рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Принцип двойственности.

Принцип двойственности. - раздел Математика, КУРС ЛЕКЦИЙ ПО МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ЛОГИКЕ     Пусть ...

 

 

Пусть – некоторое подмножество множества булевых функций: .

Определение 1: Множество называется замыканием множества , если оно содержит все суперпозиции функций множества и не содержит никаких других функций.

Например, если , тогда, очевидно, .

Отметим очевидные свойства замыкания:

1);

2);

3) если , то .

Определение 2: Множество называется замкнутым классом, если выполняется условие: .

Например, пусть . Как следует из предыдущего примера, и поэтому не является замкнутым классом.

Если , то класс является замыканием класса . В силу свойства 2 операции замыкания является замкнутым классом.

Очевидно, что пересечение любого числа замкнутых классов есть замкнутый класс.

Легко заметить, что если функции содержатся в то для выяснения того, является ли замкнутым классом, достаточно ограничиться проверкой выполнения следующего условия: если функции ,..., , где , принадлежат множеству , то функция также принадлежит множеству .

Определение 3: Система функций из замкнутого класса называется полной в , если .

В случае если система полна в , то всякая функция из множества является суперпозицией функции из .

Для каждого замкнутого класса с конечным базисом введем понятие порядка замкнутого класса.

Пусть – конечный базис в . Обозначим через наибольший из порядков функций, принадлежащих множеству .

Определение 4: Порядком замкнутого класса с конечным базисом называется такое натуральное число , что (здесь минимум берется по всевозможным базисам класса ).

Теорема 1: Конъюнкция, дизъюнкция и отрицание образуют полную систему функций в .

Это утверждение вытекает из следствия 2 теоремы о разложении и соотношения: .

Из того, что и , а также из рассмотренной теоремы и неполноты каждой из систем , получаем следующие следствия.

Следствие 1: Системы функций и образуют базисы множества .

Далее, т.к. , то , .

Следствие 2: Функция образуем базис .

Следствие 3: Порядок класса равен 2.

Введём в рассмотрение принцип двойственности, имеющий в дискретной математике очень важное значение.

Определение 5: Функция называется двойственной к функции .

Из определения следует, что:

1) функция двойственна к функции ,

2) функция двойственна к функции ,

3) функция двойственна к функции ,

4) функция двойственна к функции ,

5) функция двойственна к функции ,

6) функция двойственна функции .

Заметим, что двойственная функция к двойственной функции есть исходная функция, т.е. .

Теорема 2: (принцип двойственности). Если данная функция имеет вид: , то двойственная ей функция: , где – это функции, двойственные к функциям соответственно.

Доказательство: Имеем

Что и требовалось доказать.

Пусть некоторое множество функций из . Обозначим через множество всех тех функций, которые являются двойственными к функциям из множества .

Определение 6: Назовем множество двойственным к . Множество называется самодвойственным, если .

Тогда в силу принципа двойственности имеют место следующие утверждения.

Следствие 1: Если – замкнутый класс, то также образует замкнутый класс.

Следствие 2: Если – замкнутый класс и система функций полна в , то система полна в , т.е. из следует, что .

В частности, если является базисом замкнутого класса , то является базисом .

Следствие 3: Если , то .

Определение 7: Функция называется самодвойственной, если , т. е. .

Из доказанной теоремы следует, что суперпозиция самодвойственных функций самодвойственна, т. е. множество самодвойственных функций образует замкнутый класс.

Замечание: Заметим, что константы являются несамодвойственными функциями.

 

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

КУРС ЛЕКЦИЙ ПО МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ЛОГИКЕ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ... ВОСТОЧНОУКРАИНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ... имени ВЛАДИМИРА ДАЛЯ...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Принцип двойственности.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

ПО МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ЛОГИКЕ
(для студентов специальности “Прикладная математика”)     У т в е р ж д е н о на заседании кафедры прикладной математики

Отрицание – обозначается ,читается:«не » или «неверно, что ».
2) Дизъюнкция (логическое сложение), обозначаемое(читается «

Упражнения для самостоятельной работы.
1. Даны следующие высказывания: P = «Данное число – целое», Q = «Данное число – положительное», R = «Данное число – простое», S = «Данное число

Формулы алгебры логики. Тавтологии.
В алгебре выводятся формулы, которые остаются верными, какие бы числа не подставляли вместо букв, входящих в эти формулы. Подобным образом в алгебре высказываний конструируются формулы из некоторых

Доказательство.
Необходимость: Пусть формулы и

Упражнения для самостоятельной работы.
  1. Определить, является ли данная последовательность символов формулой: 1)

Совершенные нормальные конъюнктивные и дизъюнктивные формы. Полные системы логических связок.
Определение 1:Элементарной конъюнкцией называется конъюнкция переменных, каждая из которых стоит под знаком отрицания или без него. Например:

Определение 4: Формула, представленная в виде конъюнкции элементарных дизъюнкций, называется совершенной нормальной конъюнктивной формой (СНКФ).
Замечание: Каждая элементарная конъюнкция (дизъюнкция), входящая в СНДФ (в СНКФ), должна содержать все пропозиционные буквы, входящие в исходную формулу. Только в этом случае м

Алгоритм преобразования произвольной формулы в СНДФ.
1) Выразить все логические операции через конъюнкцию, дизъюнкцию и отрицание. 2) Используя дистрибутивные законы, преобразовать формулу так, чтобы все конъюнкции выполнялись раньше дизъюнк

Замечание о представлении произвольной формулы многочленом Жегалкина.
Введём следующие обозначения: , .

Упражнения для самостоятельной работы.
  1. Привести к СНДФ данные формулы: 1) , 2)

Определения.
  В математике принято одной и той же буквой обозначать различные объекты, т. е. под буквой фактически понимается переменная, принимающая значения из некоторого множества. Такие перем

Определение 3: Множество всех значений таких, что предикат при этих значениях принимает значение «истина», называется областью истинности предиката.
Определение 4: Предикат , определённый на множестве

Упражнения для самостоятельной работы.
1. Прочитать следующие высказывания. Какие из них принимают истинные значения? 1) ; 4)

Формулы и тавтологии логики предикатов.
    При введении определения формул логики предикатов будем использовать следующие обозначения (алфавит): 1)

Упражнения для самостоятельной работы.
  1. Записать следующие высказывания в виде формул логики предикатов. 1) Всякое натуральное число, делящееся на 12, делится на 2, 4 и

Некоторые схемы доказательства теорем.
    Многие теоремы в математике имеют форму импликации . В этом случае условие

Рассмотрим некоторые схемы доказательства теорем.
1) Пусть и - одноместные предикаты,

Упражнения для самостоятельной работы.
  1.Записать на языке логики предикатов аксиому математической индукции.   2. Записать на языке логики предикатов следующую те

Формальный язык логики высказываний.
  Таблицы истинности в логике высказываний позволяют ответить на многие вопросы. Например, является ли данная формула тавтологией, противоречием или выполнимой формулой; влечёт ли она

Упражнения для самостоятельной работы.
  1. Указать свободные и связные вхождения переменных в следующих формулах: 1)

Свойства теорий первого порядка.
    Все результаты этого параграфа относятся к произвольной теории первого порядка. Всяк

Теоремы о полноте.
    Теорема 1: Во всяком исчислении предикатов первого порядка всякая теорема является логически общезначимой. Доказательство:

Определение 4: Всякий терм, не содержащий переменных, называется замкнутым термом.
Счётная интерпретация теории будет и

Формальная арифметика. Система аксиом.
    Пусть - теория первого порядка, в число предикатных букв которой входит

Линейные функции. Монотонные функции.
    Рассмотрим систему функций: ,

Теорема Поста.
    В предыдущем параграфе были рассмотрены некоторые классы булевых функций. В каждый класс попадают функции, обладающие определённым свойством. Для удобства введём сле

Упражнения для самостоятельной работы.
1) Сколько имеется различных двоичных наборов длины

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги