FÖRELÄSNING 8 ANDERS MÄRAK LEFFLER IDA/HCS

Relevanta dokument
FÖRELÄSNING 3 ANDERS MÄRAK LEFFLER IDA/HCS

Tommy Färnqvist, IDA, Linköpings universitet. 1 Kursadministration 1. 2 Introduktion Varför logik? Satslogik... 2

p /\ q r DD1350 Logik för dataloger Kort repetition Fö 3 Satslogikens semantik

Tommy Färnqvist, IDA, Linköpings universitet. 2 Strukturer Domäner Tolkningar... 3

Filosofisk Logik (FTEA21:4) föreläsningsanteckningar/kompendium. v. 2.0, den 29/ III. Metalogik 17-19

729G06 Logik FÖRELÄSNING 1 ANDERS MÄRAK LEFFLER IDA/HCS

Tentamen i logik 729G06 Programmering och logik

DD1350 Logik för dataloger. Fö 7 Predikatlogikens semantik

Logik för datavetare DVK:Log Tisdagen 28 oktober Institutionen för dataoch systemvetenskap David Sundgren

Sanningsvärdet av ett sammansatt påstående (sats, utsaga) beror av bindeord och sanningsvärden för ingående påståenden.

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet TER1

DD1350 Logik för dataloger. Fö 2 Satslogik och Naturlig deduktion

7, Diskreta strukturer

Grundläggande logik och modellteori (5DV102)

DD1350 Logik för dataloger

En introduktion till predikatlogik

Vad är det? Översikt. Innehåll. Vi behöver modeller!!! Kontinuerlig/diskret. Varför modeller??? Exempel. Statiska system

Logik och bevisteknik lite extra teori

Grundläggande logik och modellteori

Grundläggande logik och modellteori (5DV102)

Innehåll. Föreläsning 7. Satslogiken är för grov. Samma sak i predikatlogik: Första ordningens predikatlogik. Logik med tillämpningar

Avslutning. Vad? Hur? Anmärkningar inför tentan 2. Vad ska kunnas?

Semantik och pragmatik (Serie 4)

Om semantisk följd och bevis

Logik: sanning, konsekvens, bevis

Lite om bevis i matematiken

Viktiga frågor att ställa när ett argument ska analyseras och sedan värderas:

Grundläggande logik och modellteori

Utsagor (Propositioner) sammansatta utsagor sanningstabeller logisk ekvivalens predikat (öppna utsagor) kvantifierare Section

Robin Stenwall Lunds universitet

*UXSS YQLQJ±/RJLNPHGWLOOlPSQLQJDUYW

Filosofisk logik Kapitel 19. Robin Stenwall Lunds universitet

Övningshäfte 1: Logik och matematikens språk

Semantik och pragmatik

Avslutning. Vad? Hur? Anmärkningar inför tentan 2. Vad ska ni kunna?

7, Diskreta strukturer

Normalisering av meningar inför resolution 3. Steg 1: Eliminera alla och. Steg 2: Flytta alla negationer framför atomära formler

Predikatlogik: Normalformer. Klas Markström

Robin Stenwall Lunds universitet

Formell logik Kapitel 5 och 6. Robin Stenwall Lunds universitet

Logik I. Åsa Hirvonen Helsingfors universitet. Våren 2013

Semantik och pragmatik

DD1350 Logik för dataloger. Vad är logik?

Kap. 7 Logik och boolesk algebra

Formell logik Kapitel 9. Robin Stenwall Lunds universitet

Föreläsning 5. Deduktion

8. Naturlig härledning och predikatlogik

Logik och modaliteter

Kompletteringsmaterial. K2 Något om modeller, kompakthetssatsen

Filosofisk Logik. föreläsningsanteckningar/kompendium (FTEA21:4) v. 2.0, den 5/ Kompakthet och Löwenheim-skolemsatsen

DD1350 Logik för dataloger

Grundläggande logik och modellteori

Sats. Om t är en rätvinklig triangel så är summan av kvadraterna på kateterna i t lika med kvadraten på hypotenusan.

Robin Stenwall Lunds universitet

Varför är logik viktig för datavetare?

Robin Stenwall Lunds universitet

:1) Vid ett besök på Knarrön (där ju var och en antingen är kung (och

9. Predikatlogik och mängdlära

En introduktion till logik

Logisk semantik I. 1 Lite om satslogik. 1.1 Konjunktioner i grammatisk bemärkelse. 1.2 Sant och falskt. 1.3 Satssymboler. 1.

F. Drewes Datavetenskapens grunder, VT02. Lite logik

MATEMATIKENS SPRÅK. Avsnitt 1

Formell logik Föreläsning 1. Robin Stenwall

KTH Matematik Jan Kristoferson Problemsamling. till repetitionskurs i LOGIK (5B1928) för D och IT

Datorlingvistisk grammatik I Institutionen för lingvistik och filologi Oktober 2007 Mats Dahllöf

Flera kvantifierare Bevis Direkt bevis Motsägelse bevis Kontrapositivt bevis Fall bevis Induktionsprincipen. x y (x > 0) (y > 0) xy > 0 Domän D = R

Filosofisk logik Kapitel 15 (forts.) Robin Stenwall Lunds universitet

Satslogik grundläggande definitioner 3. Satslogik. Uppgift 1. Satslogikens syntax (välformade formler) Satslogikens semantik (tolkningar)

Formell logik Kapitel 10. Robin Stenwall Lunds universitet

Semantik och pragmatik (Serie 3)

KTH Matematik B.Ek Lösningar tentamen 5B1928 Logik för D (och IT), 29 augusti 2007

Robin Stenwall Lunds universitet

Formell logik Kapitel 7 och 8. Robin Stenwall Lunds universitet

Grundläggande logik och modellteori

TATM79: Föreläsning 1 Notation, ekvationer, polynom och summor

Formell logik Föreläsning 1. Robin Stenwall

K3 Om andra ordningens predikatlogik

Första ordningens logik

INDUKTION OCH DEDUKTION

MATEMATIKENS SPRÅK. Syftet med denna övning är att med hjälp av logik lära oss att uttrycka matematik mer exakt, lära oss

Lektion 8: Konstruktion av semantiska tablåer för PTL-formler

K2 Något om modeller, kompakthetssatsen

Formell logik Kapitel 1 och 2. Robin Stenwall Lunds universitet

DD1361 Programmeringsparadigm HT17

FTEA12:2 Filosofisk Metod. Grundläggande argumentationsanalys II

Föreläsning 3: Ekvationer och olikheter

7. FORMELL SATSLOGIK (SL)

D. x 2 + y 2 ; E. Stockholm ligger i Sverige; F. Månen är en gul ost; G. 3 2 = 6; H. x 2 + y 2 = r 2.

FTEA12:2 Filosofisk metod. Att värdera argumentation I

MATEMATIKENS SPRÅK. Syftet med denna övning är att med hjälp av logik lära oss att uttrycka matematik mer exakt,

Föreläsning 8. Innehåll. Satisfierbarhet hos en formel. Logik med tillämpningar

MA2047 Algebra och diskret matematik

Filosofisk logik Kapitel 15. Robin Stenwall Lunds universitet

Induktion, mängder och bevis för Introduktionskursen på I

TATM79: Föreläsning 1 Notation, ekvationer, polynom och olikheter

Logik och semantik. Mats Dahllöf, Plan. Semantik och pragmatik

8 MODAL SATSLOGIK. omöjligt - inte omöjligt. tänkbart - inte tänkbart

Antag att b är förgreningsfaktorn, d sökdjupet, T (d) tidskomplexiteten och M(d) minneskomplexiteten.

Övningshäfte 2: Induktion och rekursion

MS-A0409 Grundkurs i diskret matematik I

Transkript:

729G06 Logik FÖRELÄSNING 8 ANDERS MÄRAK LEFFLER IDA/HCS 160309

Idag Sammanfattning*/uppsamling 2

Mer problemöversikt (och lite definitioner) Inte ersättning för andra föreläsningar! 3

Vad är enlogik? Syntax + semantik 4

Vad är enlogik? Syntax vad vi får skriva. Korrekta formler. (A v B) v C, men inte A v v C Semantik vad formlerna betyder. (A v B) v C är sann omm A, B eller C är sanna. 5

Syntax Termer Variabler (x, y, z,...) Konstanter (a, b, c, billgates, nemo,...) Funktioner, argumenten är termer (f(x,y), 1+2,...) Atomära formler Predikat med argument (Far(x,y), Katt(x), Udda(x), P(x,y,z),...) Atomära satser (B som i Det blåser, V som i Vampyrer finns ) Identitet (a=a, successor(1) = 2,...) Formler Atomära formler (a=a, Far(x,y), B,...) Formler med konnek<v (a=a Far(x,y)...) Kvantifierade formler ( x y Far(x,y), x[udda(x) Jämn(successor(x))] 6

Syntax Slutna, öppna Fria variabler inte bundna. x y Far(x,y), y Far(x,y), x=a,... En öppen term har fria variabler (successor(x),...) En sluten term är en utan fria variabler (successor(a),...) En sluten formel är en utan fria variabler ( x [successor(x)=successor(x)],...). Kallas en sats. 7

Minnesregler (väldigt informellt) Tänk att vi knyter uttrycken till en sifferdomän. Slutna termer sådant som hänvisar till siffror (a, f(a),...). Satser hänvisar till sant/falskt. ( alla primtal är jämna, P(a) ). 8

Semantik och stukturer Struktur m=(m,t) Domän M. Vad finns i världen? Alla heltal (1,2,...) Tre husdjur (tesco, forex, laika) Alla heltal och husdjuren... Tolkning T. Hur tolkar vi slutna formler? T(fkatt) = forex,... T(Katt(fkatt)) = s om forex i T(Katt) T( xkatt(x)) = s om tesco i T(Katt), forex i T(Katt), laika i T(Katt),... (sann för alla i domänen)... 9

Modeller En struktur m=(m,t) som gör en formel sann kallas en modell. Formel: Katt(fkatt) Ung(tkatt) 1. m=(m,t) M = {tesco, forex} T(fkatt) = forex, T(tkatt) = tesco T(Katt) = {forex, tesco}, T(Ung) = {forex} 2. m =(M, T ) M = heltal T(fkatt) = 1, T(tkatt) = 2 T(Katt) = {1, 3, 5,...}, T(Ung)={ 100 } 10

Tolkningar Hitta strukturer som gör följande formelmängder sanna: 1. y Metall(y) x Båt(x), 2. y [Val(y) Däggdjur (y)], x Båt(x), x Val(x) 3. x P(x) x Q(x) 4. x y[äldre(x,y) Yngre(y,x)],Äldre(tesco, forex) 5. x [chef(x) = bartlet] 11

När strukturer? Visa att en formel kan uppfyllas (sann), kan vara falsk. 12

Läran om korrekta resonemang Följer slutsatserna av ens antaganden? 13

Logisk konsekvens Om Q är sann i varje modell för P skriver vi P Q Om Q inte garanterat är sann i en modell för P, skriver vi P Q 14

Felaktiga resonemang Hitta motexempel! Däggdjur(nemo), y[människa(x)->däggdjur(y)] Människa(nemo) Hitta struktur där Däggdjur(nemo) är sann, y[människa(x)->däggdjur(y)]är sann, men Människa(nemo) är falsk 15

Korrekta resonemang Sanningstabeller A, A -> B, C B C Sanningstabell, alla tilldelningar (här: 2*2*2=8 rader) Hitta rader där A är sann, A -> B är sann och C är sann samtidigt. Fråga: gäller det att B C sann där? Isåfall korrekt. Annars inte. Naturlig deduktion. Människa(sokrates), y[människa(x)->dödlig(y)] Dödlig(sokrates) 16

Naturlig deduktion Tio regler Vanlig ordning i bevis: Lista premisser Eliminera kvantifierare Satslogik Introducera kvantifierare (Kontrollera att inga felaktiga premisser är med.) 17

Schematisk bild över ett bevis (Magnusson, jfr tidigare föreläsning) 18

Naturlig deduktion Vanlig ordning för att komma fram till ett bevis: Se på slutsatsen Upprepa: Hur kan vi nå dit? -> Ger nytt/nya delmål Om man hittade till något som börjar i premisserna, skriv ned bevis 19

Naturlig deduktion Ex 1. A v B, A -> B, B -> C C (080307, mod.) Ren satslogik, eliminera en i taget 20

Naturlig deduktion Ex 2. x[vaken(x) -> Hungrig(x)], Dag -> xvaken(x), Dag xhungrig(x) Ex 2. Kedja bakåt, existensintroduktion, existenselimination. E-trick: Inför exemplet (Vaken(lars) -> Hungrig(lars)) som premiss. Härled fram en slutsats utan lars i. xhungrig(x), inte Hungrig(lars) Använd E för att få bort felaktig premiss. 21

Naturlig deduktion Ex 3. A -> xp(x), B -> A B -> P(c) Ex 3. Kedja bakåt. Slutsatsen innehåller implikation använd C-regel C-regel Slutsatsen är B -> P(c). Lägg till B som extrapremiss. Härled fram P(c) [har med B-raden bland premisserna] Använd C-regeln för att få B -> P(c) [utan B-raden bland premisserna!] 22

Användbara satslogiska samband Alla satslogiska samband Omvandlingar som A -> B till A v B... (T på en rad) Användande av implikationer. Sommar -> Varmt, Sommarger Varmt (flera rader) Eliminerande, A v B v C, A ger B v C... Fallbevis (A v B) -> C, X -> A, X -> B ger X -> C... 23

Användbara satslogiska samband (A v B) A B (A B) A v B 24

Metalogik och bevissystem Goda egenskaper 25

Metalogik och bevissystem Önskvärda egenskaper Fullständigt. Allt som är sant, går att härleda. Inga missade sanningar. Sunt/korrekt. Allt som går att härleda är sant. Vi kan lita på svaret. 26

Metalogik och bevissystem Vi inför en ny regel, utöver de vi hade Är systemet garanterat fullständigt? Är systemet garanterat sunt/korrekt? Vi byter ut en regel Är systemet garanterat fullständigt? Är systemet garanterat sunt/korrekt? 27

Konsistenta mängder Tänk motsägelsefria (OBS, inte definitionen) 28

Är { x[p(x)->q(x)],p(a)} konsistent? 29

Konsistenta mängder Motsägelsefria... om motsägelsefri, kan vi hitta en modell* om inkonsistent, kan vi visa A A för något A D v s en tydlig motsägelse. Form på formeln. 30

Är { x[p(x)->q(x)],p(a), Q(a)} konsistent? 31

VISA KORREKT/FALSKT 32

Problemlösning Rimlighetskontroll Falskt: Visa motexempel Sant: Naturlig deduktion eller sanningstabell Oavsett: formalisera 33

Problemlösning Alternativa läsningar Vad skulle formeln betyda, om det istället för x[p(x) -> Q(x)], Q(c) = P(c) stod x[val(x) -> Däggdjur(x)], Däggdjur(tiger) = Val(tiger) (Samma uppgift, men mer uppenbart att resonemanget är fel.) 34

Problemlösning Venndiagram, grafer Venndiagram ofta användbart vid enställiga predikat (ett argument). Rita! x[p(x) -> Q(x)], Q(c) = P(c) Grafer ofta användbara för tvåställiga x y[r(x,y)->r(y,x)],r(a,b) = R(b,b)? Ofta praktiskt: R(x,y) betyder x pekar på y. Ovan: om x pekar på y, så pekar y på x. a pekar på b. 35

Inte uttömmande ETT PAR VIKTIGA BEGREPP 36

Klassificera formler 37

Tautologi Sann oavsett hur man tolkar det Kontradiktion Falskt oavsett hur man tolkar Kontingent Kan vara sann eller falsk (sann i åtminstone en tolkning) 38

Satslogik Sanningstabell för formeln. Tautologi Sann på alla rader (alla tilldeln.) Kontradiktion Falsk på alla rader Kontingent Sann på någon rad, falsk någon 39

Predikatlogik Tautologi Naturlig deduktion lyckas Kontradiktion Visa att negationen av formeln är en tautologi Kontingent Hitta en struktur där formeln är sann, och en där den är falsk. 40

Generella råd, och vanliga mönster FORMALISERING 41

Formalisering Rena s/f-påståenden? Atomära satser. Humlorna vantrivs blir H Några/vissa? Tänk i termer av egenskaper. Predikat testar egenskaper ( H.islower()) Det finns några katter Katter vantrivs om de är uttråkade (om så) 42

Mönster: Alla P är Q Formalisera Alla katter är snälla 1. Egenskaper: att vara katt, att vara snäll. Blir predikat. tesco är katt blir Katt(tesco) 2. om x är Katt såär x Snäll. Implikation. 1. Oavsett vad x är, om Katt(x) så Snäll(x) x(kav(x) Snäll(x)) 43

Mönster: Några P är Q Formalisera Några pirater är snälla 1. Egenskaper: att vara pirat, att vara snäll. Blir predikat. Guybrush är pirat blir Pirat(guybrush) 2. Några, så det finns exempel på. 1. Det finns exempel på pirater som är snälla. 2. Det finns x som är både Pirat och Snäll. x(pirat(x) Snäll(x)) 44

Konstanter? Formalisera Michael Jackson är kungen av pop. Ingen är kung av både pop och rock. Egenskaper: någon kan vara kungen av något. K(x,y) x är kung av y. Konstanter: Michael Jackson (mj), pop (p), rock (r). K(mj, p) x [K(x,p) K(x,r)] 45

Samband När en katt är uttråkad och hungrig, så är den farlig. Egenskaper: Katt(x), Uttråkad(x), Hungrig(x), Farlig(x). Samband? Om x är katt, uttråkad och hungrig, så är x farlig. Allmängiltigt samband universell kvantifierare. x[katt(x) Uttråkad(x) Hungrig(x) -> Farlig(x)] 46

Omskrivningar När en katt är uttråkad och hungrig, så är den farlig. Skriv om utan universell kvantifierare. x x [Katt(x) Uttråkad(x) Hungrig(x) -> Farlig(x)] x [Katt(x) Uttråkad(x) Hungrig(x) Farlig(x)] Det finns inget i världen som samtidigt kan vara katt, uttråkad, hungrig och ofarlig. 47

Avslutning, disclaimer 48