Apostilam01 tabela verdade

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Apostilam01 tabela verdade

  1. 1. Unidade 1 – Sentenças e Representação simbólica Unidade 1 – Sentenças, Representação Simbólica, Tautologia, Contradição e Contingência. 1 – Introdução e Conceitos Iniciais: Geralmente nos expressamos, em português, através de gestos da fala e da escrita. No caso da escrita utilizamos interrogações, exclamações e conjunções expressadas em sentenças, que por sua vez, podem ser verdadeira ou falsa. Existem sentenças do tipo:  A nota obtida em lógica depende do número de questões que acertar.  Dez é menor do que sete.  Existem formas de vida em outros planetas. Ou seja, observa-se que as sentenças são passíveis de serem verdadeiras ou falsas. E justamente a interpretação da veracidade de sentenças que a lógica trata. Proposição: É um conjunto de símbolos que exprimem um pensamento de sentido completo. Ou simplesmente, é uma frase que pode ser apenas verdadeira ou falsa. Exemplos:  A lua é um satélite da terra. (verdadeira)  5 . (falsa)  Vasco da Gama descobriu o Brasil. (falsa) Valores lógicos de uma proposição: O valor lógico de uma proposição é V se a proposição for verdadeira e F se ela for falsa. Proposições simples e composta: Proposição simples é aquela que expressa uma única idéia, ou seja, não contém nenhuma outra proposição como parte integrante de si mesma. Em geral são referenciadas por letras minúsculas. Já uma proposição composta é aquela formada por uma combinação de mais de uma proposição simples, estas são em geral referenciadas por letras maiúsculas. Exemplo: q: Pedro é estudante. r: 25 é quadrado perfeito. Q: Carlos é careca e Pedro é estudante. R: Se carlos é careta, então é feliz. Quando deseja-se destacar que uma proposição composta P é formada pela combinação de proposições simples q, r, s, ...; então escreve-se:  ,s,r,qP Na lógica matemática temos duas regras fundamentas: I – Princípio da não contradição: Uma proposição não pode ser verdadeira e falsa ao mesmo tempo. II – Princípio do terceiro excluído: Uma proposição é falsa ou verdadeira, não havendo um terceiro caso.
  2. 2. Unidade 1 – Sentenças e Representação simbólica 2 – Conectivos Lógicos: Os conectivos são expressões utilizadas para compor novas proposições. Exemplos:  P: O número 6 é par e o número 8 é cubo perfeito.  Q: Não está chovendo.  R: O triângulo é retângulo ou isósceles.  S: O triângulo é equilátero se e somente se é equiângulo.  T: Se Jorge é engenheiro, então sabe cálculo. Assim, na lógica, destaca-se os conectivos usuais e não ou se e somente se se ... então 3 – Tabela Verdade: No caso de proposições compostas recorre-se ao uso da tabela verdade para verificar o valor lógico da proposição, ou seja, a tabela retrata todos os possíveis valores lógicos. Exemplos: 1. Considerando a proposição  r,qp têm-se: q r V V V F F V F F 2. Considerando agora a proposição  s,r,qp têm-se: q r s V V V V V F V F V V F F F V V F V F F F V F F F Temos 422  combinações Temos 823  combinações
  3. 3. Unidade 1 – Sentenças e Representação simbólica 3. Considerando agora a proposição  t,s,r,qp têm-se: q r s t V V V V V V V F V V F V V V F F V F V V V F V F V F F V V F F F F V V V F V V F F V F V F V F F F F V V F F V F F F F V F F F F A notação mais usual para o valor lógico de uma proposição P é V(P), assim se P é verdadeira os falsa escreve-se; V(P) = V ou V(P) = F. Por exemplo, a proposição: “ R: 2 é raiz da equação 0432  xx ” têm valor lógico V(R) = F. 4 – Exercícios: 1. Determinar o valor lógico de cada uma das seguintes proposições: a) O número 17 é primo. resp: verdadeiro b) Tiradentes morreu afogado. resp: falso c) 0,13131313... é uma dízima periódica. resp: Verdadeiro d) As diagonais de um paralelogramo são iguais. resp: Falso e) 26030 22  sensen . resp: Falso f) 0, 4 e -4 são raízes da equação 0163  xx . resp: verdadeiro g)   222 5353  . resp: Falso h) b) 71  . resp: falso i) Todo número divisível por 5 termina por 5. resp: Falso j) O número 125 é cubo perfeito. resp: verdadeiro k) 64  tgtg  . resp: Falso l) O produto de dois números ímpares é um número ímpar. resp: verdadeiro Temos 1624  combinações
  4. 4. Unidade 1 – Sentenças e Representação simbólica 5 – Operações Lógicas Sobre Proposições: Negação (~): A negação da proposição P é representada por ~P, cuja tabela verdade fica: P ~P V F F V Exemplo: 1. P: 532  ~P: 532  2. R: Carlos é mecânico ~R: Carlos não é mecânico 3. S: todos os homens são elegantes ~S: Nem todos os homens são elegantes 4. T: Nenhum homem é elegante ~T: Algum homem é elegante Conjunção (  , .): Dadas duas proposições P e Q, a conjunção é representada por P  Q ou P.Q cuja tabela verdade fica: P Q P  Q V V V V F F F V F F F F Exemplo: 1. P: A neve é branca Q: 52  P  Q : A neve é branca e 52  2. R: 4 S: 0 2   sen R  S: 4 e 0 2   sen Disjunção (  , +): Dadas duas proposições P e Q, a disjunção é representada por P Q ou P + Q cuja tabela verdade fica: P Q P Q V V V V F V F V V F F F Exemplo: 1. P: A neve é branca Q: 52  P Q : A neve ou branca e 52 
  5. 5. Unidade 1 – Sentenças e Representação simbólica 2. R: 4 S: 0 2   sen R S: 4 ou 0 2   sen Disjunção Exclusiva (   ,  ): Dadas duas proposições P e Q, a disjunção exclusiva é representada por P   Q ou P  Q cuja tabela verdade fica: A tabela verdade de duas proposições H e K, da disjunção exclusiva fica: P Q P   Q V V F V F V F V V F F F Exemplo: 1. Considere as proposições P e Q abaixo: P: Carlos é médico ou professor. Q: Mário é alagoano ou gaúcho. Em P, Carlos pode ser médico; pode ser professor ou ainda pode ser médico e professor. Mas em Q, Mário é alagoano ou gaúcho. Assim em P temos a disjunção inclusiva (ou simplesmente disjunção) enquanto que em Q temos a disjunção exclusiva. Condicional ( ): Dadas as proposições P e Q, a condicional é representada por P Q cuja tabela verdade fica: P Q P Q V V V V F F F V V F F V Exemplo: 1. P: O mês de maio têm 31 dias Q: A Terra é plana P Q : Se o mês de maio têm 31 dias, então a terra é plana 2. R: Dante escreveu os lusíadas S: Cantor criou a teoria dos Conjuntos R S: Se Dante escreveu os lusíadas, então Cantor criou a teoria dos conjuntos. OBS: Uma condicional P Q não afirma que o consequente Q se deduz ou é consequência do antecedente P. O que o condicional afirma é uma relação entre os valores lógicos de P e Q de acordo com a tabela verdade.
  6. 6. Unidade 1 – Sentenças e Representação simbólica Bicondicional (  ): Dadas as proposições P e Q, o bicondicional é representado por P  Q cuja tabela verdade fica: P Q P  Q V V V V F F F V F F F V O bicondicional também pode ser lido da seguinte maneira: i) P é condição necessária e suficiente para Q, e ii) Q é condição necessária e suficiente para P Exemplo: 1. P: Lisboa é a capital de Portugal Q: 3 4   tg P  Q : Lisboa é a capital de Portugal se e somente se 3 4   tg 2. R: A terra é plana S: 2 é um número racional R  S: A terra é plana se e somente se 2 é um número racional 6 – Exercícios: 1. Sejam as proposições, P: Está frio Q: Está chovendo Traduzir para a linguagem corrente as seguintes proposições. (a) P~ Não está frio. (b) QP  Está frio e está chovendo. Está frio e chovendo. (c) QP  Está frio ou está chovendo. Está frio ou chovendo. (d) PQ  Está chovendo se e somente se está frio. 2. Determinar o valor lógico de cada uma das seguintes proposições: (a) 1055723  e Resp: F (b) 42201  Resp: V (c) Roma é a capital da França ou 145 tg Resp: V (d) racionalé 1052 Resp: F (e) 944623  entãoSe Resp: V
  7. 7. Unidade 1 – Sentenças e Representação simbólica (f) 2223 0  Resp: F (g) 01   sensesomenteesetg Resp: F (h) 2211  Resp: V (i) Não é verdade que 12 é um número ímpar. Resp: V (j)  411733422  Resp: V (k)  1000  cosousen~ Resp: F (l)  323 4482  e~ Resp: F 3. Determinar  pV em cada um dos seguintes casos: (a)     FqpVeFqV  Resp:     FpVouVpV  (b)     FqpVeFqV  Resp:   FpV  4. Determinar  pV e  qV em cada um dos seguintes casos: (a)     FqpVeVqpV  Resp:     VqVeFpV  (b)     VqpVeVqpV  Resp:     VqVeVpV  7 – Tabela Verdade de Uma Proposição Composta: Com as proposições simples do tipo p, q, r, s, ... e fazendo uso dos conectivos  ,,,~, é possível construir proposições compostas tais como:    q~p~q,pP  onde, com o emprego da tabela verdade é possível verificar todas as possibilidades de V e F. Exemplo: 1. Construir a TV das proposições seguintes. a)    q~p~q,pP  p q ~q P ~q  q~p~  V V F F V V F V V F F V F F V F F V F V
  8. 8. Unidade 1 – Sentenças e Representação simbólica b)    r~qr~pr,q,pP  p q r ~r p ~r q ~r p ~r  q ~r V V V F V F F V V F V V V V V F V F V F F V F F V V F F F V V F F F V F V F V V V V F F V F F F V F F F V V F F 8 – Valor Lógico de Uma Proposição Composta: Dada uma proposição  ,...s,r,q,pP pode-se determinar seu valor lógico conhecendo, a priori, os valores lógicos de p, q, r, s, ... Exemplo: 1. Sabendo que   VpV  e   FqV  , determinar  PV , onde      q~p~qp~q,pP  . Resolução: Mediante os valores lógicos de p e q pode-se obter:           VFFVFV~F~V~FV~PV  2. Sejam as proposições 3:p e 0 2   sen:q . Determine o valor lógico da proposição:      qppqpq,pP  . Resolução: Como   FPV  e   FqV  então têm-se:         VVVFFVFFFFFPV  9 – Precedência e Eliminação de Parêntesis: O uso de parêntesis se faz necessário para evitar qualquer ambiguidade, assim, por exemplo, a proposição rqp  pode ser escrita como: 1)   rqp  2)  rqp  que não têm o mesmo significado (basta construir a TV de ambas ).
  9. 9. Unidade 1 – Sentenças e Representação simbólica A ordem de precedência para os conectivos é 1) ~, o mais fraco 2)  e 3)  4)  , o mais forte, portanto se tivéssemos a proposição rsqp  , concluiríamos que ela é bicondicional. Para convertê-la numa condicional ou numa conjuntiva deve-se escrevê-las respectivamente nas formas:  rsqp    rsqp  . Pode-se fazer a eliminação de parêntesis quando um mesmo conectivo aparece sucessivamente repetido, fazendo associação a partir da esquerda, por exemplo,       p~qp~~        p~qp~~    p~qp~~     p~rq~p  10 – Exercícios: 1. Sejam as proposições, P: Está frio Q: Está chovendo Traduzir para a linguagem corrente as seguintes proposições. (a) Q~P  Se está frio, então não está chovendo. (b) Q~P Está frio ou não está chovendo. (c) Q~P~  Não está frio e não está chovendo. (d) Q~P  Está frio se e somente se não está chovendo. (e) PQ~P  Se está frio e não está chovendo, então está frio. 2. Sejam as proposições, P: João é gaúcho Q: Jaime é paulista Traduzir para a linguagem corrente as seguintes proposições.
  10. 10. Unidade 1 – Sentenças e Representação simbólica (a)  Q~P~  Não é verdade que João é gaúcho e Jaime não é paulista. (b) P~~ Não é verdade que João não é gaúcho. (c)  Q~P~~  Não é verdade que João não é gaúcho ou que Jaime não é paulista. (d) Q~P  Se João é gaúcho, então Jaime não é paulista. (e) Q~P~  João não é gaúcho se e somente se Jaime não é paulista. (f)  PQ~~  Não é verdade que, se Jaime não é paulista, então João é gaúcho. 3. Sejam as proposições, P: Marcos é alto Q: Marcos é elegante Traduzir para a linguagem simbólica as seguintes proposições. (a) Marcos é alto e elegante. QP  (b) Marcos é alto, mas não é elegante. Q~P (c) Não é verdade que marcos é baixo ou elegante.  QP~~  (d) Marcos não é nem alto e nem elegante. Q~P~  (e) Marcos é alto ou é baixo e elegante.  QP~P  (f) É falso que Marcos é baixo ou que não é elegante.  Q~P~~  4. Construir a T.V. das seguintes proposições: (a) PQ~P  (b) Q~P~  (c)  Q~P~~ 
  11. 11. Unidade 1 – Sentenças e Representação simbólica 11 – Lista de Exercícios. 1 1. Sejam as proposições, P: Suely é rica Q: Suely é feliz Traduzir para a linguagem simbólica as seguintes proposições. (a) Suely é pobre e infeliz. Resp: Q~P~  (b) Suely é pobre ou rica, mas é infeliz. Resp:   Q~PP~  2. Traduzir para a linguagem simbólica as seguintes proposições matemáticas. (a)   000  zouzeyx Resp:   000  zzyx (b)  00  zouxzyex Resp:  00  zxzyx (c)  000  yexoux Resp:  000  yxx (d)    0 zeyxoutzeyx Resp:   0 zyxtzyx (e) 20  yentãoxSe Resp: 20  yx (f) 02  zentãoyxSe Resp: 02  zyx 3. Determinar o valor lógico (V ou F) da proposição r~qp  , sabendo que     VrVpV  . Resolução: Em termos de valor lógico temos que: Se   VqV  , então   FFVFVVV~VVr~qpV  . Mas, se   FqV  , então   FFVFFVV~FVr~qpV  . Portanto, independentemente do valor lógico de q a proposição será sempre falsa. 4. Suprimir o maior número possível de parêntesis na proposição        q~~pqrq  . Resolução:        q~~pqrq        q~~pqrq     q~~pqrq 
  12. 12. Unidade 1 – Sentenças e Representação simbólica 5. Determinar o valor lógico (V ou F) das seguintes proposições: a) rpqp  , sabendo que     VrVpV  . Resp: Verdadeira b)    rp~q~p  , sabendo que   FqV  e   VrV  . Resp: Verdadeira 6. Suprimir o maior número possível de parêntesis nas proposições: a)        qrqq~~p  Resp:  qrqq~~p  b)           qrq~r~qp  Resp:    qrq~r~qp  7. Sabendo que as proposições “ 0x ” e “ yx  ” são verdadeiras e que as proposições “ zy  ” e “ ty  ” são falsas, determinar o valor lógico de cada uma das seguintes proposições: a) zyyxx  0 Resp: Verdadeira b) tyzyyx  Resp: Falsa 8. Sabendo que os valores lógicos das proposições p e q são respectivamente F e V, determinar o valor lógico da proposição      p~qq~p~pq~p  . Resp: falsa
  13. 13. Unidade 1 – Sentenças e Representação simbólica 12 – Tautologia, Contradição e Contingência: Tautologia é toda proposição composta que é verdadeira independentemente dos valores verdade das proposições simples que há compõem. Exemplo: 1. Construir a TV das seguintes proposições: a)  p~p~  p ~p p ~p  p~p~  V F F V F V F V b)   pq~qp  P q ~q q ~q  q~qp    pq~qp  V V F F V V V F V F V V F V F F F V F F V F F V Observação: Se  ...,r,q,pP é uma tautologia, então  ...,R,Q,PP 000 também é tautologia, quaisquer que sejam as proposições 000 R,Q,P . Contradição é toda proposição cujo valor lógico não é tautológico, ou seja, a última coluna é sempre falsa. Exemplo 1. Construir a TV das seguintes proposições: a) p~p p ~p p ~p V F F F V F tautologia tautologia contradição
  14. 14. Unidade 1 – Sentenças e Representação simbólica b)  q~pp~  p q ~q q~p p~  q~pp~  V V F F F F V F V V F F F V F F V F F F V F V F Observação: Se  ...,r,q,pP é uma contradição, então  ...,R,Q,PP 000 também é contradição, quaisquer que sejam as proposições 000 R,Q,P . Contingência é toda proposição composta que não é tautológica nem contradição. Exemplo: 3. Construir a TV da seguinte proposição:  33  xyxx 3x yx  3x 3 xyx  33  xyxx V V F F F V F F V V F V V V F F F V V F 13 - Exercício: 1. Determinar quais das seguintes proposições são tautológicas, contraditórias, ou contingentes: a)  qp~p  b)  qpqp~  c)   pqqp  d)    pqqp  e)  q~pq~p  f)  qpq~p~  g)   rqpp  h)  rqpqp  Resp: (a), (b), (c), (g), (h) tautológicas (d), (e), (f) contingências contradição contingência
  15. 15. Unidade 1 – Sentenças e Representação simbólica 14 – Implicação lógica: A palavra “implicar” significa: Originar, produzir como conseqüência, ser causa de: ...uma filosofia definitiva, ...implicaria a imobilidade do pensamento humano (Antero de Quental). [ DICMAXI Michaelis Português - Moderno Dicionário da Língua Portuguesa ] (Teorema):    ...,r,q,pQ...,r,q,pP  se e somente se a condicional,    ...,r,q,pQ...,r,q,pP  é tautológica. Aqui, deve-se reforçar que: os símbolos  e  são distintos pois,  O condicional é o resultado de uma operação lógica. Por exemplo, se considerarmos as proposições p e q, pode-se obter uma nova proposição expressa por qp  .  Já a implicação, estabelece uma relação. Por exemplo, que a condicional qp  é tautologia. Exemplo: 1. Demonstre, mediante o teorema acima descrito, que qp~p  . Resolução: Para provarmos que qp~p  deve-se mostrar que qp~p  é tautológica, ou seja; da T. V. têm-se: p q p~ p~p qp~p  V V F F V V F F F V F V V F V F F V F V assim pelo teorema têm-se que qp~p  . 2. Considere a proposição   44  xxyx , o que se poderia concluir a respeito de x e y ? Resolução: yx  4x 4 xyx V V V F F V F V V V F V V F F F F F V F tautologia   44  xxyx4x
  16. 16. Unidade 1 – Sentenças e Representação simbólica Mediante a T. V. pode-se dizer que   yxxxyx  44   yxxxyx  44 15 – Equivalência Lógica A palavra “equivalência” significa: Igualdade de valor, estimação entre duas coisas; correspondência. [DICMAXI Michaelis Português - Moderno Dicionário da Língua Portuguesa] (Teorema):    ...,r,q,pQ...,r,q,pP  se e somente se a bicondicional,    ...,r,q,pQ...,r,q,pP  é tautológica. È importante lembrar que os símbolos  e  são distintos pois,  O bicondicional é o resultado de uma operação lógica, enquanto que a equivalência estabelece uma relação. Por exemplo, que a condicional qp  é tautologia. Exemplo: 1. Demonstre, mediante o teorema acima descrito, que a proposição bicondicional    qpcq~p  é uma equivalência; onde   FcV  . Resolução: Para provarmos que    qpcq~p  representa    qpcq~p  deve-se mostrar que    qpcq~p  é tautológica, ou seja; da T. V. têm-se: p q c q~ q~p cq~p  qp     qpcq~p  V V F F F V V V V F F V V F F V F V F F F V V V F F F V F V V V assim pelo teorema têm-se que    qpcq~p  . 2. Considerando as seguintes proposições verifique a equivalência mediante a T. V: a) pp~~  Resolução: A T. V. para a proposição é dada como: tautologia
  17. 17. Unidade 1 – Sentenças e Representação simbólica p p~ p~~ V F V F V F b) ppp~  Resolução: A T. V. para a proposição é dada como: p p~ pp~  V F V F V F c) qp~qp  Resolução: A T. V. para a proposição é dada como: p q p~ qp~  qp  V V F V V V F F F F F V V V V F F V V V OBS: Esta equivalência é de grande importância, pois aqui a condicional pode ser trocada por uma disjunção ! d)    pqqpqp  Resolução: A T. V. para a proposição é dada como: p q qp  pq     pqqp  qp  V V V V V V V F F V F F F V V F F F F F V V V V OBS: Esta equivalência também é de grande importância, pois aqui a bicondicional pode ser trocada por uma conjunção ! idênticas idênticas idênticas idênticas
  18. 18. Unidade 1 – Sentenças e Representação simbólica 16 – Exercícios 1. Mostre que as equivalências são verdadeiras a)     rqprqp  é verdadeira. Resolução: p q r qp  rqp  rq   rqp      rqprqp  V V V V V V V V V V F V F F F V V F V F V V V V V F F F V V V V F V V F V V V V F V F F V F V V F F V F V V V V F F F F V V V V b)    q~p~qpqp  Resolução: A T. V. para a proposição é dada como: p q qp  qp  p~ q~ q~p~     q~p~qp  V V V V F F F V V F F F F V F F F V F F V F F F F F V F V V V V OBS: Esta equivalência é importante, pois a bicondicional pode ser trocada por uma disjunção ! tautologia idênticas
  19. 19. Unidade 1 – Sentenças e Representação simbólica 17 – Lista de Exercícios. 2 1. Sejam as proposições P: Carlos fala Francês, Q: Carlos fala Inglês, R: Carlos fala Alemão. Traduzir para a linguagem simbólica as seguintes proposições: a) Carlos fala Francês ou Inglês, mas não fala Alemão. b) Carlos fala Francês e Inglês, ou não fala Francês e Alemão. c) É falso que Carlos fala Francês mas que não fala Alemão. d) É falso que Carlos fala Inglês ou Alemão mas que não fala Francês. 2. Traduzir para a linguagem simbólica as seguintes proposições matemáticas. a) 121  yentãozouxSe . b) 215  xexentãoZSe . c) 55  zyezxentãoyxSe . 3. Determinar o valor lógico de cada uma das seguintes proposições: a) 1284972  e b) irracionalé310  c) 42 22  tgsen  d) 2 1 6 01   senentãoSe e) 223 3   tg f) 1 42 1   cossen 4. Determinar  pV em cada um dos seguintes casos: a)     VqpVeFqV  b)     FqpVeVqV  5. Determinar  pV e  qV em cada um dos seguintes casos: (a)     FqpVeVqpV  (b)     Vqp~VeFqpV 
  20. 20. Unidade 1 – Sentenças e Representação simbólica 6. Construir as tabelas verdade das seguintes proposições: a)  q~p~  b)   pqq~p  c) pq~q  d) r~qrp  7. Sejam as proposições    xctgxtg:P  e 2:Q . Determinar o valor lógico de cada uma das seguintes proposições: a)   q~p~qp~  b)     q~p~qp~p  8. Sabendo que a condicional qp  é verdadeira, determinar o valor lógico da condicional rqrp  . 9. Mostrar que: a) qpq  b) pqpq  c)   00  xyxyxx 10. Mostre que qpimplicanãoq~p  . 11. Mostre que as proposições p e q são equivalentes em cada um dos seguintes casos: a)   1631431 2  :q;:p b) 0010  cos;sen:p c)  Rz,y,xzyzx:q;yx:p  d) ab:q;ba:p  e) 222 cba:q;AemretânguloéABCtriânguloO:p  12. Demonstre por tabela verdade as seguintes equivalências: a)   pqpp  b)   q~r~prqp  c)     rqprpqp 
  21. 21. Unidade 2 – Lógica Proposicional (Álgebra das Proposições) Unidade 2 – Lógica Proposicional (Álgebra das Proposições) 1 – Introdução: A álgebra das proposições constitui-se numa ferramenta matemática de grande importância, pois através dela pode-se operar sobre proposições utilizando-se de equivalências “notáveis”. Uma de suas aplicações consiste no fato da simplificação de trechos de códigos computacionais, pois quanto mais simples o código mais simples será de ser entendido e poderá ser executado com maior rapidez. 2 – Propriedades da Conjunção: Considerando as proposições q,p e r ; e sejam as proposições t e c tal que   VtV  e   FcV  . Assim são válidas as seguintes propriedades: a) INDEPOTENTE: ppp  Ex.: 111  xxx Obs.: Dizer por exemplo, que é válida a propriedade indepotente é o mesmo que verificar o teorema relativo à equivalência (página 19), ou seja: p pp  ppp  V V V F F V como ppp  é tautológica, então pelo teorema da equivalência temos que ppp  . Daqui por diante, para as próximas propriedades, as equivalências descritas são válidas, uma vez que sua validade pode ser aferida segundo o mesmo raciocínio descrito para a propriedade indepotente. b) COMUTATIVA: pqqp  Ex.: 3443   c) ASSOCIATIVA:    rqprqp  Ex.:    310310  xxxxxx d) IDENTIDADE: ptp  e ccp  Ex.: 101  xxx e 001  xxx Elemento absorventeElemento neutro
  22. 22. Unidade 2 – Lógica Proposicional (Álgebra das Proposições) 3 – Propriedades da Disjunção: Considerando novamente as proposições q,p e r ; e ainda t e c onde   VtV  e   FcV  , então são válidas as seguintes propriedades: a) INDEPOTENTE: ppp  Ex.: 111  xxx b) COMUTATIVA: pqqp  Ex.: bacbcbba  c) ASSOCIATIVA:    rqprqp  Ex.:    421421  xxxxxx d) IDENTIDADE: ttp  e pcp  Ex.: 001  xxx e 000 2  xxx 4 – Propriedades da Conjunção e Disjunção: Sejam as proposições q,p e r ; então têm-se que: a) DISTRIBUTIVAS: (i)      rpqprqp  (ii)      rpqprqp  b) ABSORÇÃO: (i)   pqpp  (ii)   pqpp  c) REGRAS DE DE MORGAN (1806-1871): (i)   q~p~qp~  (ii)   q~p~qp~  5 – Negação da Condicional e da Bicondicional: Dadas as proposições q,p têm-se que a negação da condicional é:   q~pqp~  e a negação da bicondicional será;      qp~q~pqp~  . Elemento absorvente Elemento neutro
  23. 23. Unidade 2 – Lógica Proposicional (Álgebra das Proposições) 6 – Exercícios: 1. Dar a negação em linguagem corrente da proposição: “ Rosas são vermelhas e violetas são azuis”. Resolução: Denotando azuissãovioletas:qevermelhassãorosas:p , então teremos que a prop. Composta é: qpP  logo a negação de P será:   q~p~qp~P~  Portanto em linguagem corrente teremos “Rosas não são vermelhas ou violetas não são azuis” 2. Demonstrar as seguintes regras de DE MORGAN para três proposições: a)   r~q~p~rqp~  b)   r~q~p~rqp~  3. Simplifique a expressão condicional, abaixo, de um trecho de programa pascal, após reescreva o comando. IF (FLUXOEXT>FLUXOINT) AND NOT ( (FLUXOEXT>FLUXOINT) AND (PRESSÃO<1000) ) THEN COMANDO 1 ELSE COMANDO 2. Resolução: Denotando 1000 pressão:bint;fluxofluxoext:a , então teremos que a expressão condicional será dada por  ba~aE  que pode ser simplificada conforme:            b~ab~aFb~aa~ab~a~aba~aE  portanto teremos que  b~aE  que é equivalente a expressão original.
  24. 24. Unidade 2 – Lógica Proposicional (Álgebra das Proposições) 4. Considere o seguinte fragmento de um programa pascal: for contador := 1 to 5 do begin read (a); if        1505710205 .a*.sqrtor.a*and.a  then writeln (a); end; Os valores de entrada para a são 1.0, 5.1, 2.4, 7.2 e 5.3. Quais são os valores de saída ? Resolução: Saídas: 5. Reescreva o programa pascal a seguir com uma expressão condicional simplificada: 6. (a) Verifique que BA  é equivalente a BA  . (b) usando a parte (a) e outras equivalências, escreva a negação da sentença “ Se Pedro passar em seu curso de física, então ele se formará.”          numerooddandvalorvalornotor numerooddorvalorvalornot 21 21   comando1 else comando2; if
  25. 25. Unidade 2 – Lógica Proposicional (Álgebra das Proposições) 7 – Regras de inferência para a lógica Proposicional: Dadas as proposições nP...,,P,P,P 321 e Q (proposições quaisquer), denomina-se “ argumento ”, a toda afirmação de que; dada a sequência nP...,,P,P,P 321 têm-se como consequência uma proposição final Q . As proposições nP...,,P,P,P 321 são denominadas premissas do argumento e Q é denominada conclusão do argumento. Em geral indica-se um argumento como: nP...,,P,P,P 321  Q ou na forma mais usual Q P P P P n  3 2 1 e este é válido se e somente se a conclusão Q é verdadeira toda vez que as premissas nP...,,P,P,P 321 são verdadeiras, logo dizemos que a verdade das premissas é incompatível com a falsidade da conclusão. OBSERVAÇÃO: As premissas são verdadeiras ou admitidas como tal, a lógica só se preocupa com a validade dos argumentos e não com a verdade ou falsidade das premissas e das conclusões. A validade de um argumento depende exclusivamente da relação existente entre as premissas e a conclusão. Portanto dizer que um argumento é válido significa afirmar que as premissas estão relacionadas de tal modo com a conclusão que não é possível ter a conclusão falsa se as premissas são verdadeiras. Para demonstrar o argumento nP...,,P,P,P 321  Q , pode-se fazer uso da T. V. e do teorema anterior. Se tivéssemos cinco proposições simples compondo um argumento, necessitaríamos construir uma T. V. de 3225  linhas, tarefa esta muito trabalhosa, porém correta. Para contornar este tipo de problema, faz-se a validação de uma argumentação através das regras de inferência, minimizando assim o trabalho a ser desenvolvido. Teorema: Um argumento nP...,,P,P,P 321  Q é válido se e somente se a condicional QP...,,P,P,P n 321 é tautológica.
  26. 26. Unidade 2 – Lógica Proposicional (Álgebra das Proposições) Uma outra consideração a ser comentada é: Considerando o argumento chamamos de condicional associada a forma        sr~s~qr~pq~p  . Por outro lado, se considerarmos a condicional associada        q~pssrqs~rqp  o argumento correspondente a esta condicional será srq,s,~rqp   q~ps  , que também pode ser expressado sob a forma q~ps srq s~ rqp    . 8 – Argumentos válidos Fundamentais: Os argumentos válidos fundamentais são utilizados para executar passo a passo uma dedução ou demonstração de um outro argumento mais complexo. Os argumentos fundamentais são: 1) Adição (AD) i) qp p  ii) pq p  2) Simplificação (SIMP) i) p qp  ii) q qp  3) Conjunção (CONJ) i) qp q p  ii) pq q p  s~q,r~p,q~p    sr~  1P 2P 3P Q
  27. 27. Unidade 2 – Lógica Proposicional (Álgebra das Proposições) 4) Absorção (ABS)  qpp qp   5) Modus Ponens (MP) q p qp  6) Modus Tollens (MT) p~ q~ qp  7) Silogismo Disjuntivo (SJ) i) q p~ qp  ii) p q~ qp  8) Silogismo Hipotético (SH) rp rq qp    9) Dilema Construtivo (DC) sq rp sr qp     10) Dilema Destrutivo r~p~ s~q~ sr qp    
  28. 28. Unidade 2 – Lógica Proposicional (Álgebra das Proposições) A validade dos 10 argumentos pode ser facilmente verifica mediante o teorema anterior, por exemplo, a seguir é verificada a validade do argumento Silogismo Hipotético p q r qp  rq  rp  rqqp     rprqqp  V V V V V V V V V V F V F F F V V F V F V V F V V F F F V F F V F V V V V V V V F V F V F V F V F F V V V V V V F F F V V V V V Com o auxílio das regras de inferência pode-se deduzir outras regras, ou demonstrar a validade de outras regras, por exemplo; o que se pode concluir, abaixo, a partir das premissas dadas ? Exemplo: Verifique a validade do argumento: rp,qp   q . 9 – Exercícios de Aprendizagem: 1. Demonstre a validade dos seguintes argumentos: a) srp,qp   sp  b)   p,qp,rqp   r c) je,j~t~,se   st  d) st,qt,p,r.qp   s 2. O argumento abaixo é válido ? zxzy,zyzx,zxyx,zxyx   zy  DD     q~qp~:Q sr~r~:P srq:P rqp:P     3 2 1 q p rp qp     4 3 2 1 2, SIM 1,2, MP
  29. 29. Unidade 2 – Lógica Proposicional (Álgebra das Proposições) 3. Prove que o argumento seguinte é válido: “Admitindo a linguagem assembly. Se usamos a linguagem asssembly, então o programa será executado mais rapidamente. Se usamos a linguagem asssembly, o programa terá mais linhas de código. Portanto o programa será executado mais rapidamente e terá mais linhas de código” 4. Verifique a validade dos seguintes argumentos: a) 1616 1616    xy xy youx,Logo yx yxentão,yexSe b) .lógicaemreprovadofui,totanPor .Trabalhei.lógicaemaprovadosereiouTrabalho .estudarpossonãotrabalhoSe
  30. 30. Unidade 2 – Lógica Proposicional (Álgebra das Proposições) 10 – Lista de Exercícios: 1. Usando todas as equivalências já estudadas até o momento e as propriedades da álgebra de proposições simplifique as seguintes proposições: a)  q~p~~  , sugestão use a equivalência  b)    qp~qp~  c)  q~p~  d)  qp~~  e)  q~p~~  f)   p~qp  g)    qp~qp  h)    q~pqpp  2. Provar t dadas as premissas: rq. tr.s. q.p. sp.    4 3 2 1 2. Prove que os seguintes argumentos são válidos a) st,r~,rt   s b)        srrtqtq.s  3. Provar que 5 yx dadas as premissas   523 2113932 931131    yxy. yyxx. xyx. Resposta: 1. (a) qp~  (b) p~ (c) qp~  (d) qp  (e) qp  (f) qp~  (g) q (h) F (falsa)
  31. 31. Unidade 3 – Quantificadores, Predicados e validade Unidade 3 – Quantificadores, Predicados e validade 1 – Introdução: Considere a sentença dada por “para todo x , 0x ”, admitindo que seja verdadeira sobre inteiros, não é possível expressar a sentença, apenas, através de proposições e ou conectivos lógicos. Pois ela contém dois elementos novos que são: “para todo x ” e “ 0x ”. O elemento “para todo” é denominado quantificador e o elemento 0x é denominado predicado. O quantificador “para todo” é mais precisamente denominado como quantificador universal e simbolizado por “ ”, este pode ser expresso também como “qualquer que seja” ou “para todo o valor de”. Portanto a sentença “para todo x , 0x ” pode ser simbolizada como   0 xx , já uma expressão genérica, relacionada ao quantificador universal, pode ser simbolicamente escrita na forma     xPx , onde  xP é um predicado qualquer. Considere agora a sentença “existe x tal que 0x ”, admitindo que seja verdadeira também sobre inteiros, não é possível expressar a sentença, apenas, através de proposições e ou conectivos lógicos, devido ao fato de conter também dois elementos novos; “existe x ” e “ 0x ”. O quantificador “existe” é denominado quantificador existencial e simbolizado por “ ”, este é equivalente também a, “existe um” ou “para pelo menos um” ou ainda “para algum”. Sendo assim, a sentença “existe x , 0x ” pode ser simbolizada sob a forma   0 xx , já uma expressão genérica pode ser expressada por     xPx , onde  xP é um predicado qualquer. 2 – Quantificadores: Quantificador Universal: Seja  xP uma sentença em um conjunto não vazio A e seja PV o seu conjunto verdade, onde   xPAx/xVP  . Quando AVP  , isto é, todos os elementos do conjunto A satisfazem a sentença  xP , pode-se afirmar que: x AVP 
  32. 32. Unidade 3 – Quantificadores, Predicados e validade  para todo elemento x de A ,  xP é verdadeira;  ou, qualquer que seja o elemento x de A ,  xP é verdadeira; simbolicamente indica-se tal fato por      AVxPAx P  . Quando A é um conjunto finito, isto é,  na...,,a,a,a,aA 4321 têm-se que                naP...aPaPaPaPxPAx  4321 . Exemplo: 1) Seja  753 ,,A  e   primoéx:xP , descreva como é a expressão predicada   primoéxAx  2) Verifique a veracidade das proposições a)  35  nNn b)  73  nNn c)  02  xRx Quantificador Existencial: Seja  xP uma sentença em um conjunto não vazio A e PV o seu conjunto verdade onde   xPAx/xVP  . Quando PV não é vazio, então pelo menos um elemento do conjunto A satisfaz a sentença  xP , assim pode-se afirmar que:  existe pelo menos um elemento x de A tal que  xP é verdadeira;  ou que para algum elemento x de A ,  xP é verdadeira; simbolicamente indica-se tal fato por      PVxPAx  . Quando A é um conjunto finito, isto é,  na...,,a,a,a,aA 4321 têm-se que                naP...aPaPaPaPxPAx  4321 . x PV A
  33. 33. Unidade 3 – Quantificadores, Predicados e validade Exemplo: 3) Seja  753 ,,A  e   paréx:xP , descreva como é a expressão predicada   paréxAx  4) Verifique a veracidade das proposições a)  84  nNn b)  35  nNn c)  02  xRx Quantificador de Existência e Unicidade: Considere a seguinte sentença em R ; i) 162 x ii) 273 x . Os valores em R que satisfazem (i) são: 4a e 4b , então podemos escrever,   babaRb,a  1616 22 Agora, o valor em R que satisfaz (ii) é 3c , logo escrevemos   273  cRc . Como o único valor que satisfaz o quantificador acima é 3c , então dizemos que existe um único número real. Desta forma a expressão quantificada (ii) é expressa na forma   273  xRx! . Existem muitas proposições que enunciam afirmações de existência e unicidade, assim por exemplo, no universo R , é verdadeiro afirmar que    nmxx!nm  0 . Exemplo: 5) Verifique a veracidade das proposições a)  092  xNx! b)  11  xZx! c)  0 xRx!
  34. 34. Unidade 3 – Quantificadores, Predicados e validade 3 – Negação de Proposições Quantificadas Sejam as proposições; i) Toda pessoa fala inglês; ii) Alguém foi a lua. A negação dessas proposições é dada por i´) Nem toda pessoa fala inglês; ii´) Ninguém foi a lua. assim a negação de proposições quantificadas é expressa como:            xp~AxxpAx~             xp~AxxpAx~  que são denominadas como segundas regras de De Morgan. Exemplos: 1) Dê a negação das seguintes proposições: a)   82  nNn b)   053  xRx c)     0 xsenRx
  35. 35. Unidade 3 – Quantificadores, Predicados e validade 4 – Lista de Exercícios 1. Sendo R o conjunto dos números reais, determinar o valor lógico de cada uma das seguintes proposições: a)   xxRx  b)   xxRx  2 c)   0 xRx d)   xxRx  2 e)   xxRx  1 f)   xxRx  2 2. Sendo  54321 ,,,,A  , determinar o valor lógico de cada uma das seguintes proposições: a)   103  xAx b)   103  xAx c)   53  xAx d)   73  xAx e)   723  x Ax f)   1522  xxAx 3. Dar a negação das proposições abaixo: a)   xxRx  b)   xxRx  2 c)   0 xRx d)   xxRx  2 e)   xxRx  1 f)   xxRx  2 4. Sendo  54321 ,,,,A  , dar a negação das proposições abaixo a)   103  xAx b)   103  xAx c)   53  xAx d)   73  xAx e)   723  x Ax f)   1522  xxAx
  36. 36. Unidade 3 – Quantificadores, Predicados e validade 5 – Contra - Exemplo Para mostrar que uma proposição da forma     xpAx  é falsa basta mostrar que a sua negação,     xp~Ax  , é verdadeira. Isto é, que existe pelo menos um elemento Ax 0 tal que  0xp é uma proposição falsa. O elemento 0x é chamado de contra – exemplo para a proposição     xpAx  . Exemplos: 1. Mostre que as proposições abaixo são falsas, exibindo um contra exemplo: a)   2 2 nNn n  b)   0 xRx c)   xxRx  2 d)     42 22  xxRx 6 – Lista de Exercícios 1. Sendo  95432 ,...,,,,A  , dar um contra exemplo para cada uma das seguintes proposições: a)   125  xAx b)   primoéxAx  c)   12  xAx d)   paréxAx  e)   00  x Ax 2. Sendo  54321 ,,,,A  , dar a negação das proposições abaixo a)   103  xAx b)   103  xAx c)   53  xAx d)   73  xAx e)   723  x Ax f)   1522  xxAx 3. Sendo A um conjunto qualquer, dar a negação de cada uma das seguintes proposições: a)         xqAxxpAx  b)          xqAxxpAx  c)          xq~Axxp~Ax  d)          xq~AxxpAx  4. Dar a negação de cada uma das seguintes sentenças: a)     3172 2  xxxx b)      75292  xxxAx
  37. 37. Unidade 3 – Quantificadores, Predicados e validade 7 – Quantificação de Sentenças Abertas com Mais de Uma Variável Quantificação Parcial Considere o conjunto  54321 ,,,,A  o universo das variáveis y,x e considere também a seguinte sentença,   72  yxAx . Essa sentença não pode ser considerada uma proposição, pois o seu valor lógico não depende da variável x (variável aparente), mais sim da variável y (variável livre). Desta forma chama-se essa sentença de sentença aberta em y; cujo conjunto verdade é  4321 ,,, , pois somente para 5y não existe Ax  tal que 72  yx . Analogamente, seja o conjunto  54321 ,,,,A  o universo das variáveis y,x e considere também a seguinte sentença,   102  yxAy . Essa sentença também não pode ser considerada uma proposição, pois o seu valor lógico não depende da variável y (variável aparente), mais sim da variável x (variável livre). Assim, temos que essa sentença é na verdade uma sentença aberta em x; cujo conjunto verdade é  21, , pois somente para 1x ou 2x se tem 102  yx para todo Ay  . Quantificação Múltipla Toda sentença aberta precedida de quantificadores, um para cada variável, é uma proposição, pois assume um dos valores lógicos V ou F. São exemplos de proposições as seguintes expressões:      y,xpByAx       y,xpByAx        z,y,xpCzByAx  Exercícios: 1) Considere os conjuntos  Paulo,Claudio,JorgeH  ,  Carmen,SuelyM  e seja  y,xp a sentença aberta em :MH “x é irmão de y”. Discuta o significado das proposições:      y,xpMyHx:A       y,xpHxMy:B  2) Interprete, e discuta a equivalência         222222 yxyxNy,xyxyxNyNx 
  38. 38. Unidade 3 – Quantificadores, Predicados e validade 3) Verifique o valor lógico de   Ny,x,yxyx  222   Ry,x,yxyx  222 4) Considere os conjuntos  4321 ,,,A  e  86420 ,,,,B  e a sentença aberta em :BA ” 82  yx “. Verifique o valor lógico das proposições:    82  yxByAx:S    82  yxAxBy:M    82  yxAxBy:N    82  yxByAx:T Operações Sobre Quantificadores Quantificadores de mesma espécie podem ser comutados, ou seja,            y,xpxyy,xpyx             y,xpxyy,xpyx  . Quantificadores de espécies diferentes não podem em geral ser comutados; Exemplo: Seja x, y variáveis no universo dos números naturais. A proposição    xyyx  é verdadeira, mas a proposição    xyxy  é falsa . Exercício: 4) Sendo  109321 ,...,,,,A  , determinar o valor lógico de cada uma das seguintes proposições:    14 yxAyAx:M    14 yxAxAy:N
  39. 39. Unidade 3 – Quantificadores, Predicados e validade Negação de Proposições com Quantificadores A negação de proposições com mais de um quantificador se obtém mediante a aplicação sucessiva das regras de negação para proposições com um único quantificador, assim têm-se, por exemplo que; 1)                    y,xp~yxy,xpy~xy,xpyx~  2)                    y,xp~yxy,xpy~xy,xpyx~  3)                    y,xp~yxy,xpy~xy,xpyx~  4)                    y,xp~yxy,xpy~xy,xpyx~  5)                       z,y,xp~zyxz,y,xpzy~xz,y,xpzyx~  etc. ... 8 - Lista de Exercícios 1) Sendo  54321 ,,,, o universo das variáveis x e y, determinar o conjunto verdade de cada uma das seguintes sentenças abertas: a)   72  yxy b)   102  yxx 2) Sendo  321 ,, o universo das variáveis x e y, determinar o valor lógico de cada uma das seguintes proposições: a)    12  yxyx b)    1222  yxyx c)    1222  yxyx d)    1022  yxyx e)    1022  yxyx f)    1022  yxyx g)    1022  yxyx 3) Sendo  321 ,, o universo das variáveis x, y e z, determinar o valor lógico de cada uma das seguintes proposições: a)     222 2zyxzyx  b)     222 2zyxzyx 
  40. 40. Unidade 3 – Quantificadores, Predicados e validade 4) Sendo R o conjunto dos números reais, determinar o valor lógico de cada uma das seguintes proposições: a)    yyxRxRy  b)    0 yxRyRx c)    1 y.xRyRx d)    xyRxRy  5) Dar a negação de cada uma das seguintes proposições: a)        yqxpyx  b)        yq~xpyx  c)        yq~xpxy  d)        yqy,xpyx  e)        y,xqy,xpyx  6) Indique o valor verdade de cada uma das proposições abaixo onde o domínio consiste nos estados do Brasil;   ydenorteaoéx:y,xQ   pletraacomcomeçax:xP e Paranáéa . a)     xPx b)           z,xQz,yQy,xQzyx  c)     x,yQxy  d)        y,xQyPyx  e)     y,aQy

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