4. Ικανοποιησιμότητα,   ταυτολογία,  ταυτολογική συνεπαγωγή


Ορισμός :  Έστω Τ Τ( Γ ). Θα λέμε ότι :

    i) 

η αποτίμηση ικανοποιεί την πρόταση αν και μόνον αν ( ) = Α και η αποτίμηση ικανοποιεί το Τ αν και μόνον αν η ικανοποιεί κάθε στοιχείο του Τ.

   ii) 

το Τ είναι ικανοποιήσιμο αν και μόνον αν υπάρχει αποτίμηση που το ικανοποιεί.

  iii) 

η είναι ταυτολογία αν και μόνον αν κάθε αποτίμηση ικανοποιεί την .

  iv) 

η είναι αντίφαση αν η    είναι ταυτολογία.

   v) 

το Τ ταυτολογικά συνεπάγεται την πρόταση και γράφουμε   Τ    αν κάθε αποτίμηση που ικανοποιεί το Τ ικανοποιεί και την .


Παρατηρούμε ότι αν  Τ=  τότε     ή     αν η είναι ταυτολογία. Αν το Τ δεν είναι ικανοποιήσιμο τότε   Τ    για κάθε . Στην περίπτωση που Τ = { }, γράφουμε     αντί { Tέλος αν     και      τότε γράφουμε     και λέμε ότι οι προτάσεις και είναι ταυτολογικά ισοδύναμες.

Παραδείγματα :
1) Η πρόταση    : ( ( ) ) (( )( )) είναι ταυτολογία γιατί όπως βλέπουμε από τον παρακάτω πίνακα, κάθε αποτίμηση την ικανοποιεί.


Για να είναι μια πρόταση ταυτολογία πρέπει η τελευταία στήλη του αληθοπίνακά της να αποτελείται αποκλειστικά από Α.

2) Δείξτε ότι { 1 , 2 } 1 2
( )
Έστω ότι { 1 , 2 } και μια τυχαία αποτίμηση.
Αν ( 1 ) = Α και ( 2 ) = Α τότε και ( ) = Α και άρα ( 1 2 ) = A.
Αν είτε ( 1 ) = Ψ ή ( 2 ) = Ψ τότε ( 1 2 ) = Ψ και άρα ( 1 2 ) = Α.
Επομένως αν { 1 , 2 } έχουμε ( 1 2 ) = Α για κάθε αποτίμηση , δηλαδή 1 2 .
( )
Έστω ότι 1 2 , και μια τυχαία αποτίμηση που ικανοποιεί το { 1 , 2 } δηλαδή
( 1 ) = ( 2 ) = Α. Τότε όμως ( ) = Α γιατί ( 1 2 ) = Α.
Άρα { 1 , 2 } , γιατί κάθε αποτίμηση που ικανοποιεί το { 1 , 2 } ικανοποιεί και τη .

Aσκήσεις
1) Είναι η πρόταση ( ) ( ( ) ) ταυτολογία ;
Απάντηση

2)Τρείς ύποπτοι συλλαμβάνονται για κάποιο έγκλημα.

O Α λέει : " Ο Β το έκανε. Ο C είναι αθώος. "

O B λέει : " Aν ο Α είναι ένοχος τότε και ο C είναι ένοχος. "

O C λέει : " Δεν το έκανα εγώ. Κάποιος από τους άλλους το έκανε. "


Είναι οι παραπάνω καταθέσεις στοιχεία ικανοποιησίμου συνόλου ; Υποθέτοντας ότι όλοι είναι αθώοι ποιός λέει ψέμματα ; Υποθέτοντας ότι η κατάθεση που είπε ο καθένας είναι αληθής, ποιός είναι αθώος και ποιός ένοχος ;
Απάντηση
Πρώτα πρέπει να τυποποιήσουμε τις καταθέσεις των τριών υπόπτων.
Θέτουμε

p : o Α είναι αθώος

q : o Β είναι αθώος και

r : o C είναι αθώος

O Α λοιπόν κατέθεσε

:   q r

O B κατέθεσε

:   p r

O C κατέθεσε

:   r (p q )



Θα πρέπει να μελετήσουμε το σύνολο { q r , p r , r (p q ) }.
Κατασκευάζουμε τον πίνακα αλήθειας για το σύνολο αυτό.


Βλέπουμε λοιπόν στην τρίτη γραμμή του παραπάνω αληθοπίνακα, υπάρχει αποτίμηση ( συγκεκριμένα ( p ) = A , ( q ) = Ψ και ( r ) = Α ) που κάνει όλες τις καταθέσεις αληθείς.
Άρα το σύνολο { q r , p r , r (p q ) } είναι ικανοποιήσιμο.
Αν υποθέσουμε ότι όλοι είναι αθώοι βρισκόμαστε στην πρώτη γραμμή του αληθοπίνακα, όπου ( p ) = ( q ) = ( r ) = Α και άρα ψέμματα λένε ο Α και ο C. Υποθέτοντας ότι όλες οι καταθέσεις είναι αληθείς, από την τρίτη γραμμή πάλι του αληθοπίνακα, βλέπουμε ότι ο Β είναι ένοχος.

3) Αν

p

  :  

  Η ομάδα Α θα κερδίσει τουλάχιστον έναν τίτλο

q

  :  

  Η ομάδα B θα κερδίσει τουλάχιστον έναν τίτλο

r

  :  

  Η ομάδα C θα κερδίσει τουλάχιστον έναν τίτλο

s

  :  

  Η Α έχει πολλούς τραυματισμένους παίκτες

t

  :  

  Ο καλύτερος παίκτης της Β έχει αποβληθεί

u

  :  

  Βρέχει κατά την διάρκεια των αγώνων

γράψτε συμβολικά στη γλώσσα Γ τις παρακάτω προτάσεις :

  i)

Ακριβώς μια ομάδα θα κερδίσει έναν τίτλο.

 ii)

Το πολύ δύο από τις ομάδες θα κερδίσουν τίτλους.

iii)

Εφ' όσον δεν βρέξει κατά την διάρκεια των αγώνων, και ο καλύτερος παίκτης της Β δεν έχει αποβληθεί, η Β θα κερδίσει έναν τίτλο αν κάποια από τις Α ή C κερδίσει έναν τίτλο.

iv)

Αν η Α έχει πολλούς τραυματισμένους παίκτες, θα κερδίσει έναν τίτλο μόνο αν καμμιά από τις άλλες ομάδες δεν κερδίσει και δεν βρέχει κατά την διάρκεια των αγώνων.

Απάντηση

4) Δείξτε ότι 1 2 1 ( 2 )
Απάντηση

5) Είναι { p q , q r } p r ;
Απάντηση

6) Ποιά από τις δύο προτάσεις
 p1 ( p2 p3 )  και ( p1 p2 p3 ) ( p1 p2 p3 )
ταυτολογικά συνεπάγεται την άλλη ;
Απάντηση

7) Είναι οι προτάσεις ( ) και ταυτολογικά ισοδύναμες ;
Απάντηση :
Κατασκευάζουμε έναν πίνακα αλήθειας με τις δύο προτάσεις.
Είναι πράγματι ταυτολογικά ισοδύναμες γιατί σε κάθε αποτίμηση έχουν την ίδια αληθοτιμή, δηλαδή έχουν τον ίδιο πίνακα αλήθειας.

8) Είναι το σύνολο { p q , q r , r ( q p ) , p r q } ικανοποιήσιμο ;
Απάντηση

Οι πιό γνωστές ταυτολογίες είναι :

( ) ( )

( ) [ ( ) ( ) ]

( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( )

} Κανόνες De Morgan

( )

    διπλή άρνηση

( σ ) ( ) σ
( σ ) ( ) σ

} προσεταιριστικότητα των ,


    αντιμεταθετικότητα των ,

( σ ) ( ) ( σ )
( σ ) ( ) ( σ )

} επιμεριστικότητα των , επί των , αντίστοιχα

    νόμος απόκλεισης του τρίτου

( ) ( )

    νόμος της αντιθετοαντιστροφής

Προηγούμενο

Ευρετήριο

Επόμενο