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Lógica Proposicional Rogério Melo Nepomuceno Introdução à Lógica Matemática Lógica e Computação Lógica Fornece as bases para o método de pensar organizado e cuidadoso que caracteriza qualquer atividade racional. Proposição Sentença ou frase, com sujeito e predicado bem definido, a qual podemos interpretar, sem ambiguidade, como sendo verdadeira ou falsa. Exemplos de Proposições: ▪ A: Dez é menor que 7. ▪ B: Brasil é um país localizado na América Latina. ▪ C: 5 + 2 = 6. ▪ D: Todos os gatos são pardos. Não são Proposições: ▪ Ela é muito inteligente. ▪ X + 2 = 5. ▪ Olá! ▪ Como está você? Representamos as proposições com letras maiúsculas do início do alfabeto. Valor Lógico Denominamos de valor lógico () ou interpretação (I) de uma proposição à sua avaliação, a qual resulta em um valor de verdade (V) ou falsidade (F). Exemplos - considerando as proposições: ▪ A: Dez é menor que 7. ▪ B: Brasil é um país localizado na América Latina. Então temos: ▪ I(A) = F ▪ I(B) = V Princípios Fundamentais ▪ Princípio da Não-Contradição: uma proposição não pode se simultaneamente verdadeira e falsa. ▪ Princípio do Terceiro Excluído: toda proposição ou é só verdadeira ou é só falsa, nunca ocorrendo um terceiro caso; ou seja, toda proposição só admite os valores lógicos V ou F. Conectivos Lógicos Denominamos de conectivos lógicos àqueles conectivos que nos permitem combinar proposições. São eles: ▪ Negação: não () ▪ Conjunção: e () ▪ Disjunção: ou () ▪ Condicional: se .. então (→) ▪ Bicondicional: se e somente se () A A B A B A → B A B Fórmulas Bem Formadas Denominamos de fórmula bem formada (fbf) a uma proposição composta obtida pela combinação de uma ou mais proposições. Para representarmos fbfs normalmente utilizamos letras no final de nosso alfabeto, como por exemplo P, Q, R e S, podendo cada letra possuir um índice, como, por exemplo, P1, P2, P3, S1, S2, etc. Fórmulas Bem Formadas Uma fórmula bem formada (fbf) pode ser obtida de acordo com as seguintes regras sintáticas: 1. Toda proposição A é uma fbf, denominada de fórmula atômica; 2. Se P e Q são fbf, então (P) (negação), (P Q) (conjunção), (P Q) (disjunção), (P→ Q) (implicação ou condicional) e (P Q) (bicondicional) também são fbf. Exemplos: sejam as proposições ▪ A: Dez é menor que 7, ▪ B: Brasil é um país localizado na América Latina, ▪ C: 5 + 2 = 6. As fórmulas a seguir são fbf: ▪ P: A ▪ Q: A B ▪ R: (A B) ▪ S: (A B)→ C ▪ P1: ((A → B) (B→ C)) → (A → C) ▪ P2: (A → B) (B →A) Precedência dos Conectivos A avaliação de uma fórmula deve ser feita respeitando-se a seguinte precedência para os conectivos: 1. Parênteses 2. Negação 3. Conjunção 4. Disjunção 5. Implicação 6. Bicondicional Exemplo: a fórmula A → B C B (A → C) deve ser interpretada como: ( ((A) )→ (B C) ) (B (A → C) ). Tradução de uma Fórmula Expressão em Português Conectivo Lógico Fórmula Não É falso que Não é verdade que Negação A E Mas Também Além disso Conjunção A B Ou Disjunção A B Se A, então B A implica B A, logo B A somente se B B, se A B, quando A B segue de A A é uma condição suficiente para B B é uma condição necessária para A Implicação A → B A se, e somente se, B A é condição necessária e suficiente para B Bicondicional A B Tradução de uma Fórmula Sentenças Fórmula ▪ O Brasil não fica na África. ▪ É falso que quatro mais dois é igual a 6. ▪ Não é verdade que hoje é Domingo. A ▪ Carlos gosta de futebol e Ana gosta de novela. ▪ Hoje esta calor, mas ontem choveu. ▪ Marcos foi ao teatro. Ele Também foi ao cinema. ▪ O Dólar é uma moeda forte. Além disso, em agosto ele atingiu o valor de R$ 5,42. ▪ Gosto de rapadura também, além de mel. A B ▪ Guilherme é inteligente ou dedicado. (ou inclusivo) ▪ Às 20:00 horas, Tânia irá ao cinema ou à sorveteria. (ou exclusivo) A B A B ▪ Se o dia está nublado, então está chovendo. ▪ Uma condição suficiente para a falha de uma rede elétrica é que a chave central desligue. ▪ Os abacates estão maduros quando estão escuros e macios. ▪ Ser um número par implica em ser divisível por dois. A → B ▪ Um número é primo se, e somente se, ele é divisível por um e por ele mesmo. ▪ Nevar é uma condição necessária e suficiente para fazer frio. A B Decomposição de uma Fórmula Toda fbf pode ser decomposta (d) em sub- fórmulas, respeitando-se as regras de sintaxe estabelecidas e a precedência dos conectivos lógicos, criando o que denominamos de árvore de decomposição. Decomposição de uma Fórmula Seja P uma fbf e c o seu conectivo principal: 1. Se c é um conectivo unário, então P = Q, e sua árvore de decomposição é dada por: Decomposição de uma Fórmula 2. Se c é um conectivo binário, então P pode ser do tipo (Q R), (Q R), (Q → R) ou (Q R), e, portanto, sua árvore de decomposição é dada por: Decomposição de uma Fórmula Seja a fbf: (A B) → C. A árvore de decomposição associada a esta fórmula é: Decomposição de uma Fórmula Seja a fbf: (A → B) [(B → C) (A → C)]. A árvore de decomposição associada a esta fórmula é: Valor Lógico de uma Fórmula P Q P P Q P Q P → Q P Q V V F V V V V V F F F V F F F V V F V V F F F V F F V V Sejam as fórmulas P e Q. A tabela verdade correspondente a avaliação dos conectivos lógicos é dada por: Tabela Verdade – Exemplos Sejam as seguintes proposições: A: O Brasil é pentacampeão; B: A Europa é um país de primeiro mundo; C: 4 – 2 = 3. Obter a interpretação das fórmulas abaixo. ▪ (A B) → C: ▪ (A→ B) (B → A): A B C A B (A B) → C V F F V F A B A → B B A B →A (A → B) (B →A) V F F V F F V Tabela Verdade – Exemplos Seja a fórmula (A B). Determine a sua tabela verdade. A B A A B (A B) 1ª V V F V F 2ª V F F F V 3ª F V V V F 4ª F F V V F Tabela Verdade – Exemplos Seja a fórmula (A B)→ C. Determine a sua tabela verdade. A B C A A B (A B) (A B) → C 1ª V V V F F V V 2ª V V F F F V F 3ª V F V F F V V 4ª V F F F F V F 5ª F V V V V F V 6ª F V F V V F V 7ª F F V V F V V 8ª F F F V F V F Tabela Verdade – Exemplos Seja a fórmula ((A→ B) (B→ C))→ (A→ C). Determine a sua tabela verdade. A B C A → B B → C A → C ((A → B) (B → C) ((A → B) (B → C)) → (A → C) V V V V V V V V V V F V F F F V V F V F V V F V V F F F V F F V F V V V V V V V F V F V F V F V F F V V V V V V F F F V V V V V Tabela Verdade – Exemplos Seja a fórmula (A B)(A B). Determine a sua tabela verdade. A B A B A B (A B) A B (A B) (A B) (A B) V V F F F V V F F V F F V V F F V F F V V F V F F V F F F V V V F F V F Exercícios 1. Quais das alternativas a seguir são proposições? a) Carlos é um calouro estudioso. b) Você está se sentindo bem? c) Parabéns, Ana! d) x2 + 2 > 10 e) Todos os veículos têm quatro rodas. f) Existem aves que não voam. Exercícios 2. Qual o valor lógico das proposições a seguir? a) Sócrates foi um importante filósofo. b) A lua é feita de queijo mineiro. c) Todos os aviões são a jato. d) Existem mamíferos aquáticos. Exercícios 3. Qual a negação das frases a seguir? a) Túlio gosta de estudar. b) Paris não é a capital da França. c) Está chovendo e fazendo sol. d) Ou faz frio ou faz calor. e) Todos os gatos são pardos. f) Existem cegos que usam óculos. g) Se eu ganhar na loteria eu comprarei uma fazenda. Exercícios 4. Traduza as frases a seguir para a notação da lógica: a) Maria gosta de sorvete, mas não gosta de goiabada. b) Beatriz não sabe cozinhar ou Joaquim é atleta e corajoso. c) Se fizer calor eu vou a praia. Entretanto, eu não vou pescar. d) 5 > 7, se 7 for par. e) Vou navegar se, e somente se, não estiver chovendo ou ventando forte. Exercícios 5. Traduza as fórmulas a seguir para o português, considerando as proposições: A: Mônica tem um pônei. B: Ana tem um treno. C: José tem uma bicicleta. a) A B b) (A B) → C c) A → (B C) Exercícios 6. Qual o valor lógico associado a cada umadas fórmulas a seguir? a) A B b) (A B) → C c) A → (B C)
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