2024-09-04

Logik

Ytterligare operationer

Operator Notation Förklaring Övning
Exklusivt eller P⊕Q XOR (P∨Q)∧¬(P∧Q)
Implikativa P→Q P implicerar/medför Q (P∧Q)∨¬P
Ekvivalens P↔Q P om och endast om Q (P∧Q)∨(¬P∧¬Q)

Sanningstabell

P Q P⊕Q P→Q P↔Q
1 1 0 1 1
1 0 1 0 0
0 1 1 1 0
0 0 0 1 1

Prioriteringsregler

  1. Parenteser
  2. ¬
  3. Allt annat

Tautologier

En sammansatt utsaga, beroende på utsagor P1,…,Pn sådan att den alltid är sann, oberoende av sanningsvärden för, kallas för tautologi.

Exempel

P∨¬P(P∧(P→Q))→Q

Implikation och ekvivalens

Vi säger att P implicerar Q logiskt om P→Q är en tautologi.

Notation: P⟹Q

Vi säger att P är logiskt ekvivalent med Q om P↔Q är en tautologi.

Notation: P⟺Q

Exempel

¬(P∨Q)⟺¬P∨¬Q
P Q P∨Q ¬(P∧Q) ¬P∧¬Q
1 1 1 0 0
1 0 1 0 0
0 1 1 0 0
0 0 0 1 1
P→Q⟺¬Q→¬P

P→Q ej logiskt ekvivalent med Q→P
Samma sak för P→Q och ¬P→¬Q

Argument & Bevis

Logiskt argument

Ett logiskt argument består av ett antal ingående utsagor (hypoteser) H1,…,Hn (som i sin tur byggs upp av utsagor P1,…,Pm) och en slutsats C.

Ett logiskt argument är giltigt om C är sann så snart alla hypoteser är sanna.
// Ett giltigt logiskt argument är giltigt om (H1∧H2∧…∧Hn)→C är en tautologi.

Notation 1:

H1
H2
⋮
Hn
—
C

Matematiska bevis

Vill gå från axiom till slutsatser (matematiska satser/teorem)
Typiskt: Startar från tidigare etablerade satser.

Specialfall: Motsägelsebevis

Ett sätt att visa en slutsats P är att anta att P är falskt (dvs ¬P) och bevisa en uppenbart falskt utsaga Q. Använder logiska relationen:

¬P→Q⟺¬Q→P
Exempel

Sats: Det finns inga heltal a,b, sådana att 2=ab

Bevis: Antag att satsen är falsk, dvs det finns heltal a,b så att 2=ab. Kan anta att största gemensamma nämnare för a,b är 1.

2=ab⟹2=a2b2⟹2b2=a2

a måste vara ett jämnt tal.

⟹det finns ett heltal m så att a=2m⟹a2=(2m)2=4m2

Sätt in ovan 2b2=4m2

⟹b2=2m2b ett jämnt tal⟹det finns ett heltal n så att b=2n⟹2=ab=2m2n=mn⟹a,b har ej största gemensamma nämnare 1⟹antagandet falskt⟹finns ej heltal a,b så 2=ab

Kvantifiera/kvantorer

Antag att P(x) är ett predikat. Definierar kvantorerna
∀ (allkvantorn) och ∃ (existenskvantorn)

∀x:P(x) utsaga som är sann om P(x) är sann för alla x.

∃x:P(x) utsaga som är sann om det finns minst ett x för vilket P(x) är sann.

Exempel

  1. För alla heltal x gäller x≤5

P(x):x≤5
u:alla heltal
∀x∈Z:P(x)

  1. "Det finns ett land i världen som ligger i Europa."

x ett land i världen,u:alla länder
P(x):x ligger i Europa
∃x∈u:P(x)