Для того, чтобы элементарная дизъюнкция была тождественно истинной, необходимо и достаточно, чтобы в ней содержалась переменная и её отрицание.




Проблема разрешимости.

 

Все формулы алгебры логики делятся на тождественно истинные, тождественно ложные и выполнимые. Определения тождественно истинных и тождественно ложных формул даны выше.

Формулу F называют ВЫПОЛНИМОЙ, если она принимает значение “истина” (1) хотя бы на одном наборе значений входящих в неё переменных и не является тождественно истинной.

В связи с этим возникает задача получения ответа на вопрос: к какому классу относится данная формула?

Эта задача называется ПРОБЛЕМОЙ РАЗРЕШИМОСТИ.

Очевидно, что проблема разрешимости алгебры логики разрешима.

Действительно, для каждой формулы алгебры логики может быть составлена таблица истинности, которая и даст ответ на поставленный вопрос. Однако практическое использование таблиц истинности при большом количестве переменных затруднительно.

Существует другой способ, позволяющий, не используя таблицы истинности, определить, к какому классу относится формула F. Этот способ основан на приведении формулы к нормальной форме (ДНФ или КНФ) и использовании алгоритма, который позволяет определить, является ли рассматриваемая формула тождественно истинной или не является. Одновременно с этим решается вопрос о том, будет ли формула A выполнимой.

Предположим, что мы имеем критерий тождественной истинности для формул алгебры логики. Рассмотрим механизм его применения.

Применим критерий тождественной истинности к формуле . Если окажется, что формула – тождественно истинная, то задача решена. Если же окажется, что формула не тождественно истинна, то применим критерий тождественной истинности к формуле . Если окажется, что формула - тождественно истинная, то ясно, что формула - тождественно ложная, и задача решена. Если же формула не тождественно истинная, то остаётся единственный возможный результат: формула выполнима.

Установим теперь критерий тождественной истинности произвольной формулы алгебры логики. С этой целью предварительно сформулируем и докажем критерий тождественной истинности элементарной дизъюнкции.

 

Теорема 1.

Для того, чтобы элементарная дизъюнкция была тождественно истинной, необходимо и достаточно, чтобы в ней содержалась переменная и её отрицание.

Доказательство необходимости.

Пусть элементарная дизъюнкция тождественно истинна, но в неё одновременно не входит некоторая переменная и её отрицание. Придадим каждой переменной, входящей в элементарную дизъюнкцию без знака отрицания, значение “ложь”, а каждой переменной, входящей в элементарную дизъюнкцию под знаком отрицания - значение “истина”. Тогда, очевидно, вся элементарная дизъюнкция примет значение “ложь”, что противоречит условию.

Доказательство достаточности.

Пусть теперь элементарная дизъюнкция содержит переменную и её отрицание. Так как , то и вся элементарная дизъюнкция будет тождественно истинной.

Критерий тождественной истинности элементарной дизъюнкции позволяет сформулировать и доказать критерий тождественной истинности произвольной формулы алгебры логики.

 

Теорема 2.

Для того, чтобы формула алгебры логики была тождественно истинна, необходимо и достаточно, чтобы любая элементарная дизъюнкция, входящая в КНФ , содержала переменную и её отрицание.

Доказательство необходимости.

Пусть - тождественно истинна. Тогда и КНФ - тождественно истинна.

Но КНФ , где - элементарные дизъюнкции ().

Так как КНФ 1, то 1, . Но тогда по теореме 1 каждая элементарная дизъюнкция содержит переменную и её отрицание.

Доказательство достаточности.

Пусть любая элементарная дизъюнкция , входящая в КНФ , содержит переменную и её отрицание. Тогда по теореме 1 1, .

При этом и КНФ 1.

Например, выясним, является ли формула тождественно истинной.

Так как , то ясно, что каждая элементарная дизъюнкция и , входящая в КНФ , содержит переменную и её отрицание. Следовательно, 1.

Аналогично имеют место теоремы, дающие критерии тождественной ложности элементарной конъюнкции и любой формулы алгебры логики.

 

Теорема 3.

Для того, чтобы элементарная конъюнкция была тождественно ложной, необходимо и достаточно, чтобы в ней содержалась переменная и её отрицание.

 

Теорема 4.

Для того, чтобы формула алгебры логики была тождественно ложной, необходимо и достаточно, чтобы любая конъюнкция, входящая в ДНФ , содержала переменную и её отрицание.

Рассмотрим некоторые приложения алгебры логики.

 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-15 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: