Предикаты и области истинности

Стр 1 из 2Следующая ⇒

Минобрнауки России

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГУМАНИТАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

(РГГУ)

институт информационных наук и технологий безопасности

ФАКУЛЬТЕТ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ

ХРИПАЧ КИРИЛЛ

КУЛДЖАНИШВИЛИ СОСО

ПРЕДИКАТЫ И ОПЕРАЦИИ НАД НИМИ. мНОЖЕСТВА ИСТИННОСТИ ПРЕДИКАТОВ. КВАНТОРЫ

Реферат

студентов 2 курса направления подготовки

090900 «Информационная безопасность» (бакалавриат)

«17» января 2012 г.

Предикаты и операции над ними.

Предика́т (n-местный, или n-арный) — это функция с множеством значений (или «ложь» и «истина»), определённая на множестве . Таким образом, каждый набор элементов множества M характеризуется либо как «истинный», либо как «ложный».

Предикат можно связать с математическим отношением: если (m₁,m₂,...,m_n) принадлежит отношению, то предикат будет возвращать на ней 1. В частности, одноместный предикат определяет отношение принадлежности некоторому множеству.

Предикат — один из элементов логики первого и высших порядков. Начиная с логики второго порядка, в формулах можно ставить кванторы по предикатам.

Предикат называют тождественно-истинным и пишут:

если на любом наборе аргументов он принимает значение 1.

Предикат называют тождественно-ложным и пишут:

если на любом наборе аргументов он принимает значение 0.

Предикат называют выполнимым, если хотя бы на одном наборе аргументов он принимает значение 1.

Так как предикаты принимают только два значения, то к ним применимы все операции булевой алгебры – конъюнкция, дизъюнкция, импликация и отрицание.

Примеры

Например, обозначим предикатом EQ(x, y) отношение равенства («x = y»), где x и y принадлежат множеству вещественных чисел. В этом случае предикат EQ будет принимать истинное значение для всех равных x и y.

Более житейским примером может служить предикат ПРОЖИВАЕТ(x, y, z) для отношения «x проживает в городе y на улице z» или ЛЮБИТ(x, y) для «x любит y», где множество M — это множество всех людей.

Операции над предикатами

Предикаты, так же, как высказывания, принимают два значения истинное и ложное, поэтому к ним применимы все операции логики высказываний. Рассмотрим применение операций логики высказываний к предикатам на примерах одноместных предикатов.

Логические операции

Конъюнкцией двух предикатов А(х) и В(х) называется новый предикат A(x)&B(x), который принимает значение «истина» при тех и только тех значениях Т, при которых каждый из предикатов принимает значение «истина», и принимает значение «ложь» во всех остальных случаях. Множеством истинности Т предиката А(х)&В(х), является пересечение множеств истинности предикатов А(х) – Т₁ и В(х) – Т₂, т.е. Т = Т₁∩Т₂.

Пример: А(х): «х – четное число», В(х): « х кратно 3». А(х) В(х) – «х – четное число и х кратно 3». Т.е. предикат «х делится на 6».

Дизъюнкцией двух предикатов А(х) и В(х) называется новый предикат , который принимает значение «ложь» при тех и только тех значениях Т, при которых каждый из предикатов принимает значение «ложь» и принимает значение «истина» во всех остальных случаях. Областью истинности предиката является объединение областей истинности предикатов А(х) и В(х).

Отрицанием предиката А(х) называется новый предикат , который принимает значение «истина» при всех значениях Т, при которых предикат А(х) принимает значение «ложь», и принимает значение «ложь», если А(х) принимает значение «истина». Множеством истинности предиката, является дополнение Т' к множеству Т в множестве Х.

Импликацией предикатов А(х) и В(х) называется новый предикат , который является ложным при тех и только тех значениях Т, при которых А(х) принимает значение «истина», а В(х) – значение «ложь» и принимает значение «истина» во всех остальных случаях. Читают: «Если А(х), то В(х)».

Пример. А(х): «Натуральное число х делится на 3». В(х): «Натуральное число х делится на 4», можно составить предикат: «Если натуральное число х делится на 3, то оно делится и на 4». Множеством истинности предиката является объединение множества Т2 – истинности предиката В(х) и дополнения к множеству Т1 истинности предиката А(х).

Предикаты и области истинности

Кроме высказываний, рассматриваются также высказывания с переменными, т.е. буквами, вместо которых можно подставлять определенные значения (например, числа). Если вместо всех переменных подставить их значения, то высказывание с переменными превратится в обычное высказывание.

Например, рассмотрим высказывание с переменной

.

—истинное высказывание,

— ложное высказывание.

Те наборы значений переменных, при которых получается истинное высказывание, образуют область истинности высказывания с переменными.

Определение. Предикат — это высказывание с переменными.

Пример. Область истинности предиката

— ;
предиката — ;
предиката :

Область истинности предиката , где
— свободные переменные, — связанная переменная:

Область истинности предиката (оси координат не включаем):

Область истинности предиката :

Если в предикаты P и Q входят одни и те же переменные, то область истинности предиката есть пересечение, а область истинности предиката — объединение областей истинности данных предикатов.

Кванторы

Ква́нтор — общее название для логических операций, ограничивающих область истинности какого-либо предиката и создающих выcказывание. Чаще всего упоминают:

· Квантор всеобщности (обозначение: , читается: «для всех…», «для каждого…» или «каждый…», «любой…», «для любого…»).

· Квантор существования (обозначение: , читается: «существует…» или «найдётся…»).

В математической логике приписывание квантора к формуле называется связыванием или квантификацией.

В многозначных логиках также вводятся и другие кванторы, например, квантор плюральности (квантор Решера) (обозначается перевёрнутой M, читается «для большинства …»).

Примеры

Обозначим предикат «x делится на 5». Используя квантор общности, можно формально записать следующие высказывания (конечно, ложные):