logo

Еквиваленција формуле у дискретној математици

Претпоставимо да постоје две формуле, Кс и И. Ове формуле ће бити познате као еквиваленција ако је Кс ↔ И таутологија. Ако су две формуле Кс ↔ И таутологија, онда је можемо записати и као Кс ⇔ И, а ову релацију можемо читати као Кс је еквивалент И.

Напомена: Постоје неке тачке које треба да имамо на уму приликом линеарне еквиваленције формуле, а које су описане на следећи начин:

  • ⇔ се користи само за означавање симбола, али није везивно.
  • Истинитост Кс и И ће увек бити једнака ако је Кс ↔ И таутологија.
  • Релација еквиваленције садржи два својства, то јест, симетричну и транзитивну.

Метод 1: Метод табеле истине:

У овој методи ћемо конструисати табеле истинитости било које формуле са два исказа, а затим проверити да ли су ови искази еквивалентни.

Пример 1: У овом примеру морамо доказати Кс ∨ И ⇔ ¬(¬Кс ∧ ¬И).

Решење: Табела истинитости за Кс ∨ И ⇔ ¬(¬Кс ∧ ¬И) је описана на следећи начин:

Икс И Кс ∨ И ¬Кс ¬И ¬Кс ∧ ¬И ¬(¬Кс ∧ ¬И) Кс ∨ И ⇔ ¬(¬Кс ∧ ¬И)
Т Т Т Ф Ф Ф Т Т
Т Ф Т Ф Т Ф Т Т
Ф Т Т Т Ф Ф Т Т
Ф Ф Ф Т Т Т Ф Т

Као што видимо да је Кс ∨ И и ¬(¬Кс ∧ ¬И) таутологија. Отуда Кс ∨ И ⇔ ¬(¬Кс ∧ ¬И).

Пример 2: У овом примеру морамо доказати (Кс → И) ⇔ (¬Кс ∨ И).

Решење: Табела истинитости (Кс → И) ⇔ (¬Кс ∨ И) је описана на следећи начин:

Икс И Кс → И ¬Кс ¬Кс ∨ И (Кс → И) ⇔ (¬Кс ∨ И)
Т Т Т Ф Т Т
Т Ф Ф Ф Ф Т
Ф Т Т Т Т Т
Ф Ф Т Т Т Т

Као што видимо да су Кс → И и (¬Кс ∨ И) таутологија. Отуда (Кс → И) ⇔ (¬Кс ∨ И)

Формула еквиваленције:

Постоје различити закони који се користе за доказивање формуле еквиваленције, која је описана на следећи начин:

Идемпотентни закон: Ако постоји једна формула исказа, она ће имати следећа својства:

 X ∨ X ⇔ X X ∧ X ⇔ X 

Асоцијативно право: Ако постоје три формуле исказа, онда ће имати следећа својства:

 (X ∨ Y) ∨ Z ⇔ X ∨ (Y ∨ Z) (X ∧ Y) ∧ Z ⇔ X ∧ (Y ∧ Z) 

Комутативно право: Ако постоје две формуле исказа, онда ће имати следећа својства:

 X ∨ Y ⇔ Y ∨ X X ∧ Y ⇔ Y ∧ X 

Дистрибутивни закон: Ако постоје три формуле исказа, онда ће имати следећа својства:

лист.сорт јава
 X ∨ (Y ∧ Z) ⇔ (X ∨ Y) ∧ (X ∨ Z) X ∧ (Y ∨ Z) ⇔ (X ∧ Y) ∨ (X ∧ Z) 

Закон о идентитету: Ако постоји једна формула исказа, она ће имати следећа својства:

 (a) (i) X ∨ F ⇔ X (ii) X ∨ T ⇔ T (b) (i) X ∧ T ⇔ X (ii) X ∧ F ⇔ F 

Закон допуне: Ако постоји једна формула исказа, она ће имати следећа својства:

 (a) (i) X ∨ ¬X ⇔ T (ii) X ∧ ¬X ⇔ F (b) (i) ¬(¬X) ⇔ X (ii) ¬T ⇔ F , ¬F ⇔ T 

Закон о апсорпцији: Ако постоје две формуле исказа, онда ће имати следећа својства:

 X ∨ (X ∧ Y) ⇔ X X ∧ (X ∨ Y) ⇔ X 

Из Моргановог закона: Ако постоје две формуле исказа, онда ће имати следећа својства:

 ¬(X ∨ Y) ⇔ ¬X ∧ ¬Y ¬(X ∧ Y) ⇔ ¬X ∨ ¬Y 

Метод 2: Процес замене

У овој методи, претпоставићемо формулу А : Кс → (И → З). Формула И → З може бити позната као део формуле. Ако овај део формуле, тј. И → З, заменимо помоћу формуле еквиваленције ¬И ∨ З у А, онда ћемо добити другу формулу, тј. Б : Кс → (¬И ∨ З). Лако је проверити да ли су дате формуле А и Б еквивалентне једна другој или не. Уз помоћ процеса замене, можемо добити Б од А.

Пример 1: У овом примеру морамо доказати да је {Кс → (И → З) ⇔ Кс → (¬И ∨ З)} ⇔ (Кс ∧ И) → З.

Решење: Овде ћемо узети леви бочни део и покушати да добијемо десни део.

 X → (Y → Z) ⇔ X → (¬Y ∨ Z) [∵ Y → Z ⇔ ¬Y ∨ Z] ⇔ ¬X ∨ (¬Y ∨ Z) [∵ X → Y ⇔ ¬X ∨ Y] 

Сада ћемо користити асоцијативни закон овако:

 ⇔ (¬X ∨ ¬Y) ∨ Z 

Сада ћемо користити Де Морганов закон овако:

 ⇔ ¬(X ∧ Y) ∨ Z ⇔ (X ∧ Y) → Z [∵ X → Y ⇔ ¬X ∨ Y] 

Отуда доказано

 {X → (Y → Z) ⇔ X → (¬Y ∨ Z)} ⇔ (X ∧ Y) → Z 

Пример 2: У овом примеру морамо доказати да је {(Кс → И) ∧ (З → И)} ⇔ (Кс ∨ З) → И.

Решење: Овде ћемо узети леви бочни део и покушати да добијемо десни део.

 (X→ Y) ∧ (Z → Y) ⇔ (¬X ∨ Y) ∧ (¬Z ∨ Y) ⇔ (¬X ∧ ¬Z) ∨ Y ⇔ ¬(X ∨ Z) ∨ Y ⇔ X ∨ Z → Y 

Отуда доказано

{(Кс → И) ∧ (З → И)} ⇔ (Кс ∨ З) → И

Пример 3: У овом примеру морамо доказати да је Кс → (И → Кс) ⇔ ¬Кс → (Кс → И).

Решење: Овде ћемо узети леви бочни део и покушати да добијемо десни бочни део.

 X → (Y → X) ⇔ ¬X ∨ (Y → X) ⇔ ¬X ∨ (¬Y ∨ X) ⇔ (¬X ∨ X) ∨ ¬Y ⇔ T ∨ ¬Y ⇔ T and ¬X → (X → Y) ⇔ ¬(¬X) ∨ (X → Y) ⇔ X ∨ (¬X ∨ Y) ⇔ (X ∨ ¬X) ∨ Y ⇔ T ∨ Y ⇔ T 

Отуда доказано

 X → (Y → X) ⇔ ¬X → (X → Y) 

Пример 4: У овом примеру морамо доказати да (¬Кс ∧ (¬И ∧ З)) ∨ (И ∧ З) ∨ (Кс ∧ З) ⇔ З.

Решење: Овде ћемо узети леви бочни део и покушати да добијемо десни део.

 (¬X ∧ (¬Y ∧ Z)) ∨ (Y ∧ Z) ∨ (X ∧ Z) 

Сада ћемо користити асоцијативне и дистрибутивне законе овако:

 ⇔ ((¬X ∧ ¬Y) ∧ Z) ∨ ((Y ∨ X) ∧ Z) 

Сада ћемо користити Де Морганов закон овако:

 ⇔ (¬(X ∨ Y) ∧ Z) ∨ ((Y ∨ X) ∧ Z) 

Сада ћемо користити Дистрибутивни закон овако:

 ⇔ (¬(X ∨ Y) ∨ (X ∨ Y)) ∧ Z ⇔ T ∧ Z [∵ ¬X ∨ X ⇔ T ⇔ R 

Отуда доказано

 (¬P ∧ (¬Q ∧ R)) ∨ (Q ∧ R) ∨ (P ∧ R) ⇔ R 

Пример 5: У овом примеру морамо показати да је ((Кс ∨И) ∧ ¬(¬Кс ∧ (¬И ∨ ¬З))) ∨ (¬Кс ∧ ¬И) ∨ (¬Кс ∧ ¬З) таутологија.

Решење: Овде ћемо узети мале делове и решити их.

Прво ћемо користити Де Морганов закон и добити следеће:

 ¬X ∧ ¬Y ⇔ ¬(X ∨ Y) ¬X ∨ ¬Z ⇔ ¬(X ∧ Z) 

дакле,

 (¬X ∧ ¬Y) ∨ (¬X ∧ ¬Z) ⇔ ¬(X ∨ Y) ∨ ¬(X ∧ Z) ⇔ ¬((X ∨ Y) ∧ (X ∨ Z)) 

Такође

 ¬(¬X ∧ (¬Y ∨ ¬Z)) ⇔ ¬(¬X ∧ ¬(Y ∧ Z)) ⇔ X ∨ (Y ∧ Z) ⇔ (X ∨ Y) ∧ (X ∨ Z) 

Стога

 ((X ∨ Y) ∧ ¬(¬X ∧ (¬Y ∨ ¬Z))) ⇔ (X ∨ Y) ∧ (X ∨ Y) ∧ (X ∨ Z) ⇔ (X ∨ Y) ∧ (X ∨ Z) 

Тако

 ((X ∨ Y) ∧ ¬(¬X ∧ (¬Y ∨ ¬Z))) ∨ (¬X ∧ ¬Y) ∨ (¬X ∧ ¬Z) ⇔ [(X ∨ Y) ∧ (X ∨ Z)] ∨ ¬[(X ∨ Y) ∧ (X ∨ Z)] [∵ ¬X ∨ X ⇔ T] ⇔ T 

Отуда можемо рећи да је дата формула таутологија.

Пример 6: У овом примеру морамо показати да је (Кс ∧ И) → (Кс ∨ И) таутологија.

Решење: (Кс ∧ И) → (Кс ∨ И)

 ⇔ ¬(X ∧ Y) ∨ (X ∨ Y) [∵ X → Y ⇔ ¬X ∨ Y] 

Сада ћемо користити Де Морганов закон овако:

 ⇔ (¬X ∨ ¬Y) ∨ (X ∨ Y) 

Сада ћемо користити асоцијативни закон и комутативни закон овако:

 ⇔ (¬X ∨ X) ∨ (¬Y ∨ Y) 

Сада ћемо користити закон негације овако:

 ⇔ (T ∨ T) ⇔ T 

Отуда можемо рећи да је дата формула таутологија.

јавасцрипт принт

Пример 7: У овом примеру морамо написати негацију неких исказа, који су описани на следећи начин:

  1. Марри ће завршити своје образовање или прихватити писмо о придруживању компаније КСИЗ.
  2. Хари ће сутра отићи да се провоза или да трчи.
  3. Ако добијем добре оцене, мој рођак ће бити љубоморан.

Решење: Прво ћемо решити прву изјаву овако:

1. Претпоставимо да ће Кс: Марри завршити своје образовање.

И: Прихватите писмо о придруживању компаније КСИЗ.

Можемо користити следећи симболички облик да изразимо ову изјаву:

 X ∨ Y 

Негација Кс ∨ И је описана на следећи начин:

 ¬(X ∨ Y) ¬(X ∨ Y) ⇔ ¬X ∧ ¬Y 

У закључку, негација датог исказа ће бити:

 ¬X ∧ ¬Y: Marry will not complete her education, and she will not accept the joining letter of XYZ Company. 

2. Претпоставимо Кс: Хари ће отићи да се провоза

И: Хари ће трчати сутра

Можемо користити следећи симболички облик да изразимо ову изјаву:

 X ∨ Y 

Негација Кс ∨ И је описана на следећи начин:

 ¬(X ∨ Y) ¬(X ∨ Y) ⇔ ¬X ∧ ¬Y 

У закључку, негација датог исказа ће бити:

 ¬X ∧ ¬Y: Harry will not go for a ride, and he will not run tomorrow 

3. Претпоставимо Кс: Ако добијем добре оцене.

И: Мој рођак ће бити љубоморан.

Можемо користити следећи симболички облик да изразимо ову изјаву:

 X → Y 

Негација Кс → И је описана на следећи начин:

 ¬(X → Y) ¬(X → Y) ⇔ ¬(¬X ∨ Y) ⇔ X ∧ ¬Y. 

У закључку, негација датог исказа ће бити:

 X ∧ ¬Y: I get good marks, and my cousin will not be jealous. 

Пример 8: У овом примеру морамо да запишемо негацију неких исказа уз помоћ Де Моргановог закона. Ове изјаве су описане на следећи начин:

  1. Треба ми дијамантски сет који вреди златни прстен.
  2. Добићете добар посао или нећете добити доброг партнера.
  3. Примам много посла и не могу да поднесем.
  4. Мој пас иде на пут или прави неред у кући.

Решење: Негирање свих исказа уз помоћ Де Моргановог закона описано је један по један овако:

  1. Не треба ми дијамантски сет или не вреди златни прстен.
  2. Не можете добити добар посао и добићете доброг партнера.
  3. Не радим пуно или могу то да поднесем.
  4. Мој пас не иде на пут и не прави неред у кући.

Пример 9: У овом примеру имамо неке исказе и морамо да напишемо негацију тих исказа. Изјаве су описане на следећи начин:

  1. Ако пада киша, онда се отказује план за одлазак на плажу.
  2. Ако вредно учим, добићу добре оцене на испиту.
  3. Ако одем на забаву до касно у ноћ, онда ћу добити казну од оца.
  4. Ако не желиш да разговараш са мном, онда мораш да блокираш мој број.

Решење: Негација свих изјава је описана један по један овако:

  1. Ако се план за одлазак на плажу откаже, онда пада киша.
  2. Ако добијем добре оцене на испиту, онда вредно учим.
  3. Ако ћу добити казну од оца, онда идем на забаву до касно у ноћ.
  4. Ако морате да блокирате мој број, онда не желите да разговарате са мном.

Пример 10: У овом примеру морамо да проверимо да ли су (Кс → И) → З и Кс → (И → З) логички еквивалентни или не. Наш одговор морамо да оправдамо уз помоћ табела истинитости и уз помоћ правила логике да поједноставимо оба израза.

Решење: Прво ћемо користити метод 1 да проверимо да ли су (Кс → И) → З и Кс → (И → З) логички еквивалентни, што је описано на следећи начин:

како искључити режим програмера за Андроид

Метод 1: Овде ћемо претпоставити следеће:

 (X → Y) → Z ⇔ (¬X ∨ Y) → Z ⇔ ¬(¬X ∨ Y) ∨ Z ⇔ (X ∧ ¬Y) ∨ Z ⇔ (X ∧ Z) ∨ (¬Y ∧ Z) 

И

 X → (Y → Z) ⇔ X → (¬Y ∨ Z) ⇔ ¬X ∨ (¬Y ∨ Z) ⇔ ¬X ∨ ¬Y ∨ Z X → Y) → Z and X → (Y → Z) 

2. метод: Сада ћемо користити други метод. У овој методи користићемо табелу истинитости.

Икс И ВИТХ Кс → И (Кс → И) → З И → З Кс → (И → З)
Т Т Т Т Т Т Т
Т Т Ф Т Ф Ф Ф
Т Ф Т Ф Т Т Т
Т Ф Ф Ф Т Т Т
Ф Т Т Т Т Т Т
Ф Т Ф Т Ф Ф Т
Ф Ф Т Т Т Т Т
Ф Ф Ф Т Ф Т Т

У овој табели истинитости можемо видети да колоне (Кс → И) → З и Кс → (И → З) не садрже идентичне вредности.