Semantica proposizionale. Unit 2, Lez 3 e 4 Corso di Logica

Documenti analoghi
Fondamenti di Informatica 2

Logica: materiale didattico

Logica proposizionale

NOZIONI DI LOGICA PROPOSIZIONI.

Logica proposizionale

Logica per la Programmazione

Introduzione alla logica proposizionale. Unit 2 Corso di Logica

Logica: nozioni di base

Logica degli enunciati; Operazioni con le proposizioni; Proprietà delle operazioni logiche; Tautologie; Regole di deduzione; Logica dei predicati;

Proposizioni e verità

George BOOLE ( ) L algebra booleana. (logica proposizionale)

Introduzione alla logica

Esercitazioni per il corso di Logica Matematica

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI LA SAPIENZA CORSO DI STUDI IN INFORMATICA ESERCITAZIONI AL CORSO DI LOGICA MATEMATICA LOGICA PROPOSIZIONALE

CALCOLO PROPOSIZIONALE. Corso di Logica per la Programmazione Andrea Corradini

Marta Capiluppi Dipartimento di Informatica Università di Verona

La logica matematica. Si ringraziano per il loro contributo gli alunni della classe IB Lic. Sc. A.S

sempre vere sempre false

Luca Costabile Esercizi di Logica Matematica Dispensa Calcolo Proposizionale 1

LOGICA DEL PRIMO ORDINE: PROOF SYSTEM. Corso di Logica per la Programmazione A.A. 2013/14 Andrea Corradini

CALCOLO PROPOSIZIONALE

METODI MATEMATICI PER L INFORMATICA

NOZIONI DI LOGICA. Premessa

Introduzione alla logica proposizionale. Unit 2, Lez 1 e 2 Corso di Logica

Fondamenti di Informatica 2, Linguaggi e Complessità : Logica I Parte Lucidi di M.Schaerf e A.Marchetti Spaccamela

Logica per la Programmazione

Prerequisiti Matematici

C1: L C1 C2: L C2 C: C1 C2

Logica per la Programmazione

DI CHE COSA SI OCCUPA LA LOGICA

Operatori di relazione

Logica per la Programmazione Corso di Laurea in INFORMATICA a.a. 2016/17

Intelligenza Artificiale I

Cenni di logica e calcolo proposizionale

Algebra di Boole. Andrea Passerini Informatica. Algebra di Boole

Le variabili logiche possono essere combinate per mezzo di operatori detti connettivi logici. I principali sono:

Calcolo proposizionale

Università degli Studi di Cagliari Dipartimento di Ingegneria Elettrica ed Elettronica ALGEBRA BOOLEANA

ALGEBRA DI BOOLE. In caso di errori di battitura o se si volesse contribuire a migliorare la seguente guida contattare:

Informatica. Logica e Algebra di Boole

Un po di logica. Christian Ferrari. Laboratorio di matematica

DIMOSTRAZIONI DI TAUTOLOGIE. Corso di Logica per la Programmazione A.A. 2010/11 Andrea Corradini, Paolo Mancarella

Logica per la Programmazione

Elementi di Algebra e Logica Determinare la tavola della verità di ciascuna delle seguenti forme proposizionali:

LOGICA MATEMATICA PER INFORMATICA (A.A. 12/13)

INSIEMI. DEF. Un INSIEME è una qualsiasi collezione di oggetti.

I circuiti elementari

Esercitazioni per il corso di Logica Matematica

BREVE CENNO DI LOGICA CLASSICA La logica può essere definita come la scienza che studia le condizioni in base alle quali un ragionamento risulta

Un introduzione al corso di LOGICA PER LA PROGRAMMAZIONE

I.2 Logica. Elisabetta Ronchieri. Ottobre 13, Università di Ferrara Dipartimento di Economia e Management. Insegnamento di Informatica

Maiuscole e minuscole

Una Breve Introduzione alla Logica

Logica proposizionale

Elementi di Logica Teoria degli insiemi

2. I condizionali indicativi

Richiami teorici ed esercizi di Logica

Elementi di Logica Le forme del ragionamento

Logica proposizionale

Logica e fondamenti di matematica

Logica per la Programmazione

Logica proposizionale classica. Studia il comportamento dei connettivi proposizionali quali ( And ) e ( Or )

3. Logica. Obiettivi di apprendimento: Relazioni, dati e previsioni 6T, 7T, 8T, 10Q. La logica nel linguaggio comune...

Logica per la Programmazione

Esercizi di Riepilogo e Autovalutazione Modulo 1

L'algebra Booleana. Generalità. Definizioni

LOGICA DEL PRIMO ORDINE: MOTIVAZIONI, SINTASSI E INTERPRETAZIONI. Corso di Logica per la Programmazione A.A Andrea Corradini

Logica per la Programmazione

Intelligenza Artificiale. Logica proposizionale: calcolo automatico

Logica per la Programmazione

Proposizioni Algebra di Boole Condizioni Operatori di relazione

Ragionamento Automatico Richiami di calcolo dei predicati

Logica proposizionale

LOGICA MATEMATICA PER INFORMATICA

DIMOSTRAZIONI DI EQUIVALENZE, SUI CONNETTIVI E SULL'AMBIGUITA' DELLA SINTASSI. Corso di Logica per la Programmazione

4. Logica. Insegnamento di Informatica. Elisabetta Ronchieri. I semestre, anno Corso di Laurea di Economia, Universitá di Ferrara

Intelligenza Artificiale I

Logica di Base. Docente: Francesca Benanti. 27 Gennaio 2007

Il ministero della sanità dovrebbe vietare la vendita delle sigarette; Infatti il fumo nuoce alla salute.

ISTITUTO TECNICO STATALE COMMERCIALE E PER GEOMETRI A. MARTINI Castelfranco Veneto (TV) Elementi di Logica

LOGICA PER LA PROGRAMMAZIONE

Fondamenti di Informatica

Corso di Calcolatori Elettronici I

Logica per la Programmazione

LOGICA DEL PRIMO ORDINE: MOTIVAZIONI, SINTASSI E INTERPRETAZIONI

Introduzione alla logica matematica

LOGICA e INSIEMISTICA

Logic. Esame: Scritto. Questo corso fa parte del percorso Filosofia e Linguaggi dell Informatica.

Materiale didattico aggiuntivo - Analisi Matematica I CENNI DI LOGICA MATEMATICA. 1. Proposizioni. Valori logici. Connettivi logici. Tavole di verita.

Calcoli dei sequenti classici e lineare

Reti logiche: introduzione

Università degli Studi di Milano

Logica booleana, Costrutto IF

Logica. 7: Conseguenza ed equivalenza logica in logica classica proposizionale. Claudio Sacerdoti Coen. Universitá di Bologna

Corso di Calcolatori Elettronici I A.A Algebra di Boole Lezione 4

FUNZIONI BOOLEANE. Vero Falso

Lezione 5. Sommario. La logica booleana. I principi della logica booleana Gli operatori logici

LOGICA E FILOSOFIA DELLA SCIENZA

Funzioni booleane. Vitoantonio Bevilacqua.

Transcript:

Semantica proposizionale Unit 2, Lez 3 e 4 Corso di Logica

Sommario Semantica dei connettivi Costruzione delle tavole di verità Tautologie, contraddizioni e contingenze Semantica delle forme argomentative

Sintassi e semantica La sintassi proposizionale, cioè la forma delle espressioni corrette, è determinata dalle regole di inferenza La semantica delle proposizioni passa attraverso la specifica di un dominio di interpretazione, cioè di un insieme di oggetti rispetto ai quali si dà un interpretazione degli elementi del linguaggio A, B, C, cosa indicano nel nostro dominio? Sono vere o false?

Semantica formule atomiche I valori di verità sono vero e falso: {V, F} La semantica di una formula atomica proposizionale (cioè una forma proposizionale) è fissata da un interpretazione della formula in un dominio che dà luogo ad un valore di verità L interpretazione è una funzione I : Π {V, F} (dove Π è l insieme delle formule atomiche) che cioè fa corrispondere ad ogni formula atomica il suo valore di verità in quel contesto

Esempio Dato Π={A,B,C} ci sono otto possibili interpretazioni I i : Π {V, F} di Π

Semantica di connettivi e formule La semantica (significato logico) di ogni connettivo è fissata da una regola, sintetizzata da una tavola di verità, che determina il valore di verità di ogni proposizione composta in cui il connettivo occorre come operatore principale Nella tavola di verità si prendono in esame tutte le possibilità che si possono presentare rispetto a interpretazioni differenti (risp. ai valori di verità) Diciamo che una interpretazione I soddisfa una formula Φ se e solo se I(Φ)=V. Analogamente, se esiste un interpretazione che la soddisfa, una formula Φ si dice soddisfacibile.

Verofunzionalità Principio di verofunzionalità: il valore di verità di una proposizione è la risultante dei significati delle sue parti e del modo in cui sono combinate attraverso gli operatori logici

Negazione La negazione ~Φ è vera se Φ è falsa, ed è falsa se Φ è vera (indipendentemente se Φ è atomica o composta) Φ ~Φ V F F V Ogni riga rappresenta una classe di situazioni possibili

Congiunzione La congiunzione Φ&Ψ è vera se entrambe le proposizioni sono vere, ed è falsa altrimenti (indipendentemente se Φ e Ψ sono atomiche o composte) Φ Ψ Φ&Ψ V V V V F F F V F F F F

Disgiunzione La disgiunzione ΦvΨ è vera se almeno una proposizione è vera, ed è falsa altrimenti (indipendentemente se Φ e Ψ sono atomiche o composte) Φ Ψ ΦvΨ V V V V F V F V V F F F PS: si tratta della lettura inclusiva

Condizionale materiale Il condizionale materiale Φ Ψ è vero in tutti i casi tranne quando Φ è vera e Ψ è falsa (indipendentemente se Φ e Ψ sono atomiche o composte) Φ Ψ Φ Ψ V V V V F F F V V F F V

Bicondizionale materiale Il bicondizionale materiale Φ Ψ è vero quando Φ e Ψ hanno lo stesso valore di verità, ed è falso altrimenti (indipendentemente se Φ e Ψ sono atomiche o composte) Φ Ψ Φ Ψ V V V V F F F V F F F V

Fatti importanti (1) 1. Gli operatori logici non sono tutti ugualmente necessari Il bicondizionale (Φ Ψ) si può ottenere dal condizionale materiale: (Φ Ψ)&(Ψ Φ) In realtà bastano la negazione ed uno tra congiunzione, disgiunzione e condizionale per esprimere semanticamente i connettivi rimanenti Ad esempio, usando ~ e & come base si ha: disgiunzione (tra Φ e Ψ): ~(~Φ&~Ψ) condizionale (se Φ allora Ψ): ~(Φ&~Ψ) bicondizionale (tra Φ e Ψ): ((Φ&~Ψ)&(Ψ&~Φ)) Si dice che {~, &} forma una base di connettivi

Fatti importanti (2) 2. Continuiamo ad usarli tutti per facilità nelle notazioni e per consuetudine 3. Preso un altro operatore logico qualsiasi, è esprimibile semanticamente con i nostri cinque connettivi? Si! Questa proprietà si esprime dicendo che il nostro insieme di operatori è funzionalmente completo Questa ragione spiega anche l importanza e l applicazione dei connettivi ~, v e & nell informatica

I connettivi ed i computers [Boole] riguardiamo F, V come simboli numerici (e denotiamoli con 0, 1). Il loro comportamento logico (rispetto ai connettivi ~, v e &) è interpretabile matematicamente all interno di un calcolo algebrico: l algebra booleana (-,+,x) Ogni funzione calcolabile la si può destrutturare come funzione che opera sui numeri 0 e 1, per cui il suo comportamento può essere espresso attraverso una serie di operatori logici Teoria: la completezza dei connettivi ~, v e & ci assicura che ogni funzione esprimibile in tale aritmetica è esprimibile con questi connettivi Pratica: l implementazione fisica di ~, v e & permette di computare ciascuna di tali funzioni

Tavole di verità per formule Si assegnano i valori di verità alle variabili proposizionali (che sono le sfbf più piccole), per poi procedere a calcolare i valori di verità delle sfbf via via maggiori, fino a raggiungere l intera fbf Ad ogni passaggio di calcolo si usano le tavole dei connettivi Il numero di righe (interpretazioni) della tavola è dato dalla potenza 2 (numero variabili)

Esempio (AvB) (A&B) 1 2 3 5 4 7 3 6 4 A B (A v B) (A & B) V V V V V V V V V V F V V F F V F F F V F V V F F F V F F F F F V F F F

Esempio ((~A B)v(A&B)) B 1 2 5 3 6 4 8 3 7 4 9 4 A B ((~ A B) v (A & B)) B V V F V V V V V V V V V V F F V V F V V F F F F F V V F V V V F F V V V F F V F F F F F F F V F

Semantica del bicondizionale Abbiamo detto che il bicondizionale (A B) è equivalente a (A B)&(B A). Hanno la stessa tavola di verità? A B A B V V V V F F F V F F F V A B (A B) & (B A) V V V V V V V V V V F V F F F F V V F V F V V F V F F F F F V F V F V F

Esempi notevoli Provare che la disgiunzione esclusiva v e (vera se uno solo dei disgiunti è vero, falso altrimenti) è equivalente a (AvB)&~(A&B) Provare che l espressione linguistica né A né B (che è vera se A e B sono entrambe false, ed è falsa altrimenti) è equivalente a ~(AvB)

Tautologia Una fbf che è vera in ogni riga della tavola di verità (quindi è vera in ogni interpretazione) è detta tautologia (o tautologica), così come l asserzione che rappresenta Esempio: Av~A A A v ~A V V V F F F V V Se una fbf è tautologica allora ogni asserzione della stessa forma è logicamente necessaria

Sulle tautologie La nozione di tautologia è di tipo formale Una tautologia è una proposizione vera in virtù solamente del significato dei connettivi in essa presenti (si prescinde totalmente da tutte le situazioni particolari delle variabili) Dunque una tautologia non rappresenta una verità del pensiero o del mondo, perché consegue semplicemente dal significato attribuito ai connettivi che in essa occorrono Esempio: il fatto che c è il sole segua tautologicamente da c è il sole e fa caldo dipende solo dal significato del connettivo e

Contraddizione Una fbf che è falsa in ogni riga della tavola di verità (quindi è falsa in ogni interpretazione) è detta contraddizione (o vero-funzionalmente inconsistente, o contraddittoria), così come l asserzione che rappresenta Esempio: A&~A A A & ~A V V F F F F F V Se una fbf è una contraddizione allora ogni asserzione della stessa forma è logicamente impossibile

Sulle contraddizioni La nozione di contraddizione è di tipo formale Una contraddizione è una proposizione falsa in virtù solamente del significato dei connettivi in essa presenti (si prescinde totalmente da tutte le situazioni particolari delle variabili) Dunque una contraddizione non rappresenta una falsità del pensiero o del mondo, perché ciò consegue semplicemente dal significato attribuito ai connettivi che in essa occorrono Esempio: il fatto che fa caldo e non fa caldo sia una contraddizione dipende solo dal significato del connettivo e

Tautologie e contraddizioni Ogni negazione di una tautologia è una contraddizione Av~A è una tautologia, dunque ~(Av~A) è una contraddizione A ~ (A v ~A) V F V V F F F F V V Ogni negazione di una contraddizione è una tautologia A&~A è una tautologia, A dunque ~(Av~A) è una contraddizione ~ (A & ~A) V V V F F F V F F V

Contingenza Una fbf che è vera in alcune righe della tavola di verità e falsa in altre è detta vero-funzionalmente contingente, così come l asserzione rappresentata Esempio: A&B A B A&B V V V V F F F V F F F F E se A="Bob è sposato", B="Bob è scapolo"? Se una fbf è vero-funzionalmente contingente allora è contingente relativamente agli operatori della logica proposizionale ma può essere sia autenticamente contingente, sia log. necessaria, sia log. impossibile

Esempio (AvB) (A&B) A B (A v B) (A & B) V V V V V V V V V V F V V F F F F V F V F V V F V F F F F F F F V F F F PS: si tratta di una contingenza verofunzionale

Esempio (~A ~B) (B A) A B (~ A ~ B) (B A) V V F V V F V V V V V V F F V V V F V F V V F V V F F F V V V F F F F V F V V F V F V F PS: La proposizione condizionale ~A ~B è equivalente, dunque sempre sostituibile, con la proposizione B A (detta anche la duale)

Esempio (AvB) ~A&~B A B (A v B) ~ A & ~ B V V V V V F F V F F V V F V V F F F V F V F F V F V V F V F F F V F F F F F F V F V V F PS: è una contraddizione

Esempio ~(A&B) ~Av~B A B ~ (A & B) ~ A v ~ B V V F V V V V F V F F V V F V V F F V F V V V F F V V F F V V V F V F V F F V F F F V V F V V F PS: La proposizione ~(A&B) è equivalente, dunque sempre sostituibile, con la proposizione ~Av~B

Esempi notevoli tautologie Identità A A Terso escluso Av~A Non contraddizione ~(A&~A) Doppia negazione A ~~A Ex falso quodlibet A&~A B Consequentia mirabilis (~A A) A Affermazione del conseguente A (B A) Negazione dell antecedente ~A (A B) Contrapposizione (A B) (~B ~A)

Esempi notevoli tautologie Eliminazione congiunzione A&B A Introduzione disgiunzione A AvB Idempotenza Assorbimento Leggi di De Morgan Riduzione all assurdo A&A A AvA A A&(AvB) A Av(A&B) A ~(AvB) ~A&~B ~(A&B) ~Av~B ((A B)&~B) ~A

Esercizi: Tautologie? Contraddizioni? Contingenze? A A ~A A ~A ~B ~(A A) (AvB) B (A&B) B A ~(AvB) (AvB) (A&B) ((A B)&A) B (((A B)&(B C)) (A C)) (~A ~B) (B A)

Semantica per forme argomentative Con le tavole di verità possiamo esprimere in modo rigoroso la nozione di validità argomentativa Come procedere: si costruisce la tavola con tutte le fbf (premesse e conclusione) si cercano le interpretazioni in cui le premesse sono tutte vere: se in corrispondenza la conclusione è sempre vera allora la forma è valida; se c è un solo caso in cui la conclusione è falsa (un controesempio) allora la forma non è valida se non ci sono interpretazioni aventi premesse tutte vere allora la forma è valida;

Esempio AvB,~B A A B A v B, ~B A V V V V V F V V F V V F V V F V F V V F F F F F F F V F PS: Diciamo che la forma argomentativa AvB,~B A è valida, oppure che A è conseguenza logica di AvB e ~B.

Esempio A B,~B ~A A B A B, ~B ~A V V V V V F F V F V F F V F F V F V V F V F F F V F V V PS: la forma argomentativa A B,~B ~A è valida (~A è conseguenza logica di A B e ~B).

Esempio A B,~A ~B A B A B, ~A ~B V V V V V F F V F V F F F V F V F V V V F F F F V F V V PS: la forma argomentativa A B,~A ~B non è valida (~B non è conseguenza logica di A B e ~A).

Esempio AvB,BvC AvC A B C A v B, B v C A v C V V V V V V V V V V V V V V F V V V V V F V V F V F V V V F F V V V V V V F F V V F F F F V V F F V V F V V V V V F V V F V F F V V V V F F F F F F V F F F F V V F V V F F F F F F F F F F F F

Esempio A,~A B A B A, ~A B V V V F V V F V F F F V F V V F F F V F PS: Non ci sono controesempi, dunque la forma argomentativa è valida!

Esempio A B (A&~A) B A B A B (A & ~A) B V V V V V V F F V V V F V F F V F F V F F V F V V F F V V V F F F V F F F V V F PS: La conclusione è una tautologia, dunque la forma argomentativa è valida!

Esempio A B,B C,A C A B C A B, B C, A C V V V V V V V V V V V V V F V V V V F F V F V F V V F F F V V V V V F F V F F F V F V F F V V F V V V V V F V F V F F V V V F F F F F F V F V F F V V F V F F F F V F F V F F F

Decidibilità Algoritmo: è una procedura meccanica rigorosa che termina dopo un numero finito di operazioni finite Un sistema formale è decidibile quando esiste un algoritmo in grado di decidere se una qualunque forma argomentativa è valida oppure no La logica proposizionale è decidibile: un algoritmo è proprio dato dalla costruzione della tavola di verità

Per casa Leggere Varzi, par. 3.4, 3.5, 3.6 Esercizi sul Varzi E poi esercizi online