ÍTÉLETKALKULUS (NULLADRENDŰ LOGIKA)

Hasonló dokumentumok
A logikai következmény

Magyarok: Bereczki Ilona, Kalmár László, Neumann, Péter Rózsa, Pásztorné Varga Katalin, Urbán János, Lovász László

LOGIKA. Magyarok: Bereczki Ilona, Kalmár László, Neumann, Péter Rózsa, Pásztorné Varga Katalin, Urbán János, Lovász László.

Matematikai logika NULLADRENDŰ LOGIKA

Diszkrét matematika MATEMATIKAI LOGIKA

Logikai ágensek. Mesterséges intelligencia március 21.

Ítéletkalkulus. 1. Bevezet. 2. Ítéletkalkulus

Intelligens Rendszerek I. Tudásábrázolás formális logikával

AZ INFORMATIKA LOGIKAI ALAPJAI

Az informatika logikai alapjai

Logika es sz am ıt aselm elet I. r esz Logika M asodik el oad as 1/26

Logikai következmény, tautológia, inkonzisztens, logikai ekvivalencia, normálformák

Logika es sz am ıt aselm elet I. r esz Logika 1/36

Logikai alapok a programozáshoz

Logika és informatikai alkalmazásai kiskérdések február Mikor mondjuk, hogy az F formula a G-nek részformulája?

Automatikus következtetés

Logika es sz am ıt aselm elet I. r esz Logika Hatodik el oad as 1/33

Ítéletkalkulus. 1. Bevezet. 2. Ítéletkalkulus

Logika és informatikai alkalmazásai

2. Ítéletkalkulus szintaxisa

Logika és informatikai alkalmazásai

Matematikai logika és halmazelmélet

3. Magyarország legmagasabb hegycsúcsa az Istállós-kő.

Predikátumkalkulus. 1. Bevezet. 2. Predikátumkalkulus, formalizálás. Predikátumkalkulus alapfogalmai, formalizálás, tagadás, logikailag igaz formulák.

Írta: PIGLERNÉ LAKNER ROZÁLIA STARKNÉ WERNER ÁGNES ÁGENS-TECHNOLÓGIA. Egyetemi tananyag

Kijelentéslogika, ítéletkalkulus

Logika és informatikai alkalmazásai

LOGIKA ÉS ÉRVELÉSTECHNIKA

Kijelentéslogika, ítéletkalkulus

Logikai alapok a programozáshoz

1. Tétel - Az ítéletkalkulus alapfogalmai

Elsőrendű logika. Mesterséges intelligencia március 28.

Predikátumkalkulus. Predikátumkalkulus alapfogalmai, formalizálás, tagadás, logikailag igaz formulák. Vizsgáljuk meg a következ két kijelentést.

2004/2005 Logikai alapok a programozáshoz. (Kidolgozott vizsgakérdések) Előadó: Pásztorné Dr. Varga Katalin

Logikai ágens, lehetőségek és problémák 2

Logikai alapok a programozáshoz. Nagy Károly 2014

Felmentések. Ha valaki tanár szakos, akkor mivel neki elvileg a hálóban nincs logika rész, felmentést kaphat a logika gyakorlat és vizsga alól.

Az informatika logikai alapjai

Alapfogalmak-szemantika

Deníciók és tételek a beugró vizsgára

A matematika nyelvér l bevezetés

Felmentések. Logika (1. gyakorlat) 0-adrendű szintaktika 2009/10 II. félév 1 / 21

1. A matematikai logika alapfogalmai. 2. A matematikai logika műveletei

Automatikus tételbizonyítás

Algoritmusok a tételbizonyításban

A TANTÁRGY ADATLAPJA

Logika kiskáté. Mihálydeák Tamás és Aszalós László

Logika kiskáté. Mihálydeák Tamás és Aszalós László

DISZKRÉT MATEMATIKA. Elsőrendű Logika. Minden madár gerinces.

Logika és számításelmélet Készítette: Nagy Krisztián

Logika és informatikai alkalmazásai. Wednesday 17 th February, 2016, 09:03

2019/02/11 10:01 1/10 Logika

DISZKRÉT MATEMATIKA. Elsőrendű Logika. Minden madár gerinces. SZEMANTIKA

Diszkrét matematika I.

b, Van olyan makacs ember, a senki más tanácsára nem hallgat. (Univerzum az emberek halmaza)

Logika és informatikai alkalmazásai

Halmazelmélet és logika

LOGIKA ÉS SZÁMÍTÁSELMÉLET KIDOLGOZOTT JEGYZET

Mesterséges Intelligencia MI

Logika es sz am ıt aselm elet I. r esz Logika Negyedik el oad as 1/26

Logika és informatikai alkalmazásai

Levezetések klasszikus nulladrendű logikai kalkulusban

Az informatika logikai alapjai előadások

Diszkrét matematika I.

A matematika nyelvéről bevezetés

Mesterséges intelligencia

Memo: Az alábbi, "természetes", Gentzen típusú dedukciós rendszer szerint készítjük el a levezetéseket.

Logika és informatikai alkalmazásai

definiálunk. Legyen egy konfiguráció, ahol és. A következő három esetet különböztetjük meg. 1. Ha, akkor 2. Ha, akkor, ahol, ha, és egyébként.

Modellellenőrzés. dr. Majzik István BME Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

Formális szemantika. Kifejezések szemantikája. Horpácsi Dániel ELTE Informatikai Kar

Debreceni Egyetem Informatika Kar. Mesterséges Intelligencia algoritmusok: A SAT probléma

MATEMATIK A 9. évfolyam. 2. modul: LOGIKA KÉSZÍTETTE: VIDRA GÁBOR

Logika és számításelmélet. 11. előadás

Algoritmusok bonyolultsága

Logika es sz am ıt aselm elet I. r esz Logika Harmadik el oad as 1/33

BOOLE ALGEBRA Logika: A konjunkció és diszjunkció tulajdonságai

Diszkrét Matematika. Ha Picur akkor és csak akkor szabadítja ki a kalitkából Gombóc Artúrt, ha Artúr

Logika és informatikai alkalmazásai

Logika és informatikai alkalmazásai

1. tétel Halmazok és halmazok számossága. Halmazműveletek és logikai műveletek kapcsolata.

Negáció igazságtáblája. Propozicionális logika -- levezetések. Diszjunkció igazságtáblája. Konjunkció igazságtáblája. Kondicionális igazságtáblája

ALGORITMUSOK ÉS BONYOLULTSÁGELMÉLET Matematika MSc hallgatók számára

1. Logikailag ekvivalens

Elsőrendű logika szintaktikája és szemantikája. Logika (3. gyakorlat) 0-adrendű szemantika 2009/10 II. félév 1 / 1

Az informatika logikai alapjai

Máté: Számítógép architektúrák

Logika és informatikai alkalmazásai

Halmazok; a matematikai logika elemei 1.1. A halmaz fogalma; jelölések

A Formális nyelvek vizsga teljesítése. a) Normál A vizsgán 60 pont szerezhet, amely két 30 pontos részb l áll össze az alábbi módon:

TANULÁS. I. Logikai formulák tanulása. Tanulási módok. Miért m ködik jól az induktív tanulás? Induktív tanulás

1. Definíciók. 2. Formulák. Informatikai logikai alapjai Mérnök informatikus 3. gyakorlat

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy ősz

Ésik Zoltán (SZTE Informatikai Tanszékcsoport) Logika a számtastudományban Logika és informatikai alkalmazásai Varterész Magdolna, Uni-Deb

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Logika

Algoritmusok Tervezése. Fuzzy rendszerek Dr. Bécsi Tamás

Vizsgafeladatok és gyakorló feladatok generálása

Válogatott fejezetek a logikai programozásból ASP. Answer Set Programming Kelemen Attila

Matematikai logika. Nagy Károly 2009

Diszkrét matematika I. gyakorlat

Átírás:

ÍTÉLETKALKULUS SZINTAXIS ÍTÉLETKALKULUS (NULLADRENDŰ LOGIKA) jelkészlet elválasztó jelek: ( ) logikai műveleti jelek: ítéletváltozók (logikai változók): p, q, r,... ítéletkonstansok: T, F szintaxis szabályai atomi formula (atom) minden ítéletkonstans atomi formula minden ítéletváltozó atomi formula formula minden atomi formula egyben formula is ha A és B formulák, akkor ( A), (A B), (A B), (A B), (A B) kifejezések is formulák a formulaképzés szabálya rekurzív LOGIKA 3 KONJUNKTÍV NORMÁLFORMA ÍTÉLETKALKULUS SZEMANTIKA logikai formula (wff): szabályos szimbólumsorozat igazságértéke ad jelentést (szemantika szabályai szerint) formula interpretációja minden ítéletváltozóhoz igaz (T) vagy hamis (F) érték rendelése minden lehetséges módon interpretált formula kiértékelése műveleti jelek szemantikája alapján (igazságtáblák) REZOLÚCIÓ-bizonyítási eljárás Modell: az az interpretáció amelyben a formula igaz p q p p q p q p q p q T T F T T T T T F F F T F F F T T F T T F F F T F F T T LOGIKA 4 1

IMPLIKÁCIÓ FORMULÁK EKVIVALENCIÁJA p q Ha a kutyusok repülnek akkor 2=1. T F hamis előtagból bármi következik? F Értelmezés lehet: Ha p igaz, akkor azt állítom, hogy q is igaz, egyébként q-ról nem állítok semmit. p q p q Két formula ekvivalens, ha minden interpretációban ugyanaz a logikai értékük. Nevezetes ekvivalenciák, logikai törvények: 1. A B = (A B) (B A) 2. A B = A B 3. A B = B Akommutatív A B = B A 4. (A B) C = A (B C) (A B) C = A (B C) asszociatív 5. A (B C) = (A B) (A C) A (B C) = (A B) (A C) disztributív LOGIKA 5 LOGIKA 7 ALAPVETŐ TULAJDONSÁGOK Igazság - Egy formula igaz, ha az, amit leír, valóban előfordul a világban. - Egy formula igazsága függ a világ állapotától, és az interpretációtól (szemantikától) Tautológia / Érvényes formula: pl. A v A - A formula igazsága nem függ sem a világ állapotától, sem a szemantikától. - minden interpretációban igaz, minden modellben benne van T Kontradikció /Ellentmondás: pl. A A - a világ soha nem olyan, mint amilyennek leírja - minden interpretációban hamis, nincs modellje FORMULÁK EKVIVALENCIÁJA Logikai törvények 6. A F = A A T = A 7. A T = T A F = F 8. A A = T A A = F 9. ( A) = A kettős tagadás 10. (A B) = A B (A B) = A B demorgan 11. A (A B) = A A (A B) = A abszorpció, elnyelés A A = A A A = A idempotencia LOGIKA 6 LOGIKA 8 2

LOGIKAI KÖVETKEZMÉNY F1: p q F2: q TÉTELBIZONYÍTÁS IGAZSÁGTÁBLÁVAL A W W formula az A formulának logikai következménye, ha W igaz minden olyan interpretációban, amelyben A igaz. LEGALÁBB OTT IGAZ, AHOL A. A 1,..., A n W bizonyos formulákról tudjuk, hogy igazak (A 1,..., A n ) F3: p?: F1 F2 F3 lehetőségek: a. A definíció alapján beláthatjuk, hogy minden olyan interpretációban, amelyben F1 F2 igaz, és ha W ezek logikai következménye, akkor W-nek is igaznak kell lennie igaz F3 is Hogy lehet eldönteni? Pl. Modus Ponens a b a b a (a b) T T T T b. bebizonyíthatjuk, hogy F1 F2 F3 tautológia c. beláthatjuk, hogy F1 F2 F3 kontradikció a (a b) b T F F F F T T F p q F 1 F 2 F 1 F 2 F 3 F 1 F 2 F 3 F 1 F 2 F 3 T T T F F F T F F F T F T F F T F F T F F T T F F T T F LOGIKA 9 F F T T T T T F a b c LOGIKA 11 LOGIKAI KÖVETKEZMÉNY TÉTELBIZONYÍTÁS IGAZSÁGTÁBLÁVAL Logikai következmény fogalmának eldöntése a tautológia fogalmával: A 1,..., A n W akkor és csak akkor, ha (A 1... A n ) W tautológia Logikai következmény fogalmának értelmezése a kontradikció fogalmával: A1,..., An W akkor és csak akkor, ha A1... An W kontradikció Elnevezések: (A1... An) W tétel A1... An tétel axiómái, feltételei W következmény, konklúzió Az interpretációk száma: 2 változó esetén 4 - ok 3 változó esetén 8 - ok 4 változó esetén 16 nem annyira ok, elveszítjük a fonalat n változó esetén 2 n Mekkora szám a 2 n? https://www.youtube.com/watch?v=amfmjc45f1q LOGIKA 10 3

TÉTELBIZONYÍTÁS IGAZSÁGTÁBLÁVAL https://www.youtube.com/watch?v=amfmjc45f1q Elég kilátástalannak tűnik nagy számú ítéletváltozó esetén az igazságtáblával történő tételbizonyítás Robinson, 1965: REZOLÚCIÓ Rezolúcióval kapcsolatos következtetési sémák Mire is lesz jó? a b c b Ezt a sémát hívjuk a rez. alap következtetési szabályának a v c Másfajta értelmezések ugyanarra: a b a b c a c a c b c b Rezolúció, Robinson, 1965 (fénykép 2012-ből) Alapelv: - Mind a feltételeket, mind a következmény negáltját (ld. köv. pont) konjunktív normálformára hozzuk - A feltételek következményeit kontradikcióval bizonyítjuk: Feltétel_1 Feltétel_2 Feltétel_k Következmény A kialakított formula kontradikció - Alkalmazzuk a rezolúció alap következtetési sémáját mindaddig, amíg üres klózt nem kapunk: a b d c b d a v c (NIL) Rezolúciós eljárás: cáfoló eljárás (ellentmondással történő bizonyítás), mellyel egy konjunktív normálforma ill. egy klózhalmaz kielégíthetetlenségét bizonyítjuk. Konjunktív normálforma: ( p q) ( q r) ( s r) p s K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 speciális részformulák=klózok konjunkciója klóz (K): literálok diszjunkciója ill. egy literál literál: egy ítéletváltozó vagy annak negáltja Implikációs normálforma: NEM KELL TUDNI! speciális részformulák (klózok) konjunkciója klóz: implikáció bal oldalon atomok konjunkciója, jobb oldalon atomok diszjukciója (p q) (q r) (s r F) (T p) (T s) LOGIKA 16 4

KONJUNKTÍV NORMÁLFORMA Literál: negált vagy negálatlan atom Pozitv: A KNF: Klózok (diszjunkciók) konjunkciója K K K Negatív, ha A Tétel: Minden formulához létezik vele ekvivalens konjunktív normálforma. Biz.: 1. 2. De Morgan ( ) ( ) 3. ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Def.: DNF (diszjunktív normálforma): konjunkciók diszjunkciója Megjegyzés: A KNF és DNF duális: ua. mindkettő, csak helyett, helyett. 1 2 n ÍTÉLETKALKULUS PÉLDA állítások: A1: Ha süt a nap, akkor Péter strandra megy. A2: Ha Péter strandra megy, akkor úszik. A3: Péternek nincs lehetősége otthon úszni. A4: Ha süt a nap, akkor Péter nem marad otthon. A1, A2, A3 állításokból következik-e A4? atomok (atomi formulák): p: süt a nap q: Péter strandra megy r: Péter úszik s: Péter otthon marad formulák: F1: p q= p q F2: q r= q r F3: (s r)= s r F4: p s= p s F4: p s KLÓZOK: p és s 2 db! eredeti állítások szerkezetét tükrözi LOGIKA 19 minden formula átalakítható normálformára Transzformációs szabályok: A B = (A B) (B A) ( kiküszöbölése) a) A B = A B ( kiküszöbölése) b) c) (A B) = A B ( hatáskörének redukálása) d) (A B) = A B ( hatáskörének redukálása) A = A ( hatáskörének redukálása) e) A (B C) = (A B) (A C) (klózok konjunkciójának f) létrehozása) (((p q) (q r) (s r)) (p s)) ( (( p q) ( q r) (s r)) ( p s)) ( ( p q) ( q r) (s r) ( p s)) ( p q) ( q r) (s r) ( p s) ( p q) ( q r) ( s r) p s b.) d.) c.) e.) c.) d.) e.) LOGIKA 18 ( p q) ( q r) ( s r) p s formula klóz alak, klóz halmaz: C1: p q C2: q r C3: s r C4: p C5: s Lássuk be, hogy C1... C5 klózhalmaz kontradikció indirekt bizonyítás: tfh létezik modellje (minden klóz igaz) C4 igaz, ha p = T C5 igaz, ha s = T C1 igaz, ha q = T (mivel p = F, C4-ből) C3 igaz, ha r = F (mivel s = F, C5-ből) ellentmondás! C2 igaz, ha q = F (mivel r = F, C3- és C5-ből) LOGIKA 20 5

A bizonyítási eljárás szemléltetése: C1: p q C2: q r q C3: s r C4: p C5: s r q rezolúciós gráf, cáfolati gráf új klóz előállítása: rezolúcióval p q s r q r q p s r q q r q NIL NIL LOGIKA 21 rezolválható klózok: ún. komplemens literálpárt tartalmaznak komplemens literálpár: egy logikai változó és a negáltja együtt rezolvens klóz: komplemens literálok elhagyása után maradó részek diszjunkcióval összekapcsolva üres klóz: NIL, minden reprezentációban hamis rezolúció tulajdonságai: algoritmusa nemdeterminisztikus C1: p q p r C2: q r p s C3: s r s C4: p NIL C5: s helyes (logikai következmény) teljes (minden logikai következmény belátható rezolúcióval) LOGIKA 23 A 1, A 2,, A n B?? A 1 A 2 A n B kontrdikció igazolása rezolúciós eljárással A rezolúciós eljárás lépései: Cél tagadása, KNF-RE hozása az axiómákhoz való hozzáadása nem ettől indirekt! Az A 1 A 2 A n B formula klóz formára hozása (kiindulási klózhalmaz) Az üres klóz (NIL) előállításáig: a klózhalmazból két rezolválható klóz választása, a kiválasztott klózok rezolvensének képzése, a rezolvens klóz hozzáadása a klózhalmazba. LOGIKA 22 6