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Lógica Matemática INTRODUÇÃO À MATEMÁTICA - MATC 220 LICENCIATURA EM MATEMÁTICA 2 8 /0 8 /2 0 1 5 P ro fª K ar in e P u ga s 1 Aula 02 Sumário 1. Tautologia X contradição X contingência 2. Equivalência Lógica 3. Redução dos números de conectivos 4. Forma Normal 5. Negação de Proposições 2 8 /0 8 /2 0 1 5 P ro fª K ar in e P u ga s 2 Tautologia X Contradição X Contingência Uma proposição composta pode ser classificada de três formas. Uma proposição composta é dita ser: TAUTOLOGIA quando o seu valor lógico é sempre verdade, independente dos valores lógicos das proposições componentes. CONTRADIÇÃO quando o seu valor lógico é sempre falso, independente dos valores lógicos das proposições componentes. CONTINGÊNCIA quando ela não é tautologia nem é contradição. Tautologia X Contradição X Contingência Tautologia: A origem do termo vem do grego tautó, que significa "o mesmo", mais logos, que significa "assunto". Portanto, tautologia é dizer sempre a mesma coisa em termos diferentes. É uma proposição cujo valor lógico é sempre verdadeiro. Exemplo 1 A proposição p ∨ (~p) é uma tautologia, pois o seu valor lógico é sempre V, conforme a tabela-verdade. Exemplo 2 A proposição (p Λ q) → (p ↔ q) é uma tautologia, pois a última coluna da tabela- verdade só possui V. p q (p ˄ q) (p ↔ q) (p ˄ q) → (p ↔ q) V V V V V V F F F V F V F F V F F F V V Contradição Contradição é uma proposição cujo valor lógico é sempre falso. Exemplo 1 A proposição p ˄ (~ p) é uma contradição, pois o seu valor lógico é sempre F conforme a tabela-verdade. Exemplo 2 A proposição ~(p ˅ q) ˄ (p ˄ q) é uma contradição, pois a última coluna da tabela- verdade só possui F. p q p ˅ q ~ (p ˅ q) p ˄ q ~ (p ˅ q) ˄ (p ˄ q ) V V V F V F V F V F F F F V V F F F F F F V F F Contingência Toda proposição composta em cuja última coluna da sua tabela- verdade figuram as letras V e F cada uma pelo menos uma vez. Exemplo 2 8 /0 8 /2 0 1 5 P ro fª K ar in e P u ga s 6 p q p q p ν q (p q) Λ( p ν q) V V V V V V F F F F F V V V V F F V V V Dadas as proposições abaixo, verifique quais são tautologias, quais são contradições e quais são contingências. a) (p q) ((p q) (q r)) b) ((p q) p) q c)(p q) (p ~q) d) p (p q) r e) ~(~p q) (p q) f) p (q (q p) g) (p q) ~(p q) h) (q p) (p q) i) (p q) ((p r) (q r)) A relação de equivalência nos permite verificar quando duas proposições (simples ou compostas) são equivalentes, ou seja, quando estas proposições têm sempre valor lógico igual. Definição: Dizemos que uma proposição P é logicamente equivalente a outra proposição Q quando P e Q têm as mesmas tabelas-verdade. Notação: P Q Relação de Equivalência Os símbolos e são distintos: o primeiro é o símbolo da operação lógica bicondicional e o segundo é o símbolo da relação que estabelece que a bicondicional P Q é uma tautologia. Dizer que P Q, significa dizer que P e Q têm tabela verdade idêntica ou que PQ é uma tautologia. Relação de Equivalência p q ~q ~p ~q ~p V V F F V V F V F F F V F V V F F V V V p q ~q ~p (pq) (~q~p) V V V F F V V V V V V V Exemplo: A proposição p q é equivalente à proposição ~q ~p ,pois possuem tabelas-verdade iguais além da proposição (pq) (~q ~p) ser uma tautologia. • Relação de Equivalência Condicional ⟺ 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑟𝑎𝑝𝑜𝑠𝑖𝑡𝑖𝑣𝑎 Equivalência Lógica Exemplo: Mostrar que (p q) ^ (q p) e (p q) são equivalentes. p q p q q p (p q) ^ (q p) p q V V V V V V V F F V F F F V V F F F F F V V V V Tabelas-verdade idênticas Logo, (p q) ^ (q p) (p q) Proposições associadas a uma condicional Definição: Dada a condicional p q, chamam- se PROPOSIÇÕES ASSOCIADAS a p q, as 3 seguintes proposições condicionais que contêm p e q: Proposição RECÍPROCA de p q: q p Proposição CONTRÁRIA de p q: ~p ~q Proposição CONTRAPOSITIVA de p q: ~q ~p Proposições associadas a uma condicional p q p q q p ~p ~q ~q ~p V V V V V V V F F V V F F V V F F V F F V V V V As tabelas-verdade dessas 4 proposições: Equivalentes A condicional e sua contrapositiva são equivalentes; nesta equivalência se baseia o método de demonstração por absurdo. Proposições equivalentes 2 8 /0 8 /2 0 1 5 P ro fª K ar in e P u ga s 14 a) Se P e Q são ambas tautológicas ou ambas contradições então P ⇔ Q . b) ∼ (p ∨q) ⇔ ∼ p∧ ∼ q c) ∼ (p ∧q) ⇔ ∼ p∨ ∼ q d) (p →q) ⇔ ~p ∨ q e) ∼ (p →q) ⇔ p∧ ∼ q f) ∼ (p ↔q) ⇔ (p∧ ∼ q)∨(q∧ ∼ p) Leis de De Morgan Redução do Número de Conectivos Diz-se que uma proposição está na forma Normal (FN) se, e somente se, quando muito contém os conectivos: ~, ^, ∨. Exemplos: ~p^~q ; ~(~p ∨ ~ q); (p^q) ∨ (~q ∨ r) Toda proposição pode ser transformada numa forma normal equivalente mediante as seguintes medidas: 1. Eliminar →, trocando p → q por ~ p q. 2. Eliminar ↔, trocando p ↔ q por (~ p q) (~ q p). 3. Mover ~ para dentro usando as leis de De Morgan e “ Dupla Negação”. 4. Aplicar a lei distributiva ( sobre ) e ( sobre ), ou seja: p (q r) ⇔(p q) (p r) e p (q r) ⇔ (p q) (p r) 2 8 /0 8 /2 0 1 5 P ro fª K ar in e P u ga s 15 Forma Normal Exemplo: Determinar a Forma Normal da proposição: P Q v ~R Solução: (P (Q v ~R)) ^ ((Q v ~R) P) (~P v (Q v ~R)) ^ (~(Q v ~R) v P) (~P v (Q v ~R)) ^ ((~Q ^ R) v P) (~P v (Q v ~R)) ^ ((P v ~Q) ^(P v R)) (~P v Q v ~R) ^(P v ~Q) ^(P v R) Simplifique as Proposições a) ~ (~p →~q) b) ~(p ∨q ) ∨ (~p ∧ q) c) ~(((p ∨q) ∧ ~q) ∨ (q ∧ r)) 2 8 /0 8 /2 0 1 5 P ro fª K ar in e P u ga s 17 a) p q q p b) p ( q r ) (p q) (p r) c) p (q r ) (p q) (p r) 1. Sejam p, q, e r proposições. Verifique se são verdadeiras as equivalências abaixo através da Tabela-Verdade: d) ~(p q) p ~q (promete e não ..) e) p q ~p q f) p q ~ q ~p (contrapositiva) 2 8 /0 8 /2 0 1 5 P ro fª K ar in e P u ga s 20 2. O rei ir à caça é condição necessária para o duque sair do castelo, e é condição suficiente para a duquesa ir ao jardim. Por outro lado, o conde encontrar a princesa é condição necessária e suficiente para o barãosorrir e é condição necessária para a duquesa ir ao jardim. O barão não sorriu. Logo: a) A duquesa foi ao jardim ou o conde encontrou a princesa. b) Se o duque não saiu do castelo, então o conde encontrou a princesa. c) O rei não foi à caça e o conde não encontrou a princesa. d) O rei foi à caça e a duquesa não foi ao jardim. e) O duque saiu do castelo e o rei não foi à caça. 2 8 /0 8 /2 0 1 5 P ro fª K ar in e P u ga s 21 3. Dizer que “André é artista ou Bernardo não é engenheiro” é logicamente equivalente a dizer que: a) André é artista se e somente se Bernardo não é engenheiro. b) Se André é artista, então Bernardo não é engenheiro. c) Se André não é artista, então Bernardo é engenheiro. d) Se Bernardo é engenheiro, então André é artista. e) André não é artista e Bernardo é engenheiro. 1) Qual a negação da proposição composta: "Eu estudo e aprendo"? 2) Qual a negação da proposição "O Brasil é um país ou a Bahia é um estado" ? 3) Qual a negação da proposição: "Se eu estudo então eu aprendo" ? 4. (ESAF-AFC-2002) Dizer que não é verdade que Pedro é pobre e Alberto é alto, é logicamente equivalente a dizer que é verdade que: a) Pedro não é pobre ou Alberto não é alto. b) Pedro não é pobre e Alberto não é alto. c) Pedro é pobre ou Alberto não é alto. d) se Pedro não é pobre, então Alberto é alto. e) se Pedro não é pobre, então Alberto não é alto. 5. Não é verdade que "se eu morrer então eu vou para o céu" então: A) eu vou morrer ou não vou para o céu. B) eu não vou morrer e vou para o céu. C) eu vou morrer ou eu vou para o céu. D) eu não vou morrer ou eu não vou para o céu. E) eu vou morrer e não vou para o céu. 6. Dizer que não é verdade que Celina é bonita ou Cristina não é loira, é logicamente equivalente a dizer que é verdade que: a) Celina não é bonita ou Cristina não é loira. b) Celina não é bonita ou Cristina é loira. c) Celina é bonita ou Cristina é loira. d) Celina não é bonita e Cristina não é loira. e) Celina não é bonita e Cristina é loira. 2 8 /0 8 /2 0 1 5 P ro fª K ar in e P u ga s 26 Referências Bibliográficas ALENCAR FILHO, Edgard. Iniciação à Lógica Matemática. São Paulo: Editora Nobel. IEZZI, Gelson et al. Fundamentos de Matemática Elementar, vol 1. São Paulo: Editora Atual. 2 8 /0 8 /2 0 1 5 P ro fª K ar in e P u ga s 27
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