Tegenvoorbeeld. TI1300: Redeneren en Logica. De truc van Gauss. Carl Friedrich Gauss, 7 jaar oud (omstreeks 1785)

Vergelijkbare documenten
Mededelingen. TI1300: Redeneren en Logica. Waarheidstafels. Waarheidsfunctionele Connectieven

Opmerking. TI1300 Redeneren en Logica. Met voorbeelden kun je niks bewijzen. Directe en indirecte bewijzen

Wiskundige beweringen en hun bewijzen

Notatie van verzamelingen. Lidmaatschap. Opgave. Verzamelingen specificeren

Samenvatting. TI1306 Redeneren & Logica Review Guide 2014 Door: David Alderliesten. Disclaimer

TI1300: Redeneren en Logica, Practicum 1 Deadline: 17 september 2010, 10:45 uur

TI1300: Redeneren en Logica. TI1300 Redeneren en Logica College 1: Inleiding en Bewijstechnieken. Blackboard: enroll!

Logica Les 1 Definities en waarheidstabellen. (Deze les sluit aan bij les 1 van de syllabus Logica WD_online)

Tentamentips. Tomas Klos. 14 december 2010

Mededelingen. TI1300: Redeneren en Logica. Metavariabelen Logica, p Minder connectieven nodig

Tentamen TI1300 en IN1305-A (Redeneren en) Logica

Propositielogica. Evert De Nolf Delphine Draelants Kirsten Storms Evelien Weyn. 24 augustus Universiteit Antwerpen

TI1300: Redeneren en Logica, Practicum 2 Deadline: 1 oktober 2010, 10:45 uur

Tentamen IN1305-I Fundamentele Informatica 1, deel I: Logica

Propositielogica, waarheid en classificeren

Propositionele logica

Inleiding Wiskundige Logica

Formeel Denken. Herfst 2004

Bewijs door inductie

Formeel Denken 2014 Uitwerkingen Tentamen

Logica voor Informatica. Propositielogica. Syntax & Semantiek. Mehdi Dastani Intelligent Systems Utrecht University

Tentamen TI1300 en IN1305-A (Redeneren en) Logica

Verzamelingen. Hoofdstuk 5

Propositielogica. Leereenheid 4

PROPOSITIELOGICA. fundament voor wiskundig redeneren. Dr. Luc Gheysens

Discrete Structuren. Piter Dykstra Opleidingsinstituut Informatica en Cognitie 9 februari 2009 BEWIJZEN

Handout Natuurlijke Deductie

Formeel Denken 2013 Uitwerkingen Tentamen

Semantiek 1 college 4. Jan Koster

Semantiek 1 college 10. Jan Koster

Proposities. Hoofdstuk 2

Hoofdstuk 3. behandeld. In de paragrafen 3.1 en 3.2 worden de noties valuatie, model en

BEWIJZEN EN REDENEREN

Logica voor Informatici najaar 2000 Opgaven en Oplossingen Hoofdstuk 2

Boommethode. TI1300: Redeneren en Logica. Oefenen, wat anders? Aanvullende regels (Logica, tabel 11.1, p. 159) A (B C),A C = B

Logica voor Informatici najaar 2000 Opgaven en Oplossingen Hoofdstuk 3

De Resolutiemethode (Logica, hoofdstuk 15) Robinson (1965) TI1300 Redeneren en Logica

Caleidoscoop: Logica

1. TRADITIONELE LOGICA EN ARGUMENTATIELEER

LOGICA OP HET MENU DEEL 2. Dr. Luc Gheysens en Daniël Tant

Logica voor Informatica. Propositielogica. Normaalvormen en Semantische tableaux. Mehdi Dastani

Inhoud leereenheid 1. Inleiding. Introductie 13. Leerkern Wat is logica? Logica en informatica 13

Logica 1. Joost J. Joosten

Zomercursus Wiskunde. Katholieke Universiteit Leuven Groep Wetenschap & Technologie. September 2008

Propositielogica Het maken van een waarheidstabel

Recursie en inductie i

Tentamen TI1300 en IN1305-A (Redeneren en) Logica

Hoofdstuk 4. In dit hoofdstuk wordt een aantal uiteenlopende eigenschappen van de propositielogica

Logica 1. Joost J. Joosten

Inhoud casus blok 4. Analyse van een woordspel. Introductie 7

Logica 1. Joost J. Joosten

ARGUMENTEREN EN REDENEREN

Inleiding logica Inleveropgave 3

Formeel Denken. October 20, 2004

Logica 1. Joost J. Joosten

Predikaatlogica, modellen en programma s

Oefenopgaven Grondslagen van de Wiskunde A

Logic for Computer Science

RAF belangrijk te onthouden

Logica voor AI. Responsiecollege. Antje Rumberg. 12 december Kripke Semantiek. Geldigheid. De bereikbaarheidsrelatie

Logica 1. Joost J. Joosten

Formeel Denken. 15 juli 2014

Wie A zegt moet B zeggen

Logica als een oefening in Formeel Denken

Logica voor AI. Inleiding modale logica en Kripke semantiek. Antje Rumberg. 14 november 2012

Logica voor AI. Bewijstheorie en natuurlijke deductie. Antje Rumberg. 28 november Kripke Semantiek.

J.F.M. Tonino. juli 1999

Meer oefenen. TI1300: Redeneren en Logica. Vertalen. Meerdere wegen leiden naar Rome

Hoofdstuk 6. Natuurlijke Deductie volgens Fitch. In de vorige hoofdstukken is de propositielogica hoofdzakelijk vanuit een semantisch

Examen G0U13 Bewijzen en Redeneren Bachelor of Science Fysica en Wiskunde. vrijdag 3 februari 2012, 8:30 12:30

Andere grote namen van wiskundigen en/of filosofen: Plato, Socrates, Descartes (Cartesius), Spinoza, Kant, Russell, Hilbert, Tarski en Brouwer

Logic for Computer Science

Inleiding Wiskundige Logica

Nieuwe redeneringen. TI1300: Redeneren en Logica. Waar gaan deze uitdrukkingen over? Een nieuwe taal

LOGICA OP HET MENU DEEL 1. Dr. Luc Gheysens en Daniël Tant

Logica voor Informatica

Hoofdstuk 2. De propositielogica houdt zich bezig met de analyse van proposities of beweringen,

Logica 1. Joost J. Joosten

Logica. Oefeningen op hoofdstuk Propositielogica

Beschrijven en Bewijzen

Enkele valkuilen om te vermijden

Getaltheorie I. c = c 1 = 1 c (1)

Modelleren en Programmeren voor KI

Logica Wiskunde D-online

Automaten. Informatica, UvA. Yde Venema

rh265e 0 true. In onze schrijfwijze wordt dat dus: (de bewering) [ P ] is even waar als (de bewering) P = true.

4 Beschouw de volgende formuleverzameling S: {"x "y ((Rxy Æ "z (Rxz Æ y = z)), "x "y (Ryx Æ "z (Rzx Æ y = z)),

Zomercursus Wiskunde. Module 15 Logica, verzamelingenleer, functies en bewijstechnieken (versie 29 april 2011)

Algemene inleiding logica

Predicaten. Hoofdstuk 4

Discrete Structuren. Piter Dykstra Opleidingsinstituut Informatica en Cognitie

Elfde college complexiteit. 23 april NP-volledigheid III

Relaties en Structuren

Gödels Onvolledigheidsstellingen

Uitgebreide uitwerking Tentamen Complexiteit, mei 2007

Logica voor Informatica. Propositielogica. Bewijssystemen voor propositielogica. Mehdi Dastani

Dossier 2 LOGICA. Dr. Luc Gheysens. fundament voor wiskundig redeneren

Wiskunde logica Werkcollege 6

Cursustekst Logica. Ontworpen door Milbou Lotte.

Johan van Benthem Hans van Ditmarsch Jan van Eijck. Logica in actie

Transcriptie:

Tegenvoorbeeld TI1300: Redeneren en Logica College 3: Bewijstechnieken & Propositielogica Tomas Klos Definitie (Tegenvoorbeeld) Een situatie waarin alle premissen waar zijn, maar de conclusie niet Algoritmiek Groep 1 Carl Friedrich Gauss, 7 jaar oud (omstreeks 1785) De truc van Gauss Opdracht: Tel de getallen 1 t/m 100 bij elkaar op 1 + + + 100 100 + 99 + + 1 101 + 101 + + 101 Het antwoord is dus 100 101 = 10100 = 5050 http://wwwamericanscientistorg/issues/pub/ gausss-day-of-reckoning/ 3 4

Beroemde stelling met Inductiebewijs Bewijzen met Inductie Voor het bewijzen van eigenschappen van natuurlijke getallen n als: Is dit voor alle getallen n 1 zo? n n i=1 i n(n+1) 1 1 1(1+1)/ = 1 1+ = 3 (+1)/ = 3 3 1++3 = 6 3(3+1)/ = 6 Voor alle natuurlijke getallen n 1 geldt n i=1 i = n(n+1) gebruiken we: Het principe van volledige (mathematische) inductie Als we kunnen bewijzen dat (basis stap) de stelling waar is voor n = b, en (inductieve stap) voor alle n b geldt dat als de stelling waar is voor n, dan de stelling ook waar is voor n+1, dan is de stelling waar voor alle n b 5 6 Dominostenen omgooien Is deze redenering geldig? Een inductiebewijs wordt vaak vergeleken met het omgooien van dominostenen: elke steen is een natuurlijk getal een steen die valt heeft de gevraagde eigenschap de basisstap is het omgooien van de eerste steen de inductieve stap zegt dat als een steen valt, de volgende ook valt, dit moet gelden voor alle stenen Als je dus die laatste twee stappen bewijst, vallen alle stenen (Naar analogie hebben alle natuurlijke getallen de eigenschap) Definitie (Predicaat, Eigenschap) P(b) is waar desda object b eigenschap P heeft premisse als P(b) en voor alle n b geldt: als P(n) dan P(n+1) dan geldt P(n) voor alle n b premisse voor getal n = b geldt P(n) premisse voor alle n b geldt: als P(n) dan P(n+1) conclusie voor alle n b geldt P(n) Met de eerste premisse erbij wel: het inductie-principe 7 8

Gauss had gelijk: voor alle n 1 geldt n i=1 i = n(n+1) Oefening Bewijs (met inductie) Basis (n = 1): P(n) is waar voor n = 1, want dan geldt: n i=1 i = 1 i=1 i = 1 = = 1(1+1) = n(n+1) Inductie stap: Voor alle n 1, als P(n), dan P(n+1) Neem een willekeurig geheel getal k 1 Stel: P(k) is waar (inductie hypothese), dus k i=1 i = k(k+1) Te bewijzen: P(k +1): k+1 i=1 i = (k+1)(k+) k+1 k k(k +1) i = i +(k +1) = IH +(k +1) i=1 = i=1 k(k +1) + (k +1) = (k +)(k +1) Volgens het inductie principe geldt P(n) voor alle n N QED 9 Voor elk natuurlijk getal n 0 geldt dat de som van de eerste n even getallen gelijk is aan n(n+1) Opdracht: 1 schrijf deze som in wiskundige notatie bewijs de stelling met inductie 10 Inductie: oefening Meer oefenen Voor elk natuurlijk getal n 0 geldt dat n i=0i = n(n+1) Bewijs (met inductie) Basis (n = 0): P(n) is waar voor n = 0, want n i=0 i = 0 i=0i = 0 = 0 = 0(0+1) = n(n+1) Inductie: Te bewijzen: als P(k), dan P(k + 1) Stel: P(k), dus k i=0i = k(k +1), te bewijzen k+1 i=0 i = (k +1)(k +1+1) k+1 i=0 i = k i=0i +(k +1) k +1 afsplitsen = k(k +1)+(k +1) volgens de IH = (k +1)(k +) Volgens het principe van inductie geldt P(n) nu voor n 0 QED 11 Voor elk natuurlijk getal n 1, n i=1 i3 = 1 4 n (n+1) Voor elk natuurlijk getal n 5, n > n Voor elk natuurlijk getal n, n i=0 i = n+1 1 Voor elk natuurlijk getal n, 3 (n 3 n) Voor elk natuurlijk getal n 1, n i=1 (i 1) = n Voor elk natuurlijk getal n 1 geldt n i=1 i = n(n+1)(n+1)/6 1

en verder Combinaties van Bewijstechnieken: voorbeeld invulling hangt af van inhoud en premissen Definitie a 0 = 1 a 1 = a n = (a n 1 ) /a n voor alle n Voor alle n 0 geldt a n = n : Als p, dan q Bewijs (van een implicatie): Stel: p Te bewijzen: q Bewijs (met gevalsonderscheid): r (bijv x is even ) is waar, of r is niet waar te bewijzen: als r, dan q Bewijs (van een implicatie): Stel: r Te bewijzen: q Bewijs (uit het ongerijmde): Aanname: niet q, te bewijzen: als niet r, dan q Bewijs (van de contrapositie): Stel: niet q Te bewijzen: niet niet r (dus r) Bewijs (uit het ongerijmde): 13 14 Practicum 1 Je moet nu opgaven 1 (helemaal) en a en b kunnen maken Denk aan het vragenuur dinsdag Propositielogica 15 16

Propositielogica Proposities Een geldige redenering? premisse Als het regent, dan wordt de straat nat premisse Het regent conclusie Derhalve wordt de straat nat Is deze redenering geldig? Waarom? Geldigheid van een redenering (informeel) Een redenering is logisch geldig als in alle situaties waarin alle premissen waar zijn, ook de conclusie waar is Propositielogica houdt zich bezig met redeneringen (gevolgtrekkingen) over proposities Een redenering is een rijtje premissen gevolgd door een conclusie Premissen en conclusie zijn beweringen (proposities): die kunnen alleen waar (1) of onwaar (0) zijn, bijvoorbeeld: p = het regent q = de straat wordt nat r = als het regent, dan wordt de straat nat = als p, dan q s = het regent en de straat wordt nat = p en q t = het regent niet, of de straat wordt nat = niet p, of q en niet: is dit een propositie? geef een voorbeeld van een propositie 17 18 Connectieven Waarheidsfunctionele Connectieven Een propositie is enkelvoudig of samengesteld opgebouwd uit proposities en voegwoorden We gebruiken de volgende 5 voegwoorden of connectieven: 1 en of 3 als, dan 4, dan en slechts dan als 5 niet dus vier -plaatsige en één 1-plaatsig connectief Nota Bene: of is inclusief in de propositielogica TI1300 is onvoldoende als cijfer tentamen < 6 of letter practicum = O Definitie (Waarheidsfunctionele Connectieven) Connectieven waarbij de waarheid van de (door het connectief) samengestelde propositie uitsluitend afhangt van de waarheid van de samenstellende proposities, en niet van een verband tussen die proposities Connectief Symbool Interpretatie p q Conjunctie p q p en q conjunct conjunct Disjunctie p q p of q disjunct disjunct Implicatie p q als p, dan q antecedent consequent Equivalentie p q p desda q Negatie p niet p 19 0

Connectieven in Natuurlijke vs Formele Taal Het Hoofdconnectief Frans is logicus, maar hij heeft gevoel voor humor Hier is geen logisch equivalent voor Als Delft in Zuid-Holland ligt, dan is 7 een priemgetal In natuurlijke taal, hangt de waarheid hiervan ook af van het verband tussen p en q, niet alleen van de waarheid van p en q Sarah is getrouwd en (Sarah) heeft een baby gekregen Sarah heeft een baby gekregen en (Sarah) is getrouwd Deze zinnen zijn logisch identiek ( en heeft geen tijdsaspect) Het connectief of wordt inclusief gebruikt, dus het regent of de zon schijnt is (logisch) ook waar als het regent en de zon schijnt Elke samengestelde propositie heeft een hoofdconnectief: ik gebruik linux of ik gebruik windows, en mijn pc crasht (l w) c ik gebruik linux, of ik gebruik windows en mijn pc crasht l (w c) dus gebruik haakjes om ambiguïteit te vermijden, regels: wel om (p q), (p q), (p q), (p q) niet om p conventie: niet om de complete samengestelde propositie 1 Vertalen naar propositielogica Oefening: Vertalen van propositielogica Voorbeelden: Mijn programma is correct of het termineert niet c = mijn programma is correct t = mijn programma termineert vertaling: c t of: t c of: c t of: (t c) Mijn pc heeft geen problemen als ik geen Windows gebruik p = mijn pc heeft problemen w = ik gebruik Windows vertaling: w p of: p w of: p w f = ik fiets, r = het regent, t = ik blijf thuis wat betekenen deze formules en wat is het hoofdconnectief? 1 r ( f t) (r (f t)) Vertaling ( minuten): 1 als het regent, dan fiets ik niet en blijf ik thuis het is niet zo dat het regent en ik fiets of niet thuis blijf oftewel: als het regent, dan fiets ik niet en blijf ik thuis Equivalenties Beschrijven en Bewijzen, stelling 9, pagina 31 3 4