Institut für Theoretische Informatik ITI Dr. Jürgen Koslowski Einführung in die Logik Aufgabenblatt 2, 2016-04-25 Übungsaufgabe 11 Der Begriff der inhärenten Länge funktionieren natürlich auch mit den abgeleiteten Junktoren ⇒, ⇔, ⊕ und ↑ (“nand”, “nicht beide”). Im folgenden interessiert uns davon aber nur ⇒. Finden Sie eine inhärent kürzeste Formel, die zu der gegebenen Formel äquivalent ist. Beweisen Sie die Äquivalenz und die Minimalität der Länge. (a) X ⇒ X ∧ Y (b) (Y ⇒ X) ∨ X (c) ((X ⇒ Y ) ⇒ (Y ⇒ Z)) ⇒ (X ⇒ Z) Lösungsvorschlag: Hinsichtlich der inhärenten Länge stellen wir fest, dass die kürzeste mögliche Formel mit n atomaren Aussagen n − 1 binäre Junktoren enthält. (a) Die Definition von ⇒, die Distributivität von ∨ über ∧ und die Komlementarität von X und ¬X liefern X ⇒ X ∧ Y ≡ ¬X ∨ (X ∧ Y ) ≡ > ∧ (¬X ∨ Y ) ≡ Y ∨ ¬X ≡ X ⇒ Y (b) Unter Verwendung der Definition von ⇒ und der Assoziativität von ∨ ergibt sich (Y ⇒ X) ∨ X ≡ (X ∨ ¬Y ) ∨ X ≡ X ∨ ¬Y ≡ Y ⇒ X (c) Aus der Definition von ⇒, deer Distributivität von v über ∧, der Absorbtionseigenschaft von >, der Idempotenz von ∧ und der Kommutativität von ∨ ergibt sich ((X ⇒ Y ) ⇒ (Y ⇒ Z)) ⇒ (X ⇒ Z) ≡ (Z ∨ ¬X) ∨ (¬Z ∧ Y ∧ (Y ∨ ¬X)) ≡ (Z ∨ ¬X ∨ ¬Z) ∧ (Z ∨ ¬X ∨ Y ) ∧ (Z ∨ ¬X ∨ Y ) ≡ > ∧ (Z ∨ ¬X ∨ Y ) ≡ Z ∨ ¬X ∨ Y ≡X ⇒Y ∨Z Aufgabe 12 [8 PUNKTE] (a) [4 Punkte] Beweisen Sie die folgenden Aquivalenzen (die so genannten Absorbtionsregeln): A ∧ (A ∨ B) ≡ A und A ∨ (A ∧ B) ≡ A (b) [4 Punkte] Zeigen Sie, dass die Formel (A∨B ∨C)∧(B ∨D)∧¬B ∧(A ⇒ B)∧((C ∧D) ⇒ B) nicht erfüllbar ist. Aufgabe 13 [8 PUNKTE] Wie in Bemerkung 3.2.6 gesehen, gibt es 16 mögliche Wahrheitstabellen mit genau zwei Atomen. Welche davon können als Wahrheitstabellen von Formeln in {¬, ∧, ∨} mit genau zwei Variablen auftreten? Geben Sie jeweils eine solche Formel an. Aufgabe 14 [8 PUNKTE] Bestimmen Sie mit Begründung alle adäquaten Teilmengen von {¬, ∧, ⇒, ⇔}. Die folgende Aufgabe basiert der Vorlesung am Mittwoch, 2016-04-27. Aufgabe 15 [14 PUNKTE] Bestimmen Sie jeweils zunächst eine Negation-Normalform (NNF). Verwenden Sie dann Ihre NNF, um eine konjunktive Normalform (KNF) zu bestimmen: (a) [5 PUNKTE] (P ⇒ Q) ⇒ ((Q ⇒ R) ⇒ (P ⇒ R)) (b) [3 PUNKTE] ¬(P ∧ Q) ⇒ ¬(P ⇒ Q) (c) [5 PUNKTE] (P ⇒ Q) ∧ (R ∨ P ) ⇒ (R ∨ Q) (d) [7 PUNKTE] ((P ⇒ Q) ⇒ R) ∧ (R ⇒ (P ⇒ Q)) Abgabe bis Montag, 2016-05-02, im Kasten neben IZ 343