ЕГЭ по информатике - Задание 2
С логическими переменными можно производить логические операции. При решении второго задания из ЕГЭ по информатике необходимо твёрдо знать каждую логическую операцию, и давайте рассмотрим их.
Порядок выполнения логических операций:
1. () - операции в скобках
2. - логическое отрицание
3. ∧ - логическое умножение
4. ∨ - логическое сложение
5. ⟶ - следование
6. ≡ - равнозначность
Так же на ЕГЭ по информатике будет полезно знать логические формулы:
Ещё соотношения:
Перейдём к решению задач из ЕГЭ по информатике
Задача 1 (лёгкая)
Логическая функция F задаётся выражением z ∧ y ∧ (w → x). Дан частично заполненный фрагмент, содержащий неповторяющиеся строки таблицы истинности функции F. Определите, какому столбцу таблицы истинности соответствует каждая из переменных x, y, z, w.
В ответе напишите буквы x, y, z, w в том порядке, в котором идут соответствующие им столбцы (сначала буква, соответствующая первому столбцу; затем буква, соответствующая второму столбцу, и т. д.). Буквы в ответе пишите подряд, никаких разделителей между буквами ставить не нужно. Пример. Пусть задано выражение x → y, зависящее от двух переменных x и y, и фрагмент таблицы истинности:
Тогда первому столбцу соответствует переменная y, а второму столбцу соответствует переменная x. В ответе нужно написать: yx.
Решение:
Видим, что у функции основным действием является логическое умножение. По таблице видно, что функция имеет значение только 1. Логическое умножение даёт 1 (единицу) тогда, когда каждое выражение равно 1 (единице). Значит каждое выражение в нашей функции должно равняться единице.
Отсюда видно, что переменная z должна всегда быть равна 1 (единице). Это первый столбец. Отрицание y тоже должно быть 1 (единицей), тогда просто y всегда будет 0 (нулём). Это второй столбец.
Осталось определить положение w и x. Здесь делаем предположение, что в третьем столбце стоит w, а в 4-ом x. Проверяем построчно и видим, что во второй строчке при таком расположении из 1 следует 0, что в итоге приводит выражение (w → x) в 0, а у нас это выражение всегда должно быть 1 (единицей). Значит, мы предположение сделали неверное, и получается x - это третий столбец, а w - четвёртый.
Ответ: zyxw
Задача 2 (средний уровень)
Логическая функция F задаётся выражением (x ∧ y) ∨ (y ≡ z) ∨ w.
Дан частично заполненный фрагмент, содержащий неповторяющиеся строки таблицы истинности функции F. Определите, какому столбцу таблицы истинности соответствует каждая из переменных x, y, z, w.
В ответе напишите буквы x, y, z, w в том порядке, в котором идут соответствующие им столбцы (сначала — буква, соответствующая первому столбцу; затем — буква, соответствующая второму столбцу, и т. д.). Буквы в ответе пишите подряд, никаких разделителей между буквами ставить не нужно.
Пример. Пусть задано выражение x → y, зависящее от двух переменных x и y, и фрагмент таблицы истинности:
Тогда первому столбцу соответствует переменная y, а второму столбцу соответствует переменная x. В ответе нужно написать: yx.
Решение:
Определяем главную логическую операцию ("главную скрипку"), которая соединяет разные выражения. Видим, что это логическое сложение.
Во всех строчках таблицы функция принимает значение 0 (ноль). Значит, и каждое выражение должно принимать значение 0 (ноль).
Самым слабым звеном является переменная w, потому что она стоит одна. Переменная w должна равняться всегда 0(нулю) - этому условию может удовлетворить только третий столбец. Значит w стоит на третьем месте.
Следующим слабым звеном является равносильность. Она должна "выдавать" 0 (ноль). Равносильность "выдаёт" 0 (ноль), когда переменные разные!
Проанализируем первый и второй столбец. В третьей строчке, и там, и там, стоит 1 (единица). Значит, первый и второй столбец не могут быть одновременно y и z (или z и y).
Рассмотрим второй и четвёртый столбец. Вторая строчка содержит одинаковое значение 0 (ноль), и там, и там. Значит, второй и четвёртый столбец не могут быть одновременно y и z (или z и y).
Таким образом, y и z (или z и y) будут столбцы первый и четвёртый! И теперь можно расставить недостающие значения в этих столбцах. Расставляем, чтобы были разные значения, а второй столбец получается x.
Осталось разобраться с z и y. Обратимся к первому выражению (x ∧ y) и посмотрим на третью строчку. Если в четвёртом столбце будет стоять y, то отрицание на y превратит ноль(ноль) в 1(единицу) в четвёртой строчке. Тогда окажется, что у x - 1 и y - 1, и выражение (x ∧ y) тоже получится 1(единицей). А у нас каждое выражение должно равняться 0(нулю). Получается y будет стоять в первом столбце, а z в четвёртом.
Тогда ответ будет равен yxwz.
Ответ: yxwz
Задача 3 (хороший уровень)
Логическая функция F задаётся выражением ((x → y) ∧ (y → w)) ∨ (z ≡ (x ∨ y)).
Дан частично заполненный фрагмент, содержащий неповторяющиеся строки таблицы истинности функции F. Определите, какому столбцу таблицы истинности соответствует каждая из переменных x, y, z, w.
В ответе напишите буквы x, y, z, w в том порядке, в котором идут соответствующие им столбцы (сначала — буква, соответствующая первому столбцу; затем — буква, соответствующая второму столбцу, и т. д.). Буквы в ответе пишите подряд, никаких разделителей между буквами ставить не нужно.
Пример. Пусть задано выражение x → y, зависящее от двух переменных x и y, и фрагмент таблицы истинности:
Тогда первому столбцу соответствует переменная y, а второму столбцу соответствует переменная x. В ответе нужно написать: yx.
Решение:
"Главной скрипкой" в нашей функции является логическое сложение, потому что соединяет два выражения ((x → y) ∧ (y → w)) и (z ≡ (x ∨ y)).
Тогда каждое выражение должно равняться 0(нулю).
Теперь кульминация мощнейшего метода. У нас всего 4 переменных. Выпишем все комбинации для 4-х переменных. Таблица будет точно такая же, как мы писали в первом задании (её очень легко составить). Всего получается 16 комбинаций (16 = 24).
Теперь отметим зелёным плюсом те строчки, которые обращают выражение ((x → y) ∧ (y → w)) в 0(ноль). Следующий шаг: Отметим галочкой те строчки, которые обращают в ноль второе выражение (z ≡ (x ∨ y)) (Мы должны искать среди тех, которые уже отмечены плюсом).
При небольшой тренировке анализ подобных выражений занимает сущие секунды!
У нас получается 4 строчки, которые удовлетворяют нашей функции:
Отсюда видно, что переменная z может быть равна только 0(нулю)! Значит, она занимает третий столбец, потому что в остальных столбцах есть хотя бы одна 1(единица).
Переменная w имеет только одну 1(единицу). Значит, её ставим во второй столбец, потому что в первом и четвёртом уже по 2 единицы минимум, а третий уже занят z.
Теперь находим строчку c 1(единицей) в переменной w (Таблица данная в условии задачи) Кто в этой строчке будет иметь единицу (кроме w) - будет x! Это четвёртый столбец! Значит, x - это четвёртый столбец. Переменной y - достаётся первый столбец
Ответ: ywzx.
На этом всё! Сегодня рассмотрели теорию и основные методы для эффективного решения второго задания из ЕГЭ по информатике!
Полезные ссылки:
https://youtu.be/PG5C_0NdMOQ
https://labs-org.ru/ege-2/