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1 1 GABARITO - P1 O Cálculo Proposicional é a parte da Lógica Matemática que estuda a validade de argumentos apresentados em uma linguagem própria, a linguagem proposicional. Nessa linguagem é possível distinguir dois aspectos: o sintático e o semântico. O sintático estabelece símbolos, regras de formação e regras de dedução de validade. O aspecto semântico consiste na valoração das fórmulas com atribuição da propriedade de verdadeiro ou falso. O cálculo proposicional trabalha com tabelas-verdade tautologias e métodos dedutivos que visam estabelecer a validade de argumentos. Constitui-se um sistema formal no qual se pode operar com grande precisão e rigor algumas transformações e obter resultados bem definidos e de ampla aplicação em diversas áreas da Ciência. QUESTÃO 01 - (1,0 pt) O processo de formalização consiste em converter um conjunto de proposições interligadas em uma estrutura composta de letras proposicionais, conectivos lógicos e símbolos de pontuação. Os símbolos utilizados nessa operação são: • letras proposicionais: A, B,....P, Q, R etc, ou P1, P2,.... ou a, b, c,...ou p1, p2,p3...; • conectivos proposicionais: ~, ∧, ∨, →, ↔ • parênteses: ( ). Traduzir para a linguagem formal a seguinte sentença: Se a soma dos ângulos internos de um triângulo é igual a 360° e a soma de ângulos internos de um polígono convexo é definida por (𝑛 − 2).80, então a soma dos ângulos internos de um triângulo não é igual a 360°. Tradução: 𝑝: a soma dos ângulos internos de um triângulo é igual a 360° 𝑞: a soma de ângulos internos de um polígono convexo é definida por (𝑛 − 2).80 Simbolicamente: (𝑝 ∧ 𝑞) → ~𝑝 QUESTÃO 02 - (1,0 pt – 0,25pt cada item) Sejam as especificações de um sistema: 𝑣: o usuário digita uma senha válida. 𝑎: o acesso é concedido ao usuário. 𝑐: o usuário entrou em contato com o administrador da rede. Traduza para a linguagem corrente as seguintes proposições: a) 𝑣 ∧ ~𝑎 O usuário digita uma senha válida, mas o acesso foi negado. b) 𝑐 ∧ ~𝑣 o usuário entrou em contato com o administrador da rede, mas não digitou uma senha válida. c) (𝑐 ∨ 𝑣) → 𝑎 O acesso é concedido se que o usuário entrar em contato com o administrador da rede ou digitar uma senha válida. d) (~𝑣 ∨ ~𝑐) → ~𝑎 O acesso é negado se o usuário não tiver digitado uma senha válida ou não tiver contatado o administrador da rede. ANÁLISE E DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS Lógica – 1º sem/2019 – Prof. Márcio 2 1 QUESTÃO 03 - (1,0 pt) Na lógica proposicional, definem-se regras para determinar o valor- verdade (verdadeiro ou falso) de sentenças em relação a um modelo particular. Essas regras permitem representar raciocínios lógicos comuns das linguagens naturais. Nesse contexto, considere a sentença e as proposições lógicas a seguir. “Um veículo que é elétrico (𝐸) pode ser um robô (𝑅) se for autônomo (𝐴), caso contrário não é um robô (R)” 𝑃1 = (𝐸 ∧ 𝑅) ↔ 𝐴; 𝑃2 = 𝐸 → (𝑅 ↔ 𝐴); 𝑃3 = 𝐸 → ((𝐴 → 𝑅) ∨ ~𝑅) A sentença pode ser representada pela(s) expressão(ões) lógica(s) A. P2, apenas B. P3, apenas C. P1 e P2, apenas D. P1 e P3, apenas E. P1, P2 e P3 QUESTÃO 4 – (1,0 pt – 0,2 cada linha) Encontre o valor Verdadeiro ou Falso para as expressões lógicas. Considere os seguintes valores para os endereços de memória: A:= 0, B:= 2, C:= 3, D:= 1. A=D F cos(A)=D V A=C F A<B V (A=D) E (B < A) F (X<=Y) OU (X>Y) V B>A V (A<C) OU (A=B) V (X <>X) E (X=X) F A>C F (A=D)OU (A=C) OU (A=B) F (A+B)<(C+D) V (C < A) OU (C=A) F (D>B) E (X< A) F (A+B+C+D) > B×C F Atenção: É necessário acertar toda uma linha para receber os pontos da linha. Semântica: define o significado das sentenças O valor-verdade de uma proposição composta é obtido de forma única a partir dos valores- verdade atribuídos às proposições simples que a compõem. A atribuição de um valor-verdade para uma proposição simples depende do seu contexto e faz parte do estudo semântico. Para determinar o valor-verdade (V) ou (F) de uma proposição composta, usa-se um instrumento denominado tabela-verdade, na qual figuram todas as possíveis combinações dos valores verdade das proposições simples. E o valor verdade de uma proposição composta depende unicamente do valor lógico de suas proposições simples. Uma proposição composta contendo n proposições simples admite 2n interpretações distintas, e a tabela-verdade avalia cada interpretação possível. Em lógica proposicional podemos descrever as proposições como: Válida (tautológica): é verdadeira em toda interpretação. Satisfatível (contingente): é verdadeira em alguma interpretação Insatisfatível (contraditória): é verdadeira em nenhuma interpretação. 3 1 QUESTÃO 05 - (1,0 pt) Em uma seleção para uma vaga de programador, o setor de recursos humanos de uma empresa criou sentenças essenciais para a escolha do candidato, representadas pelas variáveis proposicionais 𝑝, 𝑞 e 𝑟: 𝑝: o candidato tem experiência com a linguagem Python; 𝑞: o candidato tem experiência com a linguagem Java; 𝑟: o candidato é pouco experiente como programador. A partir das três sentenças criadas, foi gerada uma proposição composta S para a avaliação dos candidatos 𝑆 = (𝑝 ∨ 𝑞) ∧ (𝑞 ∧ ~𝑟) Assinale a opção que representa corretamente a tabela-verdade do cálculo proposicional S. A. 𝑝 𝑞 𝑟 (𝑝 ∨ 𝑞) (𝑞 ∧ ~𝑟) 𝑆 V V V V V V V V F V V V V F V V F F V F F V V V F V V V V V F V F V F F F F V F F F F F F F V F B. 𝑝 𝑞 𝑟 (𝑝 ∨ 𝑞) (𝑞 ∧ ~𝑟) 𝑆 V V V V F V V V F V V V V F V V F V V F F V F V F V V V F V F V F V V V F F V F F F F F F F F F C. 𝑝 𝑞 𝑟 (𝑝 ∨ 𝑞) (𝑞 ∧ ~𝑟) 𝑆 V V V V V V V V F V F F V F V V F F V F F V F F F V V V V V F V F V F F F F V F F F F F F F F F D. 𝑝 𝑞 𝑟 (𝑝 ∨ 𝑞) (𝑞 ∧ ~𝑟) 𝑆 V V V V F F V V F V V V V F V V F F V F F V F F F V V V F F F V F V V V F F V F F F F F F F F F QUESTÃO 06 - (1,0 pt) A seguir, é apresentada a tabela-verdade para as proposições p, q e r diante da fórmula G, em que V representa uma proposição verdadeira e F uma proposição falsa. p q r G V V V V V V F F V F V F V F F F F V V V F V F V F F V V F F F V 4 1 Considerando as informações contidas na tabela acima e a ordem de precedência dos operadores lógicos, a fórmula G possui a mesma tabela verdade da proposição A. p ∨ ~q ∧ r B. p ∨ q ∧ ~r C. ~p ∨ q ∧ r D. ~p ∨ ~q ∧ r E. ~p ∨ q ∧ ~r QUESTÃO 7 - (1,0 pt) Seja a tabela verdade do operador ⟷: p q p ⟷ q V V V V F F F V F F F V Pergunta: O operador ⟷ segue a lei da associatividade com o operador ∧, isto é: (p ⟷ q) ∧ r ⟺ p ⟷ (q ∧ r) ? Espaço para construir a tabela p q r (p ⟷ q) ∧ r p ⟷ (q ∧ r) V V V V V V V F F F V F V F F V F F F F F V V F F F V F F V F F V V V F F F F V Como as duas colunas da direita não são idênticas, o operador ⟷ não segue a lei da associatividade com o operador ∧ QUESTÃO 08 - (1,0 pt – 0,5 pt cada item) As implicações e equivalências são demonstradas usando-se as tabelas-verdade. Essa abordagem é perfeitamente válida, porém, quando as sentenças lógicas tornam-se mais complexas, seu uso torna-se inviável. Nesta questão, as demonstrações devem ser realizadas por um método mais eficiente, denominado método dedutivo. ? NÃO SÃO IDÊNTICAS p q r G A B C D E V V V V V V V F F V V F F V V F F V V F V F V V F V F V F F F V V F F F F V V V F F V V V F V F V F V V V V F F V V V F V V V FF F V F F V V V 5 1 Demonstre, utilizando as equivalências notáveis, que as relações de implicação são válidas: a) Regra da simplificação: p q q Para provarmos uma relação de implicação temos que demonstrar que a condicional p q → q é tautológica, ou seja, que a condicional p q → q V . Desenvolvendo o lado esquerdo da equivalência, tem-se: Proposição Justificativa p q → q (aplicando-se a equiv. de reescrita da condicional) ~ ( p q ) q (aplicando-se a Lei de Morgan) ~p ~q q (aplicando-se lei complementar, ¬q q é uma tautologia) ~p V (pela lei da identidade ¬p V é um tautologia) V Portanto, está provado que p q q é uma tautologia b) Regra de Modus Ponens: (p → q) p q Deve-se demonstrar que a relação de implicação equivale a uma tautologia: (p → q) p → q V Proposição Justificativa (~p q) q → q Condicional (q ~p) (q q) → q Distributiva (q ~p) q → q Idempotente ~ ((q ~p) q) q Condicional (~ (q ~p) ~q ) q De Morgan ((~q p) ~q) q De Morgan (~q ~q) (~q p) q Distributiva ~q (~q p) q Idempotente (~q q) (~q p ) Associativa V (~q p ) Complementares V Identidade QUESTÃO 9 – (1,0 pt – 0,5 pt cada item) Utilizando equivalências notáveis, demonstre as seguintes tautologias a) (𝑝 → 𝑞) ∨ (𝑝 → 𝑟) ⟺ 𝑝 → (𝑞 ∨ 𝑟) Proposição Justificativa (𝑝 → 𝑞) ∨ (𝑝 → 𝑟) (~𝑝 ∨ 𝑞) ∨ (~𝑝 ∨ 𝑟) Condicional (𝑞 ∨ ~𝑝) ∨ (𝑟 ∨ ~𝑝) Comutativa 𝑞 ∨ (~𝑝 ∨ 𝑟) ∨ ~𝑝 Associativa 𝑞 ∨ (𝑟 ∨ ~𝑝) ∨ ~𝑝 Comutativa (𝑞 ∨ 𝑟) ∨ (~𝑝 ∨ ~𝑝) Associativa (𝑞 ∨ 𝑟) ∨ ~𝑝 Idempotência ~𝑝 ∨ (𝑞 ∨ 𝑟) Comutativa 𝑝 → (𝑞 ∨ 𝑟) Condicional b) (𝑝 ∧ 𝑞) ∨ ~𝑝 ⟺ ~𝑞 → ~𝑝 Proposição Justificativa (𝑝 ∧ 𝑞) ∨ ~𝑝 ~𝑝 ∨ (𝑝 ∧ 𝑞) Comutativa (~𝑝 ∨ 𝑝) ∧ (~𝑝 ∨ 𝑞) Distributiva 𝑉 ∧ (~𝑝 ∨ 𝑞) Identidade ~𝑝 ∨ 𝑞 Comutativa 𝑞 ∨ ~𝑝 Comutativa ~(~𝑞 ∧ 𝑝) De Morgan ~𝑞 → ~𝑝 Condicional Bastou mostrar a validade dos argumentos: 6 1 no item a: (𝑝 → 𝑞) ∨ (𝑝 → 𝑟) → 𝑝 → (𝑞 ∨ 𝑟) e (~𝑞 → ~𝑝) → (𝑝 ∧ 𝑞) ∨ ~𝑝 neste argumento foi utilizado o mesmo processo de baixo para cima pois foram utilizadas somentes equivalências lógicas. no item b: (𝑝 ∧ 𝑞) ∨ ~𝑝 → ~𝑞 → ~𝑝 e 𝑝 → (𝑞 ∨ 𝑟) → (𝑝 → 𝑞) ∨ (𝑝 → 𝑟) neste argumento foi utilizado o mesmo processo de baixo para cima pois foram utilizadas somentes equivalências lógicas. QUESTÃO 10 – (1,0 pt) Reescreva o teste abaixo reduzindo as condições através das relações de equivalência SE ~(idade > 21 sexo="F") ( ~(idade > 21) sexo="F") ENTÃO faça bloco de comandos A SENÃO faça bloco de comandos B Fazendo p: idade > 21 e q: sexo = "F": ~(p q) (~p q) (~p ~q) (~p q) (De Morgan) ~p (~q q) (Distributiva) ~p V (Complem.) ~p (Identidade) Se idade 21 faça bloco A Senão faça bloco B 7 1 Tabela de Equivalências Notáveis Equivalências Denominação p V ⇔ p p F ⇔ p Leis de Identidade p V ⇔V p F ⇔ F Leis de Dominância p p ⇔ V p p ⇔ F Lei Complementar p p ⇔ p p p ⇔ p Leis de Idempotência ( p) ⇔ p Lei da dupla negação p q ⇔ q p p q ⇔ q p Leis Comutativas (p q) r ⇔ p (q r) (p q) r ⇔ p (q r) Leis Associativas p (q r) ⇔ (p q) (p r) p (q r) ⇔ (p q) (p r) Leis Distributivas p (pq) ⇔ p p (pq) ⇔ p Lei da absorção p → q ⇔ p q Lei da Condicional (p → q) ⇔ p q Negação da Condicional p ↔ q ⇔ (p → q) (q → p) Lei da Bicondicional (p ↔ q) ⇔ (p ~ q) (q p) Negação da Bicondicional (p q) ⇔ p q (p q) ⇔ p q Leis de De Morgan
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