической логики. Логические функции Excel.
Слайд 2Логика - это наука, изучающая правильность суждений, рассуждений и доказательств.
Суждение
истинно, если оно отражает действительное положение вещей. Примеры истинных суждений: «снег белый», «2´2 = 4», «театр - это искусство».
Суждение ложно, если оно противоречит истинному положению вещей. Примеры ложных утверждений - «2´2 = 5», «снег - черный», «Земля плоская».
Математическая логика - это дисциплина, изучающая технику математических доказательств.
Слайд 3IV век Аристотель
XVIII век Эйлер
XVII век Лейбниц
XIX Дж. Буль
«все a суть b»
«некоторые a суть b» «все a не суть b» «не все a суть b»
Слайд 4Логика высказываний
высказывание – любое повествовательное предложение, про которое известно, является оно
истинным или ложным.
а)«сумма чисел 2 и 5 равна 7» (истинное высказывание),
б) «2 + 5 = 7» — предыдущее высказывание, записанное с помощью математических символов,
в) «для всех значений x верно
неравенство (ложное высказывание),
г) «завтра будет солнечный день» (может быть истинным или ложным).
Высказывания обозначаются заглавными буквами латинского алфавита – A, B и т.д.
Слайд 5высказывательные формы (предикаты) – предложения, содержащие переменную. Например, выражение «
»
Слайд 6«У кошки 4 ноги»;
«Сумма углов треугольника равна 180°»;
«Температура кипения воды 180°»;
«У
квадрата есть прямой угол»;
«2x = 3y»;
«Число 5 делится на 2 без остатка»;
«x < 5»;
«У квадрата есть только один прямой угол»;
«a + b = 10»;
«Дважды два – четыре»;
«Пустое множество не имеет подмножеств».
Слайд 7Простые и сложные высказывания
Высказывание имеет вид повествовательного предложения. Из двух таких предложений можно
получить новые с помощью логических связок – союзов «и», «или», « если…,то», «тогда и только тогда, когда» и частицы «не». Такие предложения будем называть составными.
Предложения, не являющиеся составными, называются элементарными.
Соответственно, если можно судить об истинности или ложности таких предложений, то они будут называться простыми и составными высказываниями.
Слайд 8Логические операции над высказываниями
Высказывание «А и В», истинное, если истинны оба
высказывания А и В, и ложное, если хотя бы одно из них ложно, называется конъюнкцией этих высказываний и обозначается А^В.
Высказывание «А или В», истинное, если истинно хотя бы одно из высказываний А или В, и ложное лишь в одном случае, когда оба высказывания А и В ложны, называется дизъюнкцией этих высказываний и обозначается А В.
Слайд 9Таблица истинности для высказывания А ^ В
Таблица истинности для высказывания
А В
Слайд 10 Отрицание
Логическая операция, соответствующая логической связке «не», называется отрицанием.
Высказывание «не А»,
истинное лишь в том случае, когда высказывание А ложно и ложное лишь в том случае, когда высказывание А истинно, называется отрицанием А и обозначается .
Слайд 11Импликация и эквиваленция
Импликацией высказываний А и В называют высказывание
(читается «если А, то В»), ложное лишь в случае, когда А истинно, а В – ложно.
Слайд 12Эквиваленцией высказываний А и В называют высказывание
(читается «А тогда и только тогда, когда В»), истинное, в том и только в том случае, когда оба эти высказывания истинны, или оба ложны.
Слайд 13Язык и формулы логики высказываний
Раздел математической логики, в котором изучают свойства выражений,
составленных из высказываний с помощью логических операций, называется алгеброй высказываний.
Пусть X, Y, Z– переменные, обозначающие элементарные логические высказывания или их значения истинности. Такие переменные будем называть логическими переменными.
С помощью логических переменных и символов логических операций можно формализовать любое логическое высказывание. Таким образом, логическое высказывание заменяется формулой, отражающей логическую структуру этого высказывания.
Например, высказывание «Число а делится на 6 тогда и только тогда, когда а делится на 2, и а делится на 3» формализуется в виде .
Слайд 14Определим алфавит, то есть, набор символов, которые употребляются в логике высказываний:
1.
(i – индекс, значения которого – натуральные числа) – символы для обозначения логических переменных,
2. И, Л – символы, обозначающие логические константы «истина», «ложь»,
3. - символы логических операций,
4. ( , ) – скобки, вспомогательные символы, служащие для указания порядка выполнения логических операций.
Слайд 15Определение формулы логики высказываний:
Всякая логическая переменная есть формула.
2. Символы И, Л есть
формулы.
3. Если есть формула, то есть формула.
4. Если есть формулы, то , ,
, есть формулы.
5. Никаких других формул в логике высказываний нет.
Слайд 16Алгоритм формализации высказываний.
Если высказывание – простое, то ему ставится в соответствие элементарная формула.
Если высказывание – составное, то для составления формулы требуется:
а) выделить все элементарные высказывания и логические связки, образующие данное высказывание,
в) заменить их соответствующими символами,
с) расставить скобки в соответствии со смыслом данного высказывания.
Слайд 17Пример
Формализовать высказывание: «Неверно, что число 500 делится на 3 или на 13»
Пусть
X – « число 500 делится на 3»,
Y – «число 500 делится на 13».
Тогда данное сложное высказывание имеет вид
Слайд 18Составление таблиц истинности для формул логики высказываний
Слайд 20Логические функции Excel
Логическая функция ЕСЛИ имеет вид:
ЕСЛИ(x1; x2; x3),
где x1, x2, x3 – аргументы
x1 - логическое выражение,
x2, x3 – любые выражения, разрешенные в Excel;
причем вычисляется x2, если x1 имеет значение ИСТИНА, и x3, если x1 имеет значение ЛОЖЬ.
Если третий аргумент функции не определен, то ошибки в записи функции нет – в этом случае ей присваивается значение ЛОЖЬ, если условие не выполнено. Если ничего не нужно вычислять при невыполнении условия, следует в качестве третьего аргумента задать пробел как текст.
Примеры: ЕСЛИ(A5>0;LN(A5);-1);
ЕСЛИ(B2<>0;1/B2;” ”)
Слайд 21Логическая функция И имеет вид: - И(x1; x2;; …;xn), где x1;
x2;; …;xn – аргументы, являющиеся логическими выражениями.
Функция может содержать до 30 аргументов.
Функция И принимает значение ИСТИНА, если все ее аргументы истинны, в противном случае она принимает значение ЛОЖЬ.
Функция может применяться для задания сложного условия, определяемого системой равенств и неравенств:
или, в форме логических высказываний,
где xi – равенство или неравенство, которое может быть истинным или ложным.
Слайд 22Логическая функция НЕ имеет вид - НЕ(x), где x – логическое
выражение. Ее значение ИСТИНА, если x имеет значение ЛОЖЬ, и наоборот.
Слайд 23Логическая функция ИЛИ имеет вид:
ИЛИ(x1; x2, …;xn),
где x1;
x2;; …;xn –аргументы, являющиеся логическими выражениями.
Функция может содержать до 30 аргументов.
Функция ИЛИ принимает значение ИСТИНА, если хотя бы один из ее аргументов есть ИСТИНА, в противном случае она принимает значение ЛОЖЬ.
Функция применяется для задания сложного условия определяемого совокупностью неравенств
или
где xi – равенство или неравенство, которое может быть истинным или ложным.