Ein Repository für den Kurs Logik für Informatiker, SoSe 2021
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logik2021/protocol/woche3.md

6.4 KiB

Vorlesungswoche 3 (26. April – 2. Mai)

Agenda

  • Organisatorisches (max. 5 min)
    • Erinnerung über Abgabe: Matrikelnr., 1 PDF.
  • Serie 1, Seminaraufgaben
    • SA 1.1: 5 Min

      • Typen von Ausdrücken
    • SA 1.2: 10 Min

      • §3 Defn aus VL2 (rekursiver Aufbau)
      • Teilformeln
      • Kurzhand-Konventionen (‘abuse of notation’) ... aber für dieses Blatt noch nicht!!
      • Endlichkeit
      • Atome: inhaltsleer, aber Schnittstelle, um komplexe Zusammenhänge zu kodieren.
    • SA 1.3: 10 Min

      • Interpretation
        • Bedeutung??
        • Konzept: Interpretation vs. Strukturen („Modelle“)
        • Interpretation als Menge od. Fkt (Belegung)
        • Interpretation vs. eval (erzeugt)
      • funktionale Semantik als primäre Definition (VL2, Folie 43) ... Wahrheitstabelle nur als Rechenverfahren
      • Rechentricks in Wahrheitstabellen
        • ¬: kehre alle Werte um.
        • [Spalte 1] ∨ [Spalte 2]: alles 1, außer Zeilen wo beide Spalten 0
        • [Spalte 1] ∨ [Spalte 2]: alles 0, außer Zeilen wo beide Spalten 1
        • [Spalte 1] ⟶ [Spalte 2]: alles 1, außer Zeilen wo [Spalte 1]=1 und [Spalte 1]=2
        • [Spalte 1] ⟷ [Spalte 2]: 1, wo Spalte1 = Spalte 2, sonst 0
      • Lösung:
        | A₁ A₂ A₃ | ¬A₂  | A₃ ⟶ ¬A₂ | A₁ ∨ (A₃ ⟶ ¬A₂) | F   |
        | :------- | :--- | :--------- | :--------------- | :-- |
        | 0  0  0  |  1   |     1      |    1             |  0  |
        | 0  0  1  |  1   |     1      |    1             |  0  |
        | 0  1  0  |  0   |     1      |    1             |  0  |
        | 0  1  1  |  0   |    *0      |   *0             |  1  | <---
        | 1  0  0  |  1   |     1      |    1             |  0  |
        | 1  0  1  |  1   |     1      |    1             |  0  |
        | 1  1  0  |  0   |     1      |    1             |  0  |
        | 1  1  1  |  0   |    *0      |    1             |  0  |
        
        Beachte: In den Spalten mit * musste man nur diese Zeilen mit Fällen (1 ⟶ 0) bzw. (0 ∨ 0) aussuchen und auf 0 setzen, für alle anderen Zeilen wird auf 1 gesetzt.
    • [-] SA 1.4: 10 Min

      • Entscheidungsverfahren anhand Wahrheitstabellen, ob (vgl. §10 Defn)
        • F tautologisch ?
        • F erfüllbar, und I |= F ?
          • Frage: Heißt erfüllbar, dass es genau 1 Interp. gibt??
          • |= sem. Folgerungsbeziehung / sem. entailment (-> Modelle)
          • |- synt. Folgerungsbeziehung / synt. entailment (-> Kalkül)
        • F widerlegbar
        • F nicht erfüllbar
      • Am Rand: Algorithmus durch Wahrheitstabelle -> brute force.
      • Lösung:
        • F = (A₀ ⟶ A₂) ⟶ A₁
          | A₀ A₁ A₂ | A₀ ⟶ A₂ | F   |
          | :------- | :-------- | :-- |
          | 0  0  0  |     1     | *0  |
          | 0  0  1  |     1     | *0  |
          | 0  1  0  |     1     |  1  |
          | 0  1  1  |     1     |  1  |
          | 1  0  0  |    *0     |  1  |
          | 1  0  1  |     1     | *0  |
          | 1  1  0  |    *0     |  1  |
          | 1  1  1  |     1     |  1  |
          
          In Zeilen mit * suchen wir Fälle 1 ⟶ 0 und setzen auf 0; sonst auf 1.
          Da manche Zeile 0, mache 1: erfüllbar √; widerlegbar √ (sonst nichts).
        • F = (A₀ ∨ A₁) ∧ ¬(A₀ ∨ A₁)
          In jeder Zeile wird (blabla) auf 0 und ¬(blabla) auf 1 oder umgekehrt ausgewertet.
          Darum gilt in jeder Zeile (blabla) ∧ ¬(blabla) = 0.
          Da alle Zeile 0: widerlegbar √; nicht erfüllbar √ (sonst nichts).
        • F = A₁ ∨ (A₂ ∧ A₁)
          | A₁ A₂ | A₂ ∧ A₁ | F   |
          | :---- | :------ | :-- |
          | 0  0  |    0    | *0  |
          | 0  1  |    0    | *0  |
          | 1  0  |    0    |  1  |
          | 1  1  |   ^1    |  1  |
          
          In Zeilen mit ^ suchen wir Fälle 1 ∧ 1 und setzen auf 1; sonst auf 0.
          In Zeilen mit * suchen wir Fälle 0 ∨ 0 und setzen auf 0; sonst auf 1.
          Da manche Zeile 0, mache 1: erfüllbar √; widerlegbar √ (sonst nichts).
        • F = (A₀ ⟶ A₁) ⟶ (A₁ ⟶ A₀)
          | A₀ A₁ | A₀ ⟶ A₁ | A₁ ⟶ A₀ | F   |
          | :---- | :------- | :-------- | :-- |
          | 0  0  |    1     |     1     |  1  |
          | 0  1  |    1     |     0     |  0  |
          | 1  0  |    0     |     1     |  1  |
          | 1  1  |    1     |     1     |  1  |
          
          In Zeilen mit * suchen wir Fälle 1 ⟶ 0 und setzen auf 0; sonst auf 1.
          Da manche Zeile 0, mache 1: erfüllbar √; widerlegbar √ (sonst nichts).

      Insgesamt:

      | Formel                     | taut. | erf. | wid. | unerf. |
      | :------------------------- | :---- | :--- | :--- | :----- |
      | (A₀ ⟶ A₂) ⟶ A₁          |       |   √  |   √  |        |
      | (A₀ ∨ A₁) ∧ ¬(A₀ ∨ A₁ )    |       |      |   √  |   √    |
      | A₁ ∨ (A₂ ∧ A₁)             |       |   √  |   √  |        |
      | (A₀ ⟶ A₁) ⟶ (A₁ ⟶ A₀) |       |   √  |   √  |        |
      

      ‘Parity check’: Da [taut ⟹ (erf. und nicht wid.)] und [unerf ⟹ (wid. und nicht erf.)], sind nur

      x √ √ x
      √ √ x x
      x x √ √
      

      möglich. Wenn man etwas andere als diese 3 Fälle bekommt, hat man einen Fehler gemacht!

  • weitere Fragen nach Aufzeichnungsende.

Nächste Woche

  • gerne auch bei den Montag + Dienstag Übungen reinschauen, weil wir alle versch. Themen besprechen werden.
  • Mittwoch Thema:
    • entweder rekursive Schemata / strukturelle Induktion; oder
    • Bsp. wie man coole Probleme mithilfe auf Erfüllbarkeitsprobleme in der Aussagenlogik kodieren kann.

TODOs (Studierende)

  • Folie 3 durchlesen;
  • weiter am ÜB 1 arbeiten : )