Upload
others
View
2
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Loeng 2
⹠Punktide jaotus: kodutööd 15, nÀdalatestid 5, kontrolltööd 20+20, eksam 40, lisapunktid
⹠Kontrolltööd sisaldavad ka testile vastamist
P2 - tulebP1 lahendus
TP~Q = { x | P(x)~Q(x) = t} =
= {x | P(x) ⧠Q(x) ⚠P(x) ⧠Q(x) = t} =
= {x | x â TP ⧠x â TQ âš x â Mn\TP ⧠x â Mn\TQ} =
= {x | x â TPâ©TQ âš x â Mn\ TPâȘTQ} =
= {x | x â (TPâ©TQ) âȘ (TPâȘTQ)â } =
= (TPâ©TQ) âȘ (TPâȘTQ)â =
= Mn\ (TpâTQ) =
= (TpâTQ)â
Kvantorite definitsioonid
Olgu đ đ„1, ⊠, đ„đ hulgal M defineeritud n-kohaline predikaat. Siis iga đ †đ puhul tĂ€histavad âđ„đđ đ„1, ⊠, đ„đ ja âđ„đđ đ„1, ⊠, đ„đ jĂ€rgmisi (n-1)-kohalisi predikaate:
âđ„đđ đ„1, ⊠, đ„đ
=
đĄ, kui đ„1, ⊠, đ„đâ1, đ„đ+1 , ⊠, đ„đ on sellised, et
iga đ„đđđ korral đ đ„1, ⊠, đ„đ = đĄđŁ vastasel juhul
âđ„đđ đ„1, ⊠, đ„đ
=
đĄ, kui đ„1, ⊠, đ„đâ1, đ„đ+1 , ⊠, đ„đ on sellised, et
leidub đ„đđđ,mille puhul đ đ„1, ⊠, đ„đ = đĄđŁ vastasel juhul
§3. Esimest jÀrku keeled
Esimest jĂ€rku keeled on lihtsaim keelte kategooria, milles saab juba ĂŒles kirjutada mĂ”nede matemaatikavaldkondade vĂ€iteid (aritmeetika (arvuteooria), algebralised sĂŒsteemid, vĂ€ited konkreetsete funktsioonide kohta).
Fikseerimata funktsioonide, alamhulkade, predikaatide jne kirjeldamiseks on aga vaja teist jĂ€rku objekte â funktsionaal- ja predikaatmuutujaid.
Signatuur
Esimest jĂ€rku keele signatuur on kolmik < đ¶, đč, đ >, kus đ¶ on konstantsĂŒmbolite hulk, đč on funktsionaalsĂŒmbolite hulk ja đ predikaatsĂŒmbolite hulk.
Signatuuris peab hulk đ olema mittetĂŒhi.
Signatuuride nÀiteid
Naturaalarvude aritmeetikat pannakse kirja signatuurides
< 0; âČ , +, â ; =>, < 0, 1;+, â ; =>, < 0, 1, 2, ⊠, 2016,⊠;+,â ; =>
-, :, vÔrratuse mÀrgid jms vÀljendatakse signatuuri kaudu
RĂŒhmateooriat saab kirja panna signatuuris
< đ; â ; => vĂ”i < đ; â, â1 ; =>
Vektorruumide teooriast saab vĂ€ikese osa kirja panna keeles, kus on muutujad vektorite jaoks, konstantsĂŒmbolid nullvektori ja ĂŒhikvektorite jaoks, funktsionaalsĂŒmbol liitmise jaoks. KĂ”igi aksioomide esitamiseks on vaja kahesordilist keelt, kus on kahte sorti muutujad (vektorid ja skalaarid), skalaaridel liitmistehe ja korrutamistehe, vektoritel liitmistehe.
I jÀrku keele tÀhestik
1. Indiviidmuutujad,
2. Signatuur < đ¶, đč, đ >,
3. LoogikasĂŒmbolid , &, , , ~, â, â
4. KirjavahemÀrgid ( ) ,
Term
Term on avaldis, mille vÀÀrtuseks on indiviidide piirkonna element. Defineeritakse antud signatuuri jaoks, induktsiooniga:
1. Iga indiviidmuutuja on đ term
2. Iga signatuuri đ konstantsĂŒmbol on đ term
3. Kui đ on signatuuri đ đ-kohaline funktsionaalsĂŒmbol ja đĄ1, ⊠, đĄđ on đ termid, siis đ(đĄ1, ⊠, đĄđ) on đ term.
âą Kui funktsionaalsĂŒmbolite hulk on tĂŒhi, siis on ainsateks termideks konstantsĂŒmbolid ja muutujad.
âą On vĂ”imalik, et signatuuris pole konstantsĂŒmboleid ega funktsionaalsĂŒmboleid.
Valem
âą Valem signatuuris defineeritakse induktsiooniga:
1. Kui đ on signatuuri đ đ-kohaline predikaatsĂŒmbol ja đĄ1, ⊠, đĄđ on termid, siis đ(đĄ1, ⊠, đĄđ) on đ valem.
2. Kui đŽ on đ valem, siis ÂŹđŽ on đ valem.
3. Kui đŽ ja đ” on đ valemid, siis (đŽ&đ”), (đŽđ”), (đŽđ”), (đŽ~đ”)
on đ valemid.
4. Kui đŽ on đ valem ja đ„ on indiviidmuutuja, siis âđ„đŽ ja âđ„đŽ on đ valemid.
⹠Definitsiooni esimese punkti jÀrgi saadud valemeid nimetatakse ka atomaarseteks ehk elementaarvalemiteks.
âą Signatuuri predikaatsĂŒmbolite hulk peab olema mittetĂŒhi, sest vastasel korral ei saaks moodustada ĂŒhtegi valemit ja ei saaks vĂ€ljendada vĂ€iteid
âą Kvantori vĂ”ib kirjutada ka siis, muutuja đ„ ei esine valemis đŽ vĂ”i kui đŽ tĂ”evÀÀrtus ei sĂ”ltu đ„-st
Tehete jÀrjekord
âą Tehteid teostatakse prioriteedi nĂ”rgenemise jĂ€rjekorras: {â, â, }, &, , , ~
ja mittevajalikke sulge jÀtame Àra.
Vabad ja seotud muutujad
Kvantoreid sisse tuues rĂ”hutasime, et valemite âđ„đđ đ„1, ⊠, đ„đ ja âđ„đđ đ„1, ⊠, đ„đ tĂ”evÀÀrtus sĂ”ltub muutujate đ„1, ⊠, đ„đâ1, đ„đ+1 , ⊠, đ„đ vÀÀrtustest, aga ei sĂ”ltu muutujast đ„đ .Selle kohta öeldakse ka, et kvantor seob muutuja đ„đ.Def. Muutuja đ„ esinemist (mis pole vahetult kvantori jĂ€rel) valemis đŽnimetatakse seotud esinemiseks, kui ta asub kvantori âđ„ vĂ”i âđ„mĂ”jupiirkonnas ja vabaks esinemiseks, kui ta pole ĂŒhegi đ„-lerakendatud kvantori mĂ”jupiirkonnas.Ătleme, et muutuja x on valemis A vaba/seotud, kui tal leidub vaba/seotud esinemine. Seega vĂ”ib muutuja olla valemis korraga nii vaba kui seotud. Valemis âđ„(âđŠđŽ(đ„, đŠ, đ§)& âđ§(đ”(đ„, đŠ, đ§)) on đ„ esinemised đŽ ja đ”argumentidena seotud. Muutuja đŠ esinemine đŽ argumendina on seotud, aga đ” argumendina vaba, đ§ puhul vastupidi.âą Valemi tĂ”evÀÀrtus sĂ”ltub ainult vabade muutujate vÀÀrtusest. âą Kinnine valem vĂ€ljendab lauset
âą Tavaliselt on matemaatikul uurimisel mingi struktuur ja signatuur valitakse nii, et ta sisaldaks tĂ€hiseid uuritavate objektide, funktsioonide ja predikaatide jaoks.Huvi pakkuvad vĂ€ited vĂ€ljendatakse signatuuri valemitena ja pĂŒĂŒtakse neid tĂ”estada.
âą On aga selge, et ĂŒhes ja samas keeles vĂ”ib saada rÀÀkida erinevatest struktuuridest. Ja sama valem vĂ”ib ĂŒhel struktuuril olla tĂ”ene, aga teisel vÀÀr. NĂ€iteks
âđ„âđŠ đ„ â đŠ = đŠ â đ„ ,âđ„âđŠâđ§(đ„ + đ§ = đŠ)
âą Selle kohta öeldakse, et valemile saab anda erinevaid interpretatsioone. Interpretatsioon peaks fikseerima muutujate muutumispiirkonna ja signatuuri sĂŒmbolite tĂ€hendused
âą MĂ”nedel sĂŒmbolitel on matemaatikas mĂ”nede pĂ”hihulkade puhul nn. standardsed interpretatsioonid
Interpretatsiooni definitsioon
Def. Interpretatsioon on paar đŒ = (đđŒ , đŒđŒ), kusđŽđ¶ on mittetĂŒhi hulk, mida nimetatakse pĂ”hihulgaks ehk interpretatsiooni kandjaks, jađ°đ¶ on interpreteeriv kujutus, mis teisendab
1) iga konstantsĂŒmboli đđđ¶ mingiks hulga đđŒ elemendiks đđŒ;2) iga đ-kohalise funktsionaalsĂŒmboli đđđč mingiks (kĂ”ikjal mÀÀratud)đ-kohaliseks funktsiooniks đđŒ: đđŒ âđđŒ;3) iga đ-kohalise predikaatsĂŒmboli mingiks đ-kohaliseks predikaadiks hulgal đđŒ.Sealjuures interpreteeritakse vĂ”rdusmĂ€rki alati vĂ”rduspredikaadiga.FunktsionaalsĂŒmboli interpretatsioon peab olema kĂ”ikjal defineeritud funktsioon.NB! Interpretatsioon seab keele sĂŒmbolitele vastavusse matemaatilised objektid (pĂ”hihulga elemendid, funktsioonid, predikaadid), sĂŒntaktilistele objektidele tĂ€henduse (semantika).
Valemi tÔevÀÀrtus
âą Interpretatsioon seab vastavusse:
- muutujateta termile hulga đ elemendi,
- muutujatega termile funktsiooni
- vabade muutujatega valemile predikaadi
- kinnisele valemile tÔevÀÀrtuse
⹠Me ei saa rÀÀkida lihtsalt tÔestest ja vÀÀradest valemitest. Valemi tÔevÀÀrtuse mÀÀravad interpretatsioon ja vabade muutujate vÀÀrtused
âą Mingi konkreetse matemaatilise distsipliiniga tegeldes on interpretatsioon tavaliselt fikseeritud. Algebras vaadeldakse ka erinevaid interpretatsioone
NĂ€ited
Olgu meile signatuur Ï = âš0, 1, 2,⊠, 2016,⊠;+,â ; =,< â©
Anname kolm erinevat interpretatsiooni:
1. đ = â, signatuuri sĂŒmboleid interpreteeritakse standardselt.
2. đ = â, signatuuri sĂŒmboleid interpreteeritakse standardselt.
3. đ ={0,1}, đđŒ = 0, kui đ on paarisarv,1, kui đ on paaritu arv,
liitmine toimub arvu 2 jÀÀgiklassiringis (1 + 1 = 0), teiste sĂŒmbolite interpretatsioonid on standardsed
Leiame valemite tÔevÀÀrtused erinevates interpretatsioonides:
Valem N R B
0=2
âx(x < x + 1)
âxây(x < y)
âxây(y < x)
âxây(x < y ââz(x < z & z < y))
âxâuâv(x + u = x + v âu = v)
âxâyâz(x + z = y)
âxâyâz(x · z = y)
âxây(ïżą(x = 0)ââz(x · z = y))
Predikaatide ja vÀidete vÀljendamine valemitega (1)
Tegelikult saame ka mĂ”isteâValem đŽ( đ„1, ⊠, đ„đ) vĂ€ljendab hulgal M defineeritud predikaatiđ đ„1, ⊠, đ„đ â defineerida kui vĂ€ljendamise antud interpretatsioonis, sest valemi tĂ”esuseks on vaja konkreetset interpretatsiooni.
Def. Valem đŽ( đ„1, ⊠, đ„đ) vĂ€ljendab interpretatsiooni pĂ”hihulgal đ defineeritud predikaati đ đ„1, ⊠, đ„đ , kui iga đ„1, ⊠, đ„đÏ”đkorral kehtib
đŽ đ„1, ⊠, đ„đ = đĄ â đ đ„1, ⊠, đ„đ = đĄ.
Predikaatide ja vÀidete vÀljendamine valemitega (2)
Olgu indiviidide piirkonnaks kÔigi inimeste hulk. Signatuur:
M(x) âx on meessoostâ,
N(x) âx on naissoostâ,
L(x,y) â x on y lapsâ,
VĂ€ljendada predikaadid:
1) u on v isa,
2) u on v vanaema,
3) u on v vend,
4) u on v poolvend,
5) u on v tÀdi