Дискретная математика

Раздел 1. Математическая логика

Тема 1. Логика высказываний

Тема 2. Булевы функции

Тема 3. Логика предикатов

Тема 4. Метод резолюций

Тема посвящена рассмотрению метода доказательства того, что формула G является логическим следствием формул F1,F2,...,Fk, который называется методом резолюций. Отметим, что задача о логическом следствии сводится к задаче о выполнимости. Действительно, формула G есть логическое следствие формул F1,F2,...,Fk тогда и только тогда, когда множество формул {F1,F2,...,Fk,ØG} невыполнимо. Метод резолюций, если говорить более точно, устанавливает невыполнимость. Это первая особенность метода. Вторая особенность метода состоит в том, что он оперирует не с произвольными формулами, а с дизъюнктами (или элементарными дизъюнкциями).

§1. Метод резолюций в логике высказываний

§2. Подстановка и унификация

§3. Метод резолюций для логики первого порядка

§4. Эрбрановский универсум множества дизъюнктов

§5. Семантические деревья, теорема Эрбрана

§6. Полнота метода резолюций в логике предикатов

§7. Стратегии метода резолюций

§8. Применение метода резолюций.

§9. Метод резолюций и логическое программирование

Задачи

1. Доказать с помощью метода резолюций, что формула G есть логическое следствие формул F1,…Fn:


а) F1=XÚY, F2=X®Z, G=(Y®Z)®Z;

б) F1=X, F2=X&Y®Z, G=Y®Z;

в) F1=X®YÚZ, F2=Z®W, F3=ØW, G=X®Y;

г) F1=XÚYÚØZ, F2=X®X1, F3=Y®Y1, F4=Z, G=X1ÚY1;

д) F1=X&Y® ØX&Z, F2=Ø(X&ØY)ÚZ, G=X®Z;

e) F1=X®[ØY&(ØY®Z)], F2=(X® ØY)&Ø(ØX&ØW), G=WÚZ.

2. Запишите следующие рассуждения в виде последовательности формул логики высказываний. Если рассуждение логично, то докажите это методом резодлюций; если нелогично, то постройте интерпретацию, при которой посылки истинны, а заключение ложно.

2.1. Если конгресс отказывается принять новые законы, то забастовка не будет окончена, кроме случая, когда она длится более месяца и президент фирмы уйдет в отставку. Допустим, что конгресс отказывается действовать и забастовка заканчивается. Следовательно, забастовка длилась более месяца.

2.2. Если подозреваемый совершил эту кражу, то она была тщательно подготовлена или он имел соучастника. Если бы кража была тщательно подготовлена, то если бы он имел соучастника, был бы украден дорогой компьютер. Компьютер остался на месте. Следовательно, подозреваемый невиновен.

2.3. Рассуждение из задачи 2.1 темы 1.

2.4. Рассуждение из задачи 2.2 темы 1.

2.5. Рассуждение из задачи 2.3 темы 1.


3. Пусть s=(x1=f(x2),x2=d,x3=f(x1)) – подстановка, F=P(x1,f(x2))ÚØØQ(x3), G=P(x3,x2)ÚR(x1,g(x2)). Найти s(F) и s(G).


4. Определить, унифицируемы ли следующие множества атомарных формул:


а) M={P(a,y,y), P(z,x,f(x))},

б) M={P(x,y,z), P(u,h(y,y),y), P(a,b,c)},

в) M={P(a,f(x),g(x,y)), P(u,y,g(f(a),h(y))}?


5. Определить, имеют ли следующие дизъюнкты склейки. Если имеют, то найти их:


а) P(x)ÚP(a)ÚQ(f(x)),

б) P(x)ÚQ(f(x))ÚP(f(x)),

в) P(a)ÚP(b)ÚP(x).


6. Найти все возможные резольвенты (если они есть) следующих пар дизъюнктов:


a) C=ØP(x)ÚQ(x,b), D=P(a)ÚQ(a,b),

б) C=ØP(x)ÚQ(x,x), D=ØQ(a,(a)),

в) C=ØP(x)ÚØØP(a)ÚØQ(y,f(b)), D=P(u)ÚQ(c,f(v)).


7. Найти Н012, если


а) S={P(f(x),a), ØP(y,g(x))},

б) S={P(a,g(x)), P(u,b)},

в) S={P(x,y), P(h(u,v),z)}.


8. Построить замкнутое семантическое дерево, если


а) S1={P,ØPÚQ,ØQ},

б) S2={P(x),ØP(f(y))},

в) S={P,QÚR,ØPÚØQ,ØPÚØR}.


9. Найти невыполнимое множество Si/ основных примеров дизъюнктов множества Si (1£i£3), если


а) S1={P(x,a,g(x,b)), ØP(f(y),z,g(f(a),b)},

б) S2={P(a),ØD(y)ÚL(a,y),ØP(x)ÚØQ(y)ÚØL(x,y), D(b),Q(b)},

в) S3={ØK(x,y)ÚØØL(y)ÚM(f(x)),ØK(x,y)ÚØL(y)ÚN(x,f(x)),ØM(z),K(a,b),L(b)}.


10. Доказать с помощью метода резолюций, что формула G есть логическое следствие формул F1,…,Fk:


а) F1=("x)(P(x)®Q(x)&R(x)), F2=($x)(P(x)&T(x)), G=($x)(R(x)&T(x)),

б) F1=("x)[($y)(M(y)&S(X,y))®($z)(I(z)&E(x,z))], G=Ø($x)I(x)®("u)(""v)(S(u,v)®ØM(v)).

в) F1=("x)[P(x)®($y)(Q(y)&S(x,y))], F2=($x)[R(x)&(""y)(Q(y)®ØS(x,y))], F3=($x)P(x), G=($x)(ØP(x)ÚR(x)).


11. Используя метод резолюций в логике предикатов, докажите логичность следующих рассуждений.


11.1. Все студенты нашей группы – члены клуба «Спартак». А каждый член клуба «Спартак» занимается спортом. Следовательно, все студенты нашей группы занимаются спортом.

11.2. Все студенты нашей группы – болельщики «Спартака», а некоторые занимаются спортом. Следовательно, некоторые из болельщиков «Спартака» занимаются спортом.

11.3. Некоторые пациенты любят сврих докторов. Ни один пациент не любит знахаря. Следовательно, никакой доктор не является знахарем.

11.4. Если деталь обрабатывалась на токарном станке, то она обрабатывалась и на фрезерном. Деталь D1 обрабатывалась на токарном станке С1. Следовательно, она обрабатывалась на фрезерном станке.


12. Будут ли логичны следующие рассуждения? Если логичны, то доказать это методом резолюций. Если нет, то построить интерпретацию, при которой посылки истинны, а заключение ложно.


12.1. Если кто-нибудь может решить эту задачу, то и любой математик может ее решить. Олег – математик, но не может решить эту задачу. Следовательно, задачу не сможет решить никто.

12.2. Всякий, кто может решить эту задачу – математик. Олег – математик, но не может решить эту задачу. Следовательно, задачу не может решить никто.

12.3. Если кто-нибудь может решить эту задачу, то и какой-нибудь математик может ее решить. Олег – математик, но не может решить задачу. Следовательно, задачу не может решить никто.

12.4. Некоторые из первокурсников знакомы со всеми спортсменами института. Ни один первокурсник не знаком ни с одном любителем подледного лова. Следовательно, ни один спортсмен не является любителем подледного лова.

12.5. Каждый из первокурсников знаком с кем-либо из спортсменов. Некоторые из первокурсников не знакомы ни с одним любителем подледного лова. Следовательно, ни один спортсмен не является любителем подледного лова.

Ответы, указания и решения

Раздел 2. Теория графов

Тема 5. Раскраски

Тема 6. Ориентированные графы и сети


Fair.ru Ярмарка сайтов
Rambler's Top100 Submitter.ru - Free promoting

Дизайн: Alex © 2002
Все вопросы и предложения можно направлять по адресу cad@mail.ustu.ru