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Construção de Tabelas-Verdade e Classificação das Proposições Sumário Construção de Tabelas-Verdade e Classificação das Proposições Objetivos ..................................................................... 03 Introdução .................................................................... 04 1. Tabela-verdade .................................................... 05 2. Construindo Tabelas-verdade .............................. 11 Referências Bibliográficas .............................................. 19 Lógica Matemática | 3 Objetivos Ao final desta unidade, você deve apresentar os seguintes aprendizados: • Interpretar informações através das proposições e tabelas- verdade; • Compreender a estruturação da tabela-verdade e sua importância na avaliação das proposições lógicas; • Descrever os passos para preenchimento de uma tabela- verdade; • Definir tautologia, contradição e contingência. 4 | Lógica Matemática Introdução Prezado(a) aluno(a) de lógica matemática, Seja muito bem-vindo(a) a nossa segunda unidade de aprendizagem. Nela, veremos o conceito de tabela-verdade e aclassificação de proposições da lógica matemática. Uma tabela-verdade permite representar todas as possibilidades de valores lógicos que uma proposição pode assumir. No decorrer da unidade, serão descritos os passos para representação das tabelas-verdade e as classificações das proposições. Para o desenvolvimento das competências propostas, serão abordados os seguintes conteúdos: conceito de tabela-verdade; construção de tabelas- verdade; tabelas-verdade dos conectivos “e”, “ou”, “ou exclusivo”, “se então” e “se somente se”; ordem de precedência dos conectivos; e as definições de tautologia, contradição e contingência. O correto preenchimento da tabela-verdade é muito importante para o estudo da lógica e para o entendimento dos diferentes tipos de proposições. Para reforçar os conteúdos abordados, ao final do conteúdo, você verá um quadro contendo um resumo para construção de tabelas-verdade. Sucesso e bons estudos! Lógica Matemática | 5 1. Tabela-verdade Uma proposição só pode assumir dois valores lógicos: verdadeiro ou falso. Uma tabela-verdade visa representar todas as possibilidades de combinações desses valores, ou seja, ela tem por finalidade demonstrar todos os valores que uma proposição pode assumir. Considerando, por exemplo, a proposição p, e sabendo que toda a proposição só pode assumir dois valores lógicos – verdadeiro (representado por V) ou falso (representado por F) –, podemos, então, construir a tabela-verdade para essa proposição, utilizando apenas duas linhas: ou a proposição p possui valor lógico verdadeiro (representado na primeira linha) ou a proposição p possui valor lógico falso (representado na segunda linha). O valor lógico de uma proposição também pode ser chamado de valor-verdade. 1.1 Tabela-verdade da Proposição p Como construir a tabela-verdade? P V F 6 | Lógica Matemática Antes de começarmos a construi-la, é importante relembrarmos que uma tabela-verdade representa todas as possibilidades que uma proposição composta pode assumir. Com isso, para calcular o número de linhas da tabela-verdade é preciso, antes de qualquer coisa, saber quantas proposições simples ela possui. O número de linhas de uma tabela-verdade sempre será em função do número de proposições simples (atômicas) que uma proposição composta tiver, uma vez que cada uma dessas proposições simples pode assumir os valores lógicos (verdadeiro ou falso). A partir do número de proposições simples é possível saber, exatamente, o número de linhas de uma tabela-verdade com a seguinte fórmula: 2n => onde n é o número de proposições simples distintas que uma proposição composta possui. A tabela 1 mostra essa relação entre o número de proposições simples e as linhas da tabela-verdade: Tabela 1: Relação entre o número de proposições simples e as linhas da tabela-verdade. Importante Número de Proposições Simples Número de Linha da Tabela-verdade 1 2 2 4 3 8 4 16 5 32 6 64 7 128 Lógica Matemática | 7 Uma proposição simples possui apenas um único elemento e pode assumir os valores lógicos verdadeiro ou falso. Já uma proposição composta pode conter duas ou mais proposições simples e deve estar ligada por conectivos, podendo assumir somente os dois valores lógicos: verdadeiro ou falso. Após o cálculo do número de linhas, é preciso preencher a tabela-verdade com as combinações possíveis que a proposições simples podem assumir. Exemplo: 1º) Primeiro Passo – Analisar a Proposição Ao analisar a proposição composta p q, é possível verificar que ela possui duas proposições simples distintas: “p” e “q”. 2º) Segundo Passo – Calcular o número de linhas da tabela-verdade. Utilizando a fórmula temos: 22 = número de linhas = 4 linhas 3º) Terceiro Passo – Preencher a tabela-verdade Para preencher a tabela-verdade, devemos colocar as combinações de V e F nas linhas das colunas das proposições simples, deixando a última coluna para a resposta do valor lógico da proposição composta, que é o que queremos saber. 4º) Quarto Passo – Preenchimento da coluna da proposição composta. Para o preenchimento dessa coluna, é preciso saber que uma proposição Importante p q p q V V ? V F ? F V ? F F ? ^ 8 | Lógica Matemática composta com o conectivo “ou” terá valor lógico verdadeiro sempre que, pelo menos, uma das proposições simples tiverem valor lógico verdadeiro. Primeira linha – possui valor lógico verdadeiro, pois p e q possuem valor lógico verdadeiro. Segunda linha – possui valor lógico verdadeiro, pois p possui valor lógico verdadeiro. Terceira linha – possui valor lógico verdadeiro, pois q possui o valor lógico verdadeiro. Quarta linha – possui valor lógico falso, pois p e q possuem valor lógico falso. Nas combinações dos valores para tabela-verdade, a metade dos valores sempre é verdadeiro e a outra metade é falso. Com isso, para preencher corretamente uma tabela-verdade com duas proposições simples, preencha a primeira coluna com V até a metade e o restante com F, e a segunda coluna com V e F alternados (uma linha com V e a outra com F). A partir de agora, veremos a tabela-verdade dos conectivos e do modificador de negação. • Tabela-verdade do conectivo “e” Uma proposição composta com o conectivo “e” só terá valor lógico verdadeiro se as duas proposições tiverem valor lógico verdadeiro. p q p q V V V V F V F V V F F F ^ Importante Lógica Matemática | 9 Tabela-verdade do conectivo “e” • Tabela-verdade do Conectivo “ou” Com o conectivo “ou”, uma proposição composta terá valor lógico verdadeiro quando, pelo menos, uma das proposições simples que formam a proposição composta tiver valor lógico verdadeiro. Tabela-verdade do conectivo “ou” • Tabela-verdade do modificador de negação de uma proposição simples Quando negamos uma proposição simples, seu valor lógico é negado. Portanto, se a proposição tiver valor lógico verdadeiro, ela passará a ter valor lógico falso, e, se tiver valor lógico falso, ela passará a ter valor lógico verdadeiro. Tabela-verdade da negação de uma proposição simples p q pq V V V V F F F V F F F F p q p q V V V V F V F V V F F F ^ p ~p V F F V 10 | Lógica Matemática • Tabela-verdade do conectivo “ou exclusivo” Com o conectivo “ou exclusivo”, uma proposição composta será verdadeira quando somente uma das proposições tiver valor lógico verdadeiro. Ou seja, no “ou exclusivo”, diferentemente do conectivo “ou”, caso as duas proposições tenham valor lógico verdadeiro ao mesmo tempo, a proposição composta terá valor lógico falso. Tabela-verdade do conectivo “ou exclusivo” • Tabela-verdade do conectivo “se então” Uma proposição composta com o conectivo “se então” só será falsa se tiver uma proposição com valor lógico verdadeiro implicando em uma proposição com valor lógico falso. Tabela-verdade do conectivo “seentão” • Tabela-verdade do conectivo “se somente se” Como o conectivo “se somente se” p↔q é equivalente a dois conectivos “se então” ligados por um conectivo “e” (p→qq→p), as linhas com valor lógico verdadeiro na tabela-verdade serão somente as p q p q V V F V F V F V V F F F ^ p q p→q V V V V F F F V V F F V Lógica Matemática | 11 linhas onde as duas proposições simples tiverem valor lógico verdadeiro ou quando as linhas das proposição simples tiverem valor lógico falso. Tabela-verdade do conectivo “se somente se” Ordem de precedência Assim como os operadores matemáticos aritméticos, os operadores matemáticos lógicos também possuem uma ordem de precedência que deve ser respeitada durante a verificação de valores lógicos de uma proposição. A ordem dos operadores (conectivos e modificadores) é: 1) Negação (~) 2) , e 3) → 3) ↔ Observação: Os parênteses devem sempre ser respeitados na ordem de precedência. 2. Construindo Tabelas-verdade Uma tabela-verdade de uma proposição composta demonstra a saída lógica para quaisquer combinações de valores de entrada. Ou seja, com a tabela-verdade é possível verificar como a proposição composta se comporta em função de sua entrada. p q p↔q V V V V F F F V F F F V ^ ^ 12 | Lógica Matemática Na proposição composta “p (qr)” verificamos que ela possui três proposições simples e dois conectivos. Para verificarmos as saídas lógicas possíveis para as combinações das entradas, devemos construir a tabela-verdade. Para a construção da tabela-verdade dessa proposição composta, passaremos pelos 4 passos descritos anteriormente: 1º) Primeiro Passo – Analisar a proposição Ao analisar a proposição composta “p (qr)”, podemos verificar que ela possui três proposições simples distintas “p”, “q” e “r”. 2º) Segundo Passo – Calcular o número de linhas da tabela-verdade. Fórmula: 2n => onde n é o número de proposições simples distintas. Logo: 23 = número de linhas = 8 linhas. 3º) Terceiro Passo – Preencher a tabela-Verdade Esse terceiro passo visa o preenchimento da tabela-verdade com os valores lógicos das proposições simples. Conforme calculado anteriormente, sabemos que a tabela-verdade possui 8 linhas e, que nessas 8 linhas, temos que ter todas a combinações possíveis de valores lógicos nas proposições p, q e r. Para construir a tabela-verdade para as proposições compostas com 3 proposições simples, é preciso: 1) Colocar V até a metade da coluna reservada para a primeira proposição e completar o resto com F; 2) Alternar em dois V e dois F na coluna correspondente à segunda proposição; 3) Por fim, alternar com um V e um F a coluna correspondente à terceira proposição. ^ Importante Lógica Matemática | 13 4º) Quarto Passo – Preencher os valores lógicos de saída da tabela-verdade Nesse quarto passo, é importante usar a estratégia “dividir para conquistar”, ou seja, dividir a proposição composta. Por exemplo, em vez de calcular direto o valor de “p (qr)”, podemos primeiro calcular o valor lógico de “(qr)”, e depois fazer um “ou” desse com os valores lógicos de p. Passo 4.1 – Cálculo de qr p q (qr) V V ? V V ? V F ? V F ? F V ? F V ? F F ? F F ? p q r (qr) p (qr) V V V V ? V V F F ? V F V F ? V F F F ? F V V V ? F V F F ? F F V F ? F F F F ? ^ 14 | Lógica Matemática Passo 4.2 – Preencher o resultado do “ou” lógico entre p (qr) A partir dos valores lógicos da primeira e da quarta colunas, preencher a quinta coluna. • Tautologia Em lógica, uma tautologia é uma proposição composta que possui sempre valor lógico verdadeiro, ou seja, para quaisquer entradas da tabela-verdade, a saída sempre possui valor lógico verdadeiro. Exemplos de tautologias: p ~p ^ p q r (qr) p (qr) V V V V V V V F F V V F V F V V F F F V F V V V V F V F F F F F V F F F F F F F ^ ^ p ~p p ~p V F V V F V F V V F V V ^ Lógica Matemática | 15 p ~p q p ~(pq) • Contradição Uma contradição é exatamente o contrário de uma tautologia. Podemos definir uma contradição como uma proposição composta que possui sempre valor lógico falso para quaisquer entradas da tabela-verdade. Exemplos de Contradição: p ~p ^ ^ p q ~p p ~p q V V F V V F F V F V V V F F V V ^ ^ ^ p q pq ~(pq) p ~(pq) V V V F V V F F V V F V F V V F F F V V ^ p q p ~p V F F V F F F V F F V F 16 | Lógica Matemática p ~(p q) • Contingência Toda proposição, que não seja nem tautologia e nem contradição, é uma contingência. Ou seja, em uma contingência, a saída da tabela-verdade pode ser tanto valores lógicos verdadeiros como falsos. Exemplos de Contingência: p q pq ^ p q p q ~(p q) p ~(p q) V V V F F V F V F F F V V F F F F F V F ^ ^ ^ ^ p q p q V V V V F V F V V F F F ^ p q pq V V V V F F F V F F F F Lógica Matemática | 17 p ~q A negação de uma contradição é uma tautologia, assim como a negação de uma tautologia é uma contradição. Resumo para a Construção de Tabelas-verdade ^ p q ~q p ~q V V F V V F V V F V F F F F V V ^ Importante Conectivo/ Modificador/ Relação Valor Lógico Verdadeiro Valor Lógico Falso p Quando p tiver valor lógico verdadeiro. Quando p tiver valor lógico falso. ~p Quando p tiver valor lógico falso. Quando p tiver valor lógico verdadeiro. p q Quando pelo menos uma proposição tiver valor lógico verdadeiro. Apenas quando as duas proposições tiverem valor lógico falso. pq Apenas quando as duas proposições tiverem valor lógico verdadeiro. Quando pelo menos uma proposição tiver valor lógico falso. ^ 18 | Lógica Matemática p→q Em todos os casos, com exceção de p ter valor lógico verdadeiro, e q ter um valor lógico falso. Quando p tiver valor lógico verdadeiro, e q tiver valor lógico falso. p↔q Quando p e q tiverem o mesmo valor lógico (verdadeiro e verdadeiro ou falso e falso). Quando p e q tiverem valor lógico distinto (verdadeiro e falso ou falso e verdadeiro). Lógica Matemática | 19 Referências Bibliográficas ALENCAR FILHO, E. Iniciação à lógica matemática. São Paulo: Nobel, 2002. (reimpressão 2011) BISPO, C. A. F.; CASTANHEIRA, L. B.; SOUZA FILHO, O. M. Introdução à lógica matemática. São Paulo: Cengage Learning Edições Ltda., 2011.
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