Luentokalvot
Transcription
Luentokalvot
Modus Ponens Modus Ponens Ketjusääntö Jos A ja A → B ovat tosia, niin välttämättä myös B on tosi Päättelyketju Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä A nuoli B Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä Ketjusääntö Modus Ponensilla Esimerkki Muita päättelysääntöjä 2.6. Päättelyn apuneuvoja 1 / 15 Modus Ponens Modus Ponens Ketjusääntö Päättelyketju Päättelymerkintä Jos A ja A → B ovat tosia, niin välttämättä myös B on tosi (A ∧ (A → B)) → B on tautologia eli Tautologia päättelyssä A nuoli B (A ∧ (A → B)) ⇒ B. Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä Ketjusääntö Modus Ponensilla Esimerkki Muita päättelysääntöjä 2.6. Päättelyn apuneuvoja 1 / 15 Modus Ponens Modus Ponens Ketjusääntö Päättelyketju Päättelymerkintä Jos A ja A → B ovat tosia, niin välttämättä myös B on tosi (A ∧ (A → B)) → B on tautologia eli Tautologia päättelyssä A nuoli B (A ∧ (A → B)) ⇒ B. Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä Ketjusääntö Modus Ponensilla Päättelysääntö Modus ponens: "Jos A on tosi ja A → B on tosi, niin B on tosi" Esimerkki Muita päättelysääntöjä 2.6. Päättelyn apuneuvoja 1 / 15 Ketjusääntö Modus Ponens Ketjusääntö Tautologia ((A → B) ∧ (B → C)) → (A → C) antaa päättelysäännön: Päättelyketju Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä A nuoli B Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä Ketjusääntö Modus Ponensilla Esimerkki Muita päättelysääntöjä 2.6. Päättelyn apuneuvoja 2 / 15 Ketjusääntö Modus Ponens Ketjusääntö Tautologia ((A → B) ∧ (B → C)) → (A → C) antaa päättelysäännön: Päättelyketju Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä A nuoli B Ketjusääntö (=KS): “Jos A → B on tosi ja B → C on tosi, niin A → C on tosi.“ Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä Ketjusääntö Modus Ponensilla Esimerkki Muita päättelysääntöjä 2.6. Päättelyn apuneuvoja 2 / 15 Päättelyketju Modus Ponens Päättelyketju: Ketjusääntö Päättelyketju Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä A nuoli B Lähdetään annetuista oletuksista A1 , A2 , . . . , An . Päätellään uusia tosia lauseita käyttäen päättelysääntöjä. Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä Ketjusääntö Modus Ponensilla Esimerkki Lauseita joita voidaan olettaa tosiksi tulee näin koko ajan lisää. Jatketaan kunnes haluttu johtopäätös B on saatu osoitettua todeksi/epätodeksi. Muita päättelysääntöjä 2.6. Päättelyn apuneuvoja 3 / 15 Päättelymerkintä Modus Ponens Ketjusääntö Päättelyketju Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä A nuoli B {A1 , A2 . . . , An } B Olettamalla lauseet Ai tosiksi voidaan päätellä että lause B on tosi. Merkinnän {A} B sijasta merkitään A B . Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä Ketjusääntö Modus Ponensilla Esimerkki Muita päättelysääntöjä 2.6. Päättelyn apuneuvoja 4 / 15 Päättelymerkintä Modus Ponens Ketjusääntö Päättelyketju Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä A nuoli B {A1 , A2 . . . , An } B Olettamalla lauseet Ai tosiksi voidaan päätellä että lause B on tosi. Merkinnän {A} B sijasta merkitään A B . Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä Modus Ponens: {A, A → B} B Ketjusääntö Modus Ponensilla Esimerkki Muita päättelysääntöjä 2.6. Päättelyn apuneuvoja Ketjusääntö: ((A → B) ∧ (B → C)) A → C. 4 / 15 Päättelymerkintä Modus Ponens Ketjusääntö Päättelyketju Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä A nuoli B {A1 , A2 . . . , An } B Olettamalla lauseet Ai tosiksi voidaan päätellä että lause B on tosi. Merkinnän {A} B sijasta merkitään A B . Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä Modus Ponens: {A, A → B} B Ketjusääntö Modus Ponensilla Esimerkki Muita päättelysääntöjä Ketjusääntö: ((A → B) ∧ (B → C)) A → C. 2.6. Päättelyn apuneuvoja Esimerkki 2.12 Osoita, että {A → (B → C), (B → C) → B, A} B . Ratk. ... 4 / 15 Tautologia päättelyssä Modus Ponens Jos lause A on tautologia, niin Ketjusääntö Päättelyketju Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä A nuoli B Sijoitus se on aina tosi se on pääteltävissä mistä tahansa oletuksista. Merkitään: A. Modus Ponens ketjusäännöllä Ketjusääntö Modus Ponensilla Esimerkki Muita päättelysääntöjä 2.6. Päättelyn apuneuvoja 5 / 15 Tautologia päättelyssä Modus Ponens Jos lause A on tautologia, niin Ketjusääntö Päättelyketju Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä A nuoli B Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä Ketjusääntö Modus Ponensilla se on aina tosi se on pääteltävissä mistä tahansa oletuksista. Merkitään: A. Minkä tahansa päättelyketjun missä tahansa vaiheessa voi siis ottaa käyttöönsä tautologian. Esimerkki Muita päättelysääntöjä 2.6. Päättelyn apuneuvoja 5 / 15 Tautologia päättelyssä Modus Ponens Jos lause A on tautologia, niin Ketjusääntö Päättelyketju Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä A nuoli B Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä Ketjusääntö Modus Ponensilla se on aina tosi se on pääteltävissä mistä tahansa oletuksista. Merkitään: A. Minkä tahansa päättelyketjun missä tahansa vaiheessa voi siis ottaa käyttöönsä tautologian. Esimerkki Muita päättelysääntöjä 2.6. Päättelyn apuneuvoja Tautologian jokin alkeislause korvataan kaikkialla samalla lauseella. Tulos on edelleen tautologia. 5 / 15 Tautologia päättelyssä Modus Ponens Jos lause A on tautologia, niin Ketjusääntö Päättelyketju Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä A nuoli B Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä Ketjusääntö Modus Ponensilla se on aina tosi se on pääteltävissä mistä tahansa oletuksista. Merkitään: A. Minkä tahansa päättelyketjun missä tahansa vaiheessa voi siis ottaa käyttöönsä tautologian. Esimerkki Muita päättelysääntöjä 2.6. Päättelyn apuneuvoja Tautologian jokin alkeislause korvataan kaikkialla samalla lauseella. Tulos on edelleen tautologia. Esimerkki. Lause (A → B) ↔ (A′ ∨ B) on tautologia. [(C ∨ D)′ → B] ↔ [((C ∨ D)′ )′ ∨ B] on tautologia. 5 / 15 A nuoli B Modus Ponens Lause 2.1. Ketjusääntö AB Päättelyketju täsmälleen silloin kun A → B on tautologia. Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä A nuoli B Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä Ketjusääntö Modus Ponensilla Esimerkki Muita päättelysääntöjä 2.6. Päättelyn apuneuvoja 6 / 15 A nuoli B Modus Ponens Lause 2.1. Ketjusääntö AB Päättelyketju Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä täsmälleen silloin kun A → B on tautologia. Toisin: A nuoli B Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä Ketjusääntö Modus Ponensilla Esimerkki Muita päättelysääntöjä 2.6. Päättelyn apuneuvoja 6 / 15 A nuoli B Modus Ponens Lause 2.1. Ketjusääntö AB Päättelyketju Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä A nuoli B Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä täsmälleen silloin kun A → B on tautologia. täsmälleen silloin kun A → B. Toisin: AB Tod. ... Ketjusääntö Modus Ponensilla Esimerkki Muita päättelysääntöjä 2.6. Päättelyn apuneuvoja 6 / 15 A nuoli B Modus Ponens Lause 2.1. Ketjusääntö AB Päättelyketju Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä A nuoli B Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä täsmälleen silloin kun A → B on tautologia. täsmälleen silloin kun A → B. Toisin: AB Tod. ... Ketjusääntö Modus Ponensilla Esimerkki Muita päättelysääntöjä 2.6. Päättelyn apuneuvoja Seuraus. {A1 , A2 , . . . , An } B täsmälleen silloin kun (A1 ∧ A2 ∧ · · · ∧ An ) → B . Tod. ... 6 / 15 Sijoitus Modus Ponens Ketjusääntö Päättelyketju Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä Sijoitus: Lauseessa A1 esiintyy osana lause B . Lause A2 saadaan lauseesta A1 sijoittamalla lauseen B paikalle lause C (ei välttämättä joka paikkaan) A nuoli B Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä Ketjusääntö Modus Ponensilla Esimerkki Muita päättelysääntöjä 2.6. Päättelyn apuneuvoja 7 / 15 Sijoitus Modus Ponens Ketjusääntö Päättelyketju Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä A nuoli B Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä Sijoitus: Lauseessa A1 esiintyy osana lause B . Lause A2 saadaan lauseesta A1 sijoittamalla lauseen B paikalle lause C (ei välttämättä joka paikkaan) Silloin {A1 , B ↔ C} A2 . Ketjusääntö Modus Ponensilla Esimerkki Muita päättelysääntöjä 2.6. Päättelyn apuneuvoja 7 / 15 Sijoitus Modus Ponens Ketjusääntö Päättelyketju Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä A nuoli B Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä Sijoitus: Lauseessa A1 esiintyy osana lause B . Lause A2 saadaan lauseesta A1 sijoittamalla lauseen B paikalle lause C (ei välttämättä joka paikkaan) Silloin {A1 , B ↔ C} A2 . Ketjusääntö Modus Ponensilla Esimerkki Muita päättelysääntöjä Loogisesti yhtäpitäviä lauseita voidaan päättelyn aikana mielivaltaisesti korvata toisillaan. 2.6. Päättelyn apuneuvoja Erityisesti, jos lause B ↔ C on tautologia, niin silloin A1 A2 . Sijoituksen oikeellisuus seuraa silloin suoraan totuustaulujen perusteella, sillä jos B ↔ C on aina tosi, niin B :n ja C :n totuusarvot ovat aina samat. 7 / 15 Sijoitus Modus Ponens Ketjusääntö Päättelyketju Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä A nuoli B Sijoitus Sijoitus: Lauseessa A1 esiintyy osana lause B . Lause A2 saadaan lauseesta A1 sijoittamalla lauseen B paikalle lause C (ei välttämättä joka paikkaan) Silloin {A1 , B ↔ C} A2 . Modus Ponens ketjusäännöllä Ketjusääntö Modus Ponensilla Esimerkki Muita päättelysääntöjä Loogisesti yhtäpitäviä lauseita voidaan päättelyn aikana mielivaltaisesti korvata toisillaan. 2.6. Päättelyn apuneuvoja Erityisesti, jos lause B ↔ C on tautologia, niin silloin A1 A2 . Sijoituksen oikeellisuus seuraa silloin suoraan totuustaulujen perusteella, sillä jos B ↔ C on aina tosi, niin B :n ja C :n totuusarvot ovat aina samat. Esimerkki 2.13. Osoita, että {A, B → C, (A ∧ B) → (D ∨ C ′ ), B} D . Ratk. ... 7 / 15 Modus Ponens ketjusäännöllä Modus Ponens Luonnolliset päättelysäännöt: Modus Ponens ja Ketjusääntö Ketjusääntö Päättelyketju Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä Kumpikin riittää yksinäänkin. Modus Ponensin korvaaminen Ketjusäännöllä: A nuoli B Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä Ketjusääntö Modus Ponensilla Esimerkki Muita päättelysääntöjä {A, A → B} B voidaan muuntaa tautologioilla A ↔ [(A ∨ A′ ) → A] ja [(A ∨ A′ ) → B] ↔ B Ketjusääntöä käyttäväksi päättelyksi 2.6. Päättelyn apuneuvoja {(A ∨ A′ ) → A, A → B} (A ∨ A′ ) → B. 8 / 15 Ketjusääntö Modus Ponensilla Modus Ponens Ketjusääntö Modus Ponensilla: Ketjusääntö Päättelyketju Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä A nuoli B Ketjusääntö otetaan käyttöön tautologiana [(A → B) ∧ (B → C)] → (A → C). Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä Ketjusääntö Modus Ponensilla Tällöin päättely {A → B, B → C} A → C voidaan muuntaa Modus Ponens päättelyksi: Esimerkki Muita päättelysääntöjä {(A → B) ∧ (B → C), [(A → B) ∧ (B → C)] → (A → C)} A → C. 2.6. Päättelyn apuneuvoja 9 / 15 Esimerkki Modus Ponens Ketjusääntö Päättelyketju Esimerkki 2.14. Osoita, että {A → B, A′ → C, C → D} B ′ → D käyttäen päättelysääntönä Ketjusääntöä. Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä Ratk. ... A nuoli B Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä Ketjusääntö Modus Ponensilla Esimerkki Muita päättelysääntöjä 2.6. Päättelyn apuneuvoja 10 / 15 Muita päättelysääntöjä Modus Ponens Ketjusääntö Päättelyketju Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä A nuoli B Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä Ketjusääntö Modus Ponensilla Nimi Sääntö Vastaava tautologia Modus Tollens Konjunktio Yksinkertaistus Additio Disjunktiivinen syllogismi {P → Q, Q′ } P ′ {P, Q} P ∧ Q P ∧ Q P, Q P P ∨Q {P ∨ Q, P ′ } Q [(P → Q) ∧ Q′ ] → P ′ (P ∧ Q) → (P ∧ Q) [(P ∧ Q) → P ] ∧ [(P ∧ Q) → Q] P → (P ∨ Q) [(P ∨ Q) ∧ P ′ ] → Q Esimerkki Muita päättelysääntöjä 2.6. Päättelyn apuneuvoja 11 / 15 Muita päättelysääntöjä Modus Ponens Ketjusääntö Päättelyketju Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä A nuoli B Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä Ketjusääntö Modus Ponensilla Esimerkki Muita päättelysääntöjä 2.6. Päättelyn apuneuvoja Nimi Sääntö Vastaava tautologia Modus Tollens Konjunktio Yksinkertaistus Additio Disjunktiivinen syllogismi {P → Q, Q′ } P ′ {P, Q} P ∧ Q P ∧ Q P, Q P P ∨Q {P ∨ Q, P ′ } Q [(P → Q) ∧ Q′ ] → P ′ (P ∧ Q) → (P ∧ Q) [(P ∧ Q) → P ] ∧ [(P ∧ Q) → Q] P → (P ∨ Q) [(P ∨ Q) ∧ P ′ ] → Q Modus Tollens opitaan jo lapsena tyyliin: P : ”Tein jotain väärää.” Q: “ Minua rangaistaan. ” 11 / 15 Muita päättelysääntöjä Modus Ponens Ketjusääntö Päättelyketju Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä A nuoli B Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä Ketjusääntö Modus Ponensilla Esimerkki Muita päättelysääntöjä 2.6. Päättelyn apuneuvoja Nimi Sääntö Vastaava tautologia Modus Tollens Konjunktio Yksinkertaistus Additio Disjunktiivinen syllogismi {P → Q, Q′ } P ′ {P, Q} P ∧ Q P ∧ Q P, Q P P ∨Q {P ∨ Q, P ′ } Q [(P → Q) ∧ Q′ ] → P ′ (P ∧ Q) → (P ∧ Q) [(P ∧ Q) → P ] ∧ [(P ∧ Q) → Q] P → (P ∨ Q) [(P ∨ Q) ∧ P ′ ] → Q Modus Tollens opitaan jo lapsena tyyliin: P : ”Tein jotain väärää.” Q: “ Minua rangaistaan. ” P → Q: “Jos tein jotain väärää, niin minua rangaistaan” Q′ : “Minua ei rangaista” Tosi Tosi 11 / 15 Muita päättelysääntöjä Modus Ponens Ketjusääntö Päättelyketju Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä A nuoli B Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä Ketjusääntö Modus Ponensilla Esimerkki Muita päättelysääntöjä 2.6. Päättelyn apuneuvoja Nimi Sääntö Vastaava tautologia Modus Tollens Konjunktio Yksinkertaistus Additio Disjunktiivinen syllogismi {P → Q, Q′ } P ′ {P, Q} P ∧ Q P ∧ Q P, Q P P ∨Q {P ∨ Q, P ′ } Q [(P → Q) ∧ Q′ ] → P ′ (P ∧ Q) → (P ∧ Q) [(P ∧ Q) → P ] ∧ [(P ∧ Q) → Q] P → (P ∨ Q) [(P ∨ Q) ∧ P ′ ] → Q Modus Tollens opitaan jo lapsena tyyliin: P : ”Tein jotain väärää.” Q: “ Minua rangaistaan. ” P → Q: “Jos tein jotain väärää, niin minua rangaistaan” Q′ : “Minua ei rangaista” Tosi Tosi Siis P ′ :“En tehnyt mitään väärää” on tosi. 11 / 15 Modus Ponens Ketjusääntö Päättelyketju Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä A nuoli B Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä 2.6. Päättelyn apuneuvoja Ketjusääntö Modus Ponensilla Esimerkki Muita päättelysääntöjä 2.6. Päättelyn apuneuvoja Johdanto Oletukseksi siirto Epäsuoran todistuksen sääntö 12 / 15 Johdanto Modus Ponens Ketjusääntö Päättelyketju Usein päättelyn {A1 , A2 , . . . , An } B oikeeellisuuden sijasta mielenkiinnon kohteena on päättelyn tehokkuus ja nopeus. Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä A nuoli B Tekoälypohjaisset asiantuntijajärjestelmät: Päättelyn tehokkuus on ratkaiseva tekijä järjestelmän käytettävyydelle. Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä Ketjusääntö Modus Ponensilla Esimerkki Muita päättelysääntöjä 2.6. Päättelyn apuneuvoja Johdanto Oletukseksi siirto Epäsuoran todistuksen sääntö 13 / 15 Oletukseksi siirto Modus Ponens Ketjusääntö Päättelyketju Lause 2.2.{A1 , A2 , . . . , An } B → C täsmälleen silloin kun {A1 , A2 , . . . , An , B} C Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä Tod. ... A nuoli B Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä Ketjusääntö Modus Ponensilla Esimerkki Muita päättelysääntöjä 2.6. Päättelyn apuneuvoja Johdanto Oletukseksi siirto Epäsuoran todistuksen sääntö 14 / 15 Oletukseksi siirto Modus Ponens Ketjusääntö Päättelyketju Lause 2.2.{A1 , A2 , . . . , An } B → C täsmälleen silloin kun {A1 , A2 , . . . , An , B} C Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä Tod. ... A nuoli B Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä Ketjusääntö Modus Ponensilla Esimerkki Muita päättelysääntöjä Esimerkki 2.16. Osoita, että {A ∨ B, A ∨ C} A′ → (B ∧ C). Ratk. ... 2.6. Päättelyn apuneuvoja Johdanto Oletukseksi siirto Epäsuoran todistuksen sääntö 14 / 15 Epäsuoran todistuksen sääntö Modus Ponens Ketjusääntö Päättelyketju Todistetaan: "Jos oletuksista ja lauseista B ja C ′ voidaan päätellä looginen ristiriita (aina epätosi lause), niin oletuksista voidaan päätellä B → C ." Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä A nuoli B Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä Ketjusääntö Modus Ponensilla Esimerkki Muita päättelysääntöjä 2.6. Päättelyn apuneuvoja Johdanto Oletukseksi siirto Epäsuoran todistuksen sääntö 15 / 15 Epäsuoran todistuksen sääntö Modus Ponens Ketjusääntö Päättelyketju Todistetaan: "Jos oletuksista ja lauseista B ja C ′ voidaan päätellä looginen ristiriita (aina epätosi lause), niin oletuksista voidaan päätellä B → C ." Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä Tarvitaan seuraava tulos: A nuoli B Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä Ketjusääntö Modus Ponensilla Esimerkki Lause 2.3.{A1 , A2 , . . . , An } B → C jos ja vain jos {A1 , A2 , . . . , An , C ′ } B ′ . Tod. ... Muita päättelysääntöjä 2.6. Päättelyn apuneuvoja Johdanto Oletukseksi siirto Epäsuoran todistuksen sääntö 15 / 15 Epäsuoran todistuksen sääntö Modus Ponens Ketjusääntö Päättelyketju Todistetaan: "Jos oletuksista ja lauseista B ja C ′ voidaan päätellä looginen ristiriita (aina epätosi lause), niin oletuksista voidaan päätellä B → C ." Päättelymerkintä Tautologia päättelyssä Tarvitaan seuraava tulos: A nuoli B Sijoitus Modus Ponens ketjusäännöllä Ketjusääntö Modus Ponensilla Esimerkki Muita päättelysääntöjä Lause 2.3.{A1 , A2 , . . . , An } B → C jos ja vain jos {A1 , A2 , . . . , An , C ′ } B ′ . Tod. ... Seurauksena saadaan edellä kuvattu sääntö: 2.6. Päättelyn apuneuvoja Johdanto Oletukseksi siirto Epäsuoran todistuksen sääntö Lause 2.4. {A1 , A2 , . . . , An } B → C täsmälleen silloin kun {A1 , A2 , . . . , An , B, C ′ } 0, (0 on aina epätosi lause eli looginen ristiriita). Tod. ... 15 / 15