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LÓGICA COMPUTACIONAL Marcos de Meira Góis 2LÓGICA COMPUTACIONAL ÍNDICE CENTRO UNIVERSITÁRIO UNIFTEC Calle Gustavo Ramos Sehbe n.º 107. Caxias do Sul/ RS RECTOR Claudino José Meneguzzi Júnior VICERRECTORA ACADÉMICA Débora Frizzo VICERRECTOR ADMINISTRATIVO Altair Ruzzarin DIRECTORA DE EDUCACIÓN A DISTANCIA (NEAD) Lígia Futterleib DESARROLLADO POR EL NÚCLEO DE EDUCACIÓN A DISTANCIA (NEAD) Diseñadora Educativa Sabrina Maciel Diagramación, Ilustración y Alteración de Imagen Igor Zattera Traductora Paula Verónica L. S. Feiten, Renata Meneghel Introducción 3 SENTENCIAS 6 Tipos de sentencias 7 Sentencias Abiertas 8 Sentencias Cerradas 8 PRINCIPIOS LÓGICOS 10 ARGUMENTO LÓGICO 13 Estructura de una argumentación 14 Inferencia lógica 15 Otros conceptos 17 CÁLCULO PROPOSICIONAL 20 Proposiciones sencillas 21 Proposiciones compuestas 21 Conectivos 22 Tabla Verdad 25 TAUTOLOGÍA, CONTRADICCIÓN CONTINGENCIA Y EQUIVALENCIA 29 Tautología 30 Contradicción 30 Contingencia 30 Equivalencia 32 TEORÍA DE LOS CONJUNTOS 37 Introducción elementar 38 Diagrama de Venn 38 Tipos de Conjunto: 38 Operaciones en conjuntos 40 3LÓGICA COMPUTACIONAL Introducción La lógica es la ciencia de las leyes ideales del pensamiento y el arte de aplicarlas a la investigación y a la demostración de la verdad. En la historia, la lógica tuvo su inicio con los trabajos del filósofo griego ARISTÓTELES (384 – 322 a.C.). Aristóteles creó la ciencia de la lógica, cuya esencia era la teoría del silogismo (cierta forma de argumento válido). Sus escritos fueron reunidos en la obra denominada Órganon o Instrumento de la Ciencia. • La palabra lógica deriva del griego (logos), que significa: palabra, pensamiento, idea, argumento, relato, razón lógica o principio lógico. • La lógica es presentada como una técnica eficiente para: • La organización de conocimientos en cualquier área; • Raciocinar correctamente sin esfuerzo consciente; • Interpretar y analizar informaciones rápidamente; • Aumentar la competencia lingüística (oral y escrita); • Adquirir destreza con el raciocinio cuantitativo; y • Detectar patrones en estructuras (premisas, presuposiciones, escenarios, etc.). 4LÓGICA COMPUTACIONAL Pensamiento lógico: Usted es prisionero de una tribu indígena que conoce todos los secretos del Universo y, por lo tanto, saben de todo. Usted está para recibir su sentencia de muerte. El cacique lo desafía: “Haga una afirmación cualquiera. Si es mentira lo que usted dice, morirá en la hoguera, si dice una verdad será ahogado. Si no podemos definir su afirmación como verdad o mentira, lo libertaremos. ¿Qué diría usted? " RESPUESTA: Afirme que usted morirá en la hoguera. Lógicamente: Si usted, realmente, se muere en la hoguera, esto es una verdad, entonces debería morir ahogado, pero, si usted es ahogado la afirmación sería una mentira, y usted tendría que morir en la hoguera. Conclusión: Aunque ellos pudieran prever el futuro, caerían en este impasse y usted sería libertado. 5LÓGICA COMPUTACIONAL Entonces, ahora que entendemos el origen, dónde utilizamos la lógica... La lógica es un proceso inherente- mente humano, tan básico que, al nacer, todos venimos “equipados” con esa capa- cidad. Todos tenemos una idea intuitiva e innata de lo que es un proceso deduci- ble correcto y lo que es un "disparatado" mental. La lógica, entonces, y cualquier proceso racional capaz de sacar conclu- siones a partir de hipótesis, premisas y deducciones. La lógica es una rama del conoci- miento y forma parte de las matemáticas, pero está presente en inúmeros campos. Las ramas de las matemáticas y de la físi- ca son grandes “clientes” de la lógica. La filosofía es, tanto un "cliente "como un "productor" importante también. El lenguaje lógico es un lenguaje artificial, por contraste con las lenguas naturales (como portugués o inglés, am- biguas y difíciles de representar). Él, tam- bién, es un lenguaje (formal, o simbólico), que usa símbolos propios, con sintaxis y semántica claras, distinguidas y riguro- samente definidas. El lenguaje lógico es universal, preciso y dedicado al objetivo. Él está equipado con reglas para decidir la validez de una afirmación (escrita en el lenguaje en causa), eventualmente a partir de otras afirmaciones válidas. 6LÓGICA COMPUTACIONAL SENTENCIAS Una sentencia es una afirmación o proposición que es verdadera (V) o falsa (F), pero jamás ambas. Usted conocerá los tipos de sentencias y cómo ellas nos ayudan en el entendimiento de las proposiciones lógicas. Para entender el estudio de la lógica de proposición es necesario saber qué es proposición. Proposición “viene de proponer”, que significa someter algo al juicio de alguien; requiere un sentido de cierto o errado. Se trata de una senten- cia declarativa, algo que será declarado a través de términos, palabras o símbolos, y cuyo contenido podrá ser considerado verdadero o falso. Al final de este capítulo, usted sabrá dis- tinguir los tipos de sentencias válidas en el campo del estudio de la lógica computacional. Una sentencia es una declaración sobre algo, sobre al- guien o una opinión sobre un hecho. Las sentencias expresan 7LÓGICA COMPUTACIONAL afirmaciones, negaciones, cuestionamien- tos, sentimientos u órdenes. Tipos de sentencias En el estudio de las sentencias en la lógica computacional “pedimos el prés- tamo” del estudio de la lengua española. Aquí, en la lógica computacional, las úni- cas sentencias que nos interesan de verdad son las sentencias declarativas, pero pre- sentaremos otras, para que se recuerden del estudio de la lengua española... al final, siempre es bueno recordar. Entre las sentencias encontramos las: Declarativas Son enunciados que producen una conclusión, donde podrá ser verdadero o falso. • Marcos fue a trabajar. • Pelé es el rey del fútbol. • Porto Alegre es la capital de São Paulo. Note que, en este caso, no estamos interesados en saber si el contexto de la frase es verdadero, estamos interesados, apenas, en saber si, a partir de esta decla- ración, podremos abstraer un resultado: verdadero o falso. En el ejemplo: Porto Alegre es la capital de São Paulo, no nos interesa saber si Porto Alegre es realmente o no la capital de São Paulo. Imperativas Son enunciados que transmiten un pedido o una orden. • Arregle su habitación. • No me moleste hoy. Vea que todas éstas son frases impe- rativas, pues expresan una idea de impo- sición, orden, orientación. Son frases que el verbo exterioriza una acción de hacer o no hacer algo. Exclamativas Son enunciados que expresan un sentimiento, sorpresa, admiración de al- guien o sobre algo observado. • ¡Cómo es linda su hija! • Dios mío, ¡cómo esto es compli- cado para mí! Percibió que, en las frases exclama- tivas, siempre ocurre la expresión de un sentimiento o la percepción del observador con relación a algún hecho. Interrogativas Son enunciados donde se expone una pregunta. Siempre acompañada de un signo de interrogación. • ¿Iremos al cine hoy por la noche? 8LÓGICA COMPUTACIONAL • ¿Qué día de la semana es hoy? Las sentencias pueden ser clasifica- das como sentencias abiertas o sentencias cerradas. Sentencias Abiertas Son sentencias en las cuales no po- demos determinar el sujeto o el valor. Una forma sencilla de identificarlas es el hecho de que no pueden ser ni Verdaderas ni Falsas. Detallando más.... Como lo vimos, las sentencias abier- tas son expresiones que no podemos iden- tificar como verdaderas o falsas. Por ejemplo: x + 5 = 20 Esa expresión puede ser verdadera o falsa, dependiendo del valor de la in- cógnita x. Si x es igual a 15, la sentencia es verdadera, pues 15 + 5 = 20 Si x es igual a 7, la sentencia es falsa, pues 7 + 5 no es igual a 20 En sentencias abiertas siempre tene- mos algún valor desconocido (incógnita), que está representado por una letra del alfabeto. Se puede colocar cualquier letra, pero las más usadas por los matemáticos son: X,Y, Z. Vea otros ejemplos de sentencias abiertas: Sentencias Cerradas Son sentencias en las cuales podre- mos determinar el sujeto o el valor. Una forma sencilla de identificarlas es el hecho de que pueden ser o Verdaderas o Falsas. Él acertó las decenas de la lotería. ¿Quién es él? x + y + z = 19 ¿Cuáles son los valores de las variables? João de Deus acertó las decenasde la lotería. ¿Quién es él? João de Deus. Cuando: x = 5, y = 6 e z = 8 x + y + z = 19 ¿Cuáles son los valores de las variables? 5+6+8 9LÓGICA COMPUTACIONAL Ejercite: Observe las sentencias: I. Esta frase es una mentira. II. La expresión – (x + y) resulta en un número no positivo. III. Él es un profesor excepcional. Es verdad que APENAS: A) I es una sentencia abierta. B) II es una sentencia abierta. C) I y II son sentencias abiertas. D) II y III son sentencias abiertas. R: Letra D 10LÓGICA COMPUTACIONAL PRINCIPIOS LÓGICOS Veremos que la lógica utiliza algunos principios basilares y sobre ellos reposa toda la ciencia necesaria. Principios son preceptos, leyes o presupuestos consi- derados universales que definen las reglas por las cuales una sociedad civilizada debe orientarse. En cualquier lugar del mundo, principios son incontestables, pues, cuando son adop- tados no ofrecen ninguna resistencia. En lógica computacional, un principio es una verdad o falsedad absoluta. Se tiene que un principio acepta apenas una respuesta: Verdadero o Falso. Los principios lógicos son fundamentalmente dos: prin- cipio de identidad y principio de razón suficiente. El primero regula el pensamiento formal o abstracto, esto es, desconectado de la realidad a la que se pueda aplicar; ese principio traduce el acuerdo del pensamiento con él mismo y se desdobla en: principio de no contradicción y principio del 11LÓGICA COMPUTACIONAL tercer excluido. El principio de la razón suficiente orienta el pensamiento concreto, integrado en la realidad, teniendo por fin su inter- pretación. La lógica reposa sobre algunos prin- cipios: Principio de la identidad El principio de identidad no es deri- vado de cualquier otro, pero a partir de las ref lexiones de Aristóteles sobre la unidad y ser: “Para preguntar por qué algo es por si solo es investigar nada, pues el hecho o la existencia de algo es que debe ser clara”. Así, el hecho de que es algo en sí, esto es una respuesta, a una causa en to- dos los casos, como, por ejemplo, en las cuestiones: ¿Por qué un hombre es un hombre? y ¿Por qué el músico es músico? al menos que se haya respondido que cada cosa es indisociable de sí misma, una vez que, para ser uno para cada cosa es ser indivisible de sí mismo. Pero eso (que una cosa es en sí) es común a todas las cosas y una respuesta corta para todas ellas. El principio lógico fundamental es el principio de la identidad: todo es idén- tico a sí mismo. En formula, A y A. Por ejemplo, podemos decir: el árbol es árbol. Este principio es por demás evidente por su elementalidad tautológica y asusta que tenga que ser formulado. Este principio determina que todo el ser es igual a sí propio: (X = X); (A = A); (Y = 9); Si un enunciado es verdadero. Él jamás podrá ser falso. Ejemplo: Jesús es hijo de María. O aún X = 10. Principio de la no contradicción Desde el principio de la Contradic- ción, él dice: "Un principio que se debe tener, si quiere entender nada no es una hipótesis, y lo que es necesario saber si él es saber nada debe estar en su pose para cada ocasión. Claramente, entonces, tal principio es el más correcto de todos; y que este principio es de pasar para estado. Él es: “La misma cosa no puede al mismo tiem- po ambos pertenecer y no pertenecer al mismo objeto y en la misma relación. El principio de no contradicción - que al- gunos denominan simplemente principio de la contradicción - afirma que no es el caso de un enunciado y de su negación. Por lo tanto, dos proposiciones contradic- torias no pueden ser ambas verdaderas: si es verdadero que “algunos seres humanos no son justos”, es falso que “todos los seres humanos son justos". (2Met.,IV, 1003b) Un enunciado asume apenas un re- sultado, o verdadero o falso. Jamás ambos. Ejemplo: Jesús nació del vientre de María. En este caso no podrá ser hijo de Jo- hana también. 12LÓGICA COMPUTACIONAL Principio del tercer excluido El principio del tercer excluido es la tercera de las tres leyes clásicas del pensa- miento. Él afirma que, para cualquier pro- posición, o ella es verdadera, o su negación es verdadera. O sea, una cosa debe ser de una forma o de otra, no existe medio tér- mino. Un buen ejemplo sería si "Sócrates es mortal" y "O Sócrates es mortal, o no es el caso de que Sócrates es mortal", la posición "medio", que Sócrates no es mor- tal, ni no mortal, es excluido por la lógica y así quiere la primera posibilidad (de que Sócrates es mortal) o su negación (que Sócrates no es mortal) debe ser verdad. Por este principio, un enunciado siempre asumirá uno de los valores: ver- dadero o falso. No existe otro resultado posible. Ejemplo: Jesús es hijo de María. En lógica, no existe una tercera op- ción, la respuesta está entre verdadero o falso. Decir que algo es “más o menos” indica apenas intensidad. Así, si algo es, él o será verdadero – de acuerdo con una realidad, o será falso – en desacuerdo con una realidad. Nunca más o menos verda- dero o más o menos falso. Relativamente, cuanto a las propo- siciones, se formula el principio de Ex- clusión, diciendo que “Toda proposición o es verdadera o es falsa, no habiendo in- termediario entre la verdad y la falsedad”. Tenemos aún otro principio. Principio del silogismo Silogismo se puede enunciar así: “Si [a] implica [b] y si [b] implica [c], [a] im- plica [c]”. La implicación, en el sentido lógico-formal, es una relación que afirma que un enunciado resulta necesariamente de otro. Así, por ejemplo, “la ley de la gravitación implica la de la caída de los cuerpos”. 13LÓGICA COMPUTACIONAL ARGUMENTO LÓGICO Usted conocerá los principales términos utilizados en la lógica computacional. Sabrá lo que cada uno representa y podrá distinguirlos ante una sentencia. En lógica, el encadenamiento de conceptos es llamado argumento. Las afirmaciones de un argumento son llamadas de proposiciones. Un argumento es un conjunto de proposi- ciones, del cual, una deriva de las otras. Usualmente, la proposición derivada es llamada conclu- sión, y las demás, de premisas o hipótesis. En un argumento válido, las premisas son consideradas pruebas evidentes de la verdad de la conclusión. Entonces, argumentar es presentar un conjunto de razones o de pruebas para apoyar una conclusión. 14LÓGICA COMPUTACIONAL Estructura de una argumentación Normalmente, las estructuras de argumentación obedecen la siguiente or- ganización: Preposición A: Preposición B: Si A y B son verdaderas entonces ... Preposición C Sino ... Preposición D Vamos a un ejemplo: Preposición A: Todos los hombres son mortales. Preposición B: Antonio es hombre. Conclusión: Como Antonio es hombre y todos los hombres son morta- les, entonces, se concluye que Antonio es mortal. Notó que argumentar es presentar un conjunto de razones o de pruebas para apoyar una conclusión. Un argumento lógico está compues- to por tres elementos: Argumento: Es una declaración sobre deter- minado asunto que se desea obtener una respuesta. Un argumento puede ser afir- mativo o negativo. Podemos entender que es una declaración. Ejemplo: Cuanto más yo estudie... Argumentos pueden ser: Deducibles: El tipo de argumento donde la conclusión se sigue de las premi- sas, de tal modo, que es imposible que las premisas sean verdaderas y la conclusión falsa es denominado argumento deducible. Ahora vea el ejemplo: Había 30 alumnos en esta sala. Ahora, hay 29 alumnos en esta sala. Luego, un alumno salió de la sala. No Deducible: argumentos, en los cuales, aunque las premisas seanverdade- ras no podemos tener seguridad total de que la conclusión es verdadera. En otras palabras, es posible que las premisas sean verdaderas y la conclusión falsa, aunque la probabilidad de que la conclusión sea verdadera es muy grande. Ejemplo: Esta vacuna funcionó bien en los ani- males en laboratorio. Por ese motivo, esta vacuna funcionará bien en seres humanos. En resumen: argumentos no de- ducibles son clasificados como fuertes o débiles, y argumentos deducibles son váli- 15LÓGICA COMPUTACIONAL dos o inválidos. Validez deducible y fuerza inductiva son dos criterios diferentes de evaluación de argumentos que deben ser utilizados en virtud de la situación. Premisa: Las premisas son las afirmaciones mediante las cuales ofrecemos las razones para defender nuestro punto de vista. En suma: Es una deducción. Ejemplo: ... más aprenderé... Conclusión: Es la afirmación en favor de la cual estamos dando la razón. O sea: Es un re- sultado. Ejemplo: ... y seré aprobado. Inferencia lógica Como ya sabemos, argumentos son raciocinios lógicos, que pueden ser verda- deros o falsos. Todo raciocinio deducible involucra por lo menos una premisa y una conclusión. Existen argumentos formados por apenas una premisa y una conclusión. Son las inferencias. Inferencia es un proceso por el cual, a través de determinados da- tos, se llega a alguna conclusión. Otros sinónimos de inferencia son conclusión, implicación, ilación y consecuencia. Ciertas inferencias son inmediatas, son directas. Inferencia inmediata es aque- lla en la cual la conclusión surge como consecuencia necesaria de la premisa. Vea este ejemplo, vamos considerar el siguiente enunciado: Todo mamífero es vertebrado. Mientras admitimos que este enun- ciado es verdadero (y lo es). Por lo tanto, concluimos inmediatamente que el enun- ciado de abajo es falso. Algunos mamíferos no son vertebrados. Percibió que en el primer enunciado estamos afirmando, TODOS, ya en el segundo enunciado estamos afirmando que ALGUNOS. En el caso de los mamíferos, no sería necesario estudiar lógica para llegar a esta conclusión. La lógica dispone de dos herramien- tas principales que pueden ser utilizadas por el pensamiento en la búsqueda de nue- vos conocimientos: • DEDUCCIÓN; • INDUCCIÓN. Deducción La deducción infiere argumentacio- nes sobre hechos capaces de abstraer una conclusión lógica. Un argumento deducible es válido 16LÓGICA COMPUTACIONAL cuando sus premisas, al ser verdaderas, proveen pruebas convincentes para su con- clusión, y de manera general, la deducción siempre preserva la verdad. Vea cómo: Premisa 1 Todos los pájaros vuelan. Premisa 2 La golondrina es un pájaro. Conclusión La golondrina vuela. Vea algunos ejemplos más: • Todo metal es dilatado por el calor. (Premisa mayor) Ora, la plata es un metal. (Premisa menor) Luego, la plata es dilatada por el calor. (Conclusión) • Todo brasileño es sudamericano. (Pre- misa mayor) Ora, todo paulista es brasileño. (Pre- misa menor) Luego, todo paulista es sudamericano. (Conclusión) En la deducción, la conclusión es consecuencia obligatoria de las premisas. En otras palabras, en la deducción, la conclusión es consecuencia necesaria de las premisas. Aristóteles llamaba el raciocinio deducible de silogismo y lo consideraba un modelo de rigor lógico. Sin embargo, es importante notar que la deducción no trae conocimiento nuevo, ya que la con- clusión siempre se presenta como un caso particular de la ley general. Así, la deducción organiza y especi- fica el conocimiento que ya tenemos. Ella tiene como punto de partida el plan de lo inteligible, o sea, de la verdad general, ya establecida. Inducción La inducción infiere argumentos capaces de forma irrefutable de inducir al resultado conclusivo sin la menor duda. Un argumento inducible provee pruebas cabales de la veracidad de la con- clusión, o sea, apenas lo que provee indi- caciones de esa veracidad, y de manera general, la inducción ni siempre preserva la verdad. Vea cómo. Premisa 1 Marcos es hombre y mortal. Premisa 2 João es hombre y mortal. Premisa 3 Gustavo es hombre y mortal. Conclusión 17LÓGICA COMPUTACIONAL Todos los hombres son mortales. En la inducción, la conclusión es la consecuencia esperada de las premisas. También podemos decir que en la inducción, la conclusión es consecuencia plausible de las premisas. Otros conceptos Silogismo El SILOGISMO es una especie de fórmula que representa el raciocinio DEDUCIBLE. Él es formado por tres enunciados: 1-Premisa mayor (la que contiene la totalidad que se conoce). 2-Premisa menor (la que menciona una parte de esa totalidad). 3-Conclusión. EJEMPLO: 1. Todo hombre es mortal. (Premisa ma- yor – TODO). 2. Sócrates es hombre. (Premisa menor – PARTE). 3. Sócrates es mortal. (Conclusión – DE- DUCCIÓN). Silogismo hipotético En el silogismo hipotético la cadena de premisas condicionales puede ser vir- tualmente infinita. Desde que se mantenga la estructura del argumento, la conclusión es verdadera en la medida en que todas las premisas también son verdaderas (regla de la deducción valida). Ejemplo: Si este mes es octubre entonces el próximo será noviembre. Si el próximo es noviembre el que le sigue es diciembre enton- ces, si este mes es octubre el mes que se sigue al próximo es diciembre. Silogismo disjuntivo De acuerdo con la lógica proposi- cional, un “modo válido” del silogismo disyuntivo es: p V q ~ p Logo, q (Nota, se lee: p o q; no p; por lo tanto q). Ejemplo: O es brasileño o es argentino. No es argentino. Luego, es brasileño. Perciba que éste es un ejemplo que confirma la estructura formal enunciada. Se trata de una disyunción exclusiva – en este caso: “Aquella persona o es brasileña 18LÓGICA COMPUTACIONAL o es argentina...” Silogismo conjuntivo El silogismo conjuntivo es aquél donde la mayor es una proposición con- juntiva: Vea el ejemplo: Pedro no lee y pasea al mismo tiempo. Ora, él pasea. Luego, él no lee. La deducción y la inducción son conocidas como inferencias, o sea, como el medio por el cual llegamos a concluir alguna cosa a partir de otra (u otras) ya conocida(s). En la deducción, si conozco X, in- fiero (concluyo) a, b, c, d,... conforme los casos. En la inducción, datos y conocidos a, b, c, d,... o sea, varios casos particula- res con características comunes, infiero (concluyo) X. La deducción es un pro- cedimiento por el cual, un hecho o un objeto particular pasa a ser conocido por su inclusión en un conocimiento o en una teoría general previamente definida y teni- da como cierta o verdadera. "Camina", por lo tanto, del general para el particular. El raciocinio deducible puede, sin embargo, desenrollarse también del general para el general. La inducción recorre un cami- no contrario al de la deducción: de casos particulares para una ley, una definición o una teoría general. Deducción e inducción poseen re- glas precisas que deben ser respetadas para que las conclusiones obtenidas puedan ser consideradas válidas. La verdad de cual- quier conclusión, en una investigación, dependerá de la validez de los raciocinios que a ella puedan haber conducido. Inducción Se trata de un tipo de sistema en el cual las premisas proveen indicios suficien- tes para permitir estimar una determinada conclusión. Diferente de la deducción, la respuesta no es obtenida absolutamente, pero se busca la mejor probabilidad de respuesta, que puede ser, posteriormente, anulada bajo nuevos indicios. Por ejemplo: Hasta hoy, todos los pájaros vistos po- seen picos; Luego, probablemente un nuevo pájaro debe tener un pico. Analogía Relación de semejanza (compara- ción) establecida entre diferentes conjuntos de argumentos que obedecen a una misma estructura lógica (esto es, organización de los argumentos). Por ejemplo: "La luz está para el día como la oscuridad está para la noche" es una analogía en la cual se establece quepara una fase del día hay un nivel de intensidad lumi- nosa utilizado. Entonces se puede establecer una nueva fase (Ej. "tarde") y un nivel de luminosidad ("media-luz") para establecer una frase que permita hacer analogía con 19LÓGICA COMPUTACIONAL la antigua frase " la media-luz está para la tarde". Una analogía puede no ser verdade- ra (esto es dependiente de los argumen- tos - preposiciones que los generan). Por ejemplo: "La luz está para la noche como la oscuridad está para el día" Otro problema de la analogía es que la estructura lógica utilizada puede no ser la misma para los argumentos utilizados, aunque, a primera vista, parezcan que sí. Paradojo Proposiciones en las cuales, al aso- ciar valores de verdadero o falso, se obtiene una contradicción. Ejemplo: Para toda regla hay una excepción. Si la afirmación es verdadera (V), esta regla posee una excepción que la anula (F); Si la afirmación es falsa (F), esta regla no posee una excepción que la anula, quedando verdadera (V). Dilema Argumentación que expone dos o más premisas indeseables, donde apenas una debe ser escogida. Ejemplo: O usted me paga o su familia muere. Falacia Falacia designa a una estructura inconsistente, que vicia el resultado de la argumentación, pero que, aparentemente, es verdadera. Vea los principales tipos de falacia. La falacia surge intencionalmente, cuando el interlocutor busca engañar al otro a través de una comunicación viciada, o no intencionalmente, cuando el inter- locutor infiere conclusiones a partir de premisas incompletas o viciadas que les son suministradas, o posee una estructura de argumentación deficiente. 20LÓGICA COMPUTACIONAL CÁLCULO PROPOSICIONAL Usted conocerá los principales elementos que constituyen una proposición, sus tipos, conectivos y aprenderemos a construir la tabla verdad. Usted conocerá los principales elementos que constitu- yen una proposición, sus tipos, conectivos y aprenderemos a construir la tabla verdad. Proposición es todo el conjunto de palabras o símbolos que exprimen el pensamiento de sentido completo. Las proposiciones transmiten pensamientos y afir- man hechos, o exprimen juicios que formamos al respecto de determinados elementos. UNA PROPOSICIÓN SÓLO ES VÁLIDA CUANDO ESTÁ EXPRESA A TRAVÉS DE SENTENCIAS 21LÓGICA COMPUTACIONAL Se observa que la lógica computacio- nal es bivalente, o sea, verdadera o falsa. También podemos decir que una proposi- ción es una sentencia declarativa, sea ella expresa de forma afirmativa o negativa, en la cual podemos atribuir un valor lógico “V” (true) o “F” (- false). Una proposición también puede ser expresa por símbolos. Proposiciones sencillas Son las proposiciones representa- das de forma única/atómicas. Pudiendo ser afirmaciones o negaciones sobre un determinado hecho, objeto o situación. En general, son indicadas por las letras minúsculas: p, q, r, s, t… Vea: Marcos es estudioso Juan es trabajador. A través de las letras: p: El número 24 es múltiplo de 6. q: Porto Alegre es la capital de RGS. r: 5 + 1 = 23 s: El número 9 es impar. t: El número 2 es primo. Esas proposiciones son sencillas, pues expresan una afirmación sobre una determinada situación. Proposiciones compuestas Son las proposiciones representadas de forma múltiple. Pudiendo ser afirma- ciones o negaciones sobre más de un de- terminado hecho, objeto o situación. Vea: Marcos es estudioso y Juan es tra- bajador. Juan es trabajador o Marcos es es- tudioso. María no es voluntaria o Pedro es deportista. A través de letras: p: El número 24 es divisible por 3 y 12 es el doble de 24. q: La raíz cuadrada de 16 es 4 y 24 es múltiple de 3. r (s, t): El número 7 es impar o el número 17 es primo. Esas proposiciones son múltiples, Vea cómo: Porto Alegre es la capital de Rio Grande do Sul – Ésta es una sentencia declarativa cerrada, expresada de forma afirmativa. Podemos atribuir un valor lógico, como la sentencia es verdadera su valor lógico es “V. 22LÓGICA COMPUTACIONAL pues expresan más de una afirmación/ negación sobre hechos. Note que, con eso, podemos con- cluir que inferir algo sobre una proposi- ción sencilla es fácil, pues queda clara una respuesta, ya no es muy sencillo concluir algo sobre proposiciones compuestas. En este caso, ¿Cómo haremos eso? Antes de iniciar los estudios y prác- ticas sobre las proposiciones compuestas necesitaremos conocer algunos elementos de la lógica computacional. Estos elemen- tos son conocidos como CONECTIVOS. Conectivos Los conectivos son símbolos/señales que vinculan dos o más proposiciones. Los conectivos son utilizados cuando necesi- tamos relacionar dos proposiciones, con el fin de obtener un resultado, ya sea él V (true) o F (false). Siempre que utilizamos conectivos separamos dos proposiciones. Para fines de estudios didácticos, utilizaremos las letras: p, q, r, entre otras, para denotar las proposiciones. Vea cómo queda: p = Hoy por la noche iré al cine. q = Si llueve no iré al cine. Las proposiciones están representadas por las letras “p” y “q”. Conociendo los conectivos: Operación Conectivo Estructura Ejemplo Negación ~ No p El coche NO es blanco. Conjunción ^ p Y q Marcos es profesor Y María es escritora. Disyunción inclusiva v p O q Antonio es gerente O Marcos es director. Disyunción exclusiva v O p O q Marcos es director O Juan es dentista. Condicional > SI p > q SI Simone es ingeniera ENTONCES Marcos es profesor. Bicondicional <> p SI e SÓLO se q Antonio es dentista, SI y SÓLO SI María es médica. Conectivos 23LÓGICA COMPUTACIONAL Vamos fijar: Negación ~ Siendo las siguientes proposiciones: • p: 9 es impar • q: 4 * 2 es par Negación: • ~ p: 9 no es impar • ~ q: 4 * 2 no es par Conjunción ^ Se contrata un profesional de TI que hable inglés y programe Java. 24LÓGICA COMPUTACIONAL Disyunción Inclusiva v Se contrata un profesional de TI que hable inglés o programe Java. Disyunción Exclusiva v Un funcionario recibió el 13° salario y tendrá que decidir entre cambiar el coche, o comprar una moto. Condicional > Si María nació en Caxias, entonces María es brasileña. Bicondicional <> Compraré un coche, si y sólo si, cambio de trabajo. 25LÓGICA COMPUTACIONAL Tabla Verdad La Tabla Verdad es usada para de- terminar el valor lógico de una proposición compuesta, siendo que los valores de las proposiciones sencillas ya son conocidos. Pues el valor lógico de la proposición compuesta depende del valor lógico de la proposición sencilla. O aún... La Tabla Verdad es un instrumento usado para determinar los valores lógicos de las proposiciones compuestas, a partir de atribuciones de todos los posibles va- lores lógicos de las proposiciones sencillas componentes. Una Tabla Verdad es construida a partir del número de proposiciones, te- niendo su fórmula representada por: 2n. Vea cómo: Dada la proposición: p ^ q Tenemos 2 proposiciones, en este caso 22.Siendo la Tabla Verdad constituida por 4 posibilidades. Veremos la lógica para la construc- ción de la tabla, a continuación. Pruebe su entendimiento. Construya la Tabla Verdad para la siguiente propo- sición: (p ^ q) v ~r. ¿Percibió que en este caso tenemos tres (3) proposiciones? p, q y r. Entonces: 23. La tabla deberá con- tener 8 líneas. p ~p T T Consejo: Siendo 4 elementos de la tabla. Debemos crearla de la siguiente forma: 4/2 = 2. Siendo para la primera proposición (p) 2 TRUE y 2 FALSE. Para la segunda proposición 2/2 = I. Siendo I TRUE y I FALSE. Repetidos hasta completar la tabla. ¿FÁCIL? p q p^q T T T T F F F T F F F F 26LÓGICA COMPUTACIONAL Entienda los conectivos en la Tabla Verdad: p q r T T T T T F T F T T F F F T T F T F F F T F F F Negación ~ La negación es la inversión de la proposición. Cuando afirme ser verdad (TRUE), la negación será falsa (FALSE). Cuando afirme ser falso (FALSE), entonces la afirmación será verdadera (TRUE). p ~p V T Conjunción ^La conjunción es la comparación entre dos proposiciones. Será verdadero (TRUE), solamente cuando las dos proposiciones sean verdaderas. En el caso contrario, cualquier otra comparación será siempre falsa (FALSE). Ejemplo: Se contrata a un profesional de TI que Hable inglés (p) y programe Java (q). p q p^q T T T T F F F T F F F F 27LÓGICA COMPUTACIONAL Disyunción Inclusiva v La disyunción inclusiva ocurre cuando, por lo mínimo, una de las proposiciones es verdadera (TRUE). Ejemplo: Se contrata a un profesional de TI que hable inglés (p) o programe Java (q). p q p v q T T T T F T F T T F F F Disyunción Exclusiva v La disyunción exclusiva ocurre cuando APENAS una de las condiciones es verdadera (TRUE). En estas proposiciones existe la excluyente, o sea, una condición verdadera excluye la otra y viceversa. Ejemplo: Un funcionario recibió el 13° salario y tendrá que decidir o cambiar el coche (p), o comprar una moto (q). p q p v q T T F T F T F T T F F F 28LÓGICA COMPUTACIONAL Condicional > La proposición condicional es un tipo de proposición que requiere atención, pues en ella sólo hay una posibilidad de resultar en falso (FALSE), y así será, cuando la primera proposición sea verdadera (TRUE) y la segunda sea falsa (FALSE). Para los demás casos será siempre verdadero (TRUE). Ejemplo: Si María nació en Caxias (p) do Sul, RS,entonces María es brasileña (q). p q p > q T T T T F F F T T F F T Bicondicional <> La proposición bicondicional vincula la ocurrencia de dos resultados iguales, o sea, pueden ocurrir dos verdades (TRUE) o dos falsedades (FALSE). Así, en esa condición, cuando haya dos resultados iguales la bicondicional será verdad (TRUE). Ejemplo: Compraré un coche (p), si y sólo si, cambio de trabajo (q). p q p <> q T T T T F F F T F F F T Merece explicación: ¿Hay condiciones de María nacer en Caxias y ser brasileña? SÍ. Si nació en Caxias es brasileña. TRUE. ¿Hay condiciones de María nacer en Caxias y no ser brasileña? NO. Si nació en Caxias es brasileña. FALSE. ¿Hay condiciones de María no nacer en Caxias y ser brasileña? SÍ. Si nació en cualquier otra ciudad de Brasil es brasileña. TRUE. ¿Hay condiciones de María no nacer en Caxias y no ser brasileña? SÍ. Si nació en otro País. TRUE. 29LÓGICA COMPUTACIONAL TAUTOLOGÍA, CONTRADICCIÓN, CONTINGENCIA Y EQUIVALENCIA En la construcción de la Tabla Verdad podremos encontrar algunos hechos curiosos. Vea, existen casos donde el resultado podrá, para todas las condiciones, ora ser verdadero, ora ser falso para todos los casos y ora podrá ocurrir una mezcla de resultados. A ese hecho le damos los nombres de tautología, contradicción y contingencia. 30LÓGICA COMPUTACIONAL Tautología La tautología es un término que de- riva de un vocablo griego y que se refiere a la repetición de un mismo pensamiento a través de expresiones diferentes. Una tautología, para la retórica, es una afir- mación redundante. Las tautologías son, frecuentemente, consideradas como un error en el lengua- je o una falta de estilo. Sin embargo, es posible recurrir a las tautologías para dar énfasis a una determinada idea. Vea el ejemplo: “Voy a subir para arriba para buscar un libro y ya vuelvo” o “Tengo que salir para afuera para regar las plantas”. Analice que, siempre que se sube es para arriba; de igual manera, salir implica cambiarse para afuera de algo o de lugares. Puesto esto, esas frases carecen de sentido y acaban por ser desnecesarias para la comprensión. El concepto de tautología, en la ló- gica computacional, define que una ex- presión es siempre verdad para todas las posibilidades de ocurrencia de sus partes. Un ejemplo de tautología es decir que una proposición (o es verdadera, o eś falsa) es siempre verdadera. Ocurre una tautología cuando todos los valores finales de la tabla son VER- DADEROS. Contradicción El concepto de contradicción está basado en el hecho de que una proposición no puede ser, simultáneamente, verdadera y falsa. Esa situación es siempre falsa. Observe que ocurre una contradic- ción cuando todos los valores finales de la tabla son FALSOS: Contingencia Ocurre una contingencia cuando todos los valores finales de la tabla son VERDADEROS o FALSOS. Observe: p q (p > q) ~q (p > q) v (~q) T T T F T T F F T T F T T F T F F T T T p q (p <> q) ~(p v q ) (p <> q)^~ (p <> q) T T T F F T F F T F F T F T F F F T F F 31LÓGICA COMPUTACIONAL p q r p v q ~(p v q) ~(p v q) <> r T T T T F F T T F T F T T F T T F F T F F T F T F T T T F F F T F T F T F F T F T F F F F F T T 32LÓGICA COMPUTACIONAL Equivalencia Una proposición P es siempre, lógi- camente, equivalente o apenas equivalente a una proposición Q , en el caso de que las Tablas Verdad de esas dos proposiciones sean idénticas. En particular, si las pro- posiciones P y Q son ambas tautológicas o son ambas contradicciones, entonces son equivalentes. Para empezar, observe esas dos pro- posiciones: Si estudio en casa, entonces seré apro- bado. Si no soy aprobado, entonces no estudio en casa. Las dos frases de arriba son proposi- ciones condicionales, esto es, proposiciones del tipo “si p, entonces q”, donde p es una condición que, en el caso de que ocurra, deja obligatoria la ocurrencia del resulta- do q. en la primera frase, si la condición “estudiar en casa” ocurre, entonces, obli- gatoriamente, el resultado “seré aprobado” necesita ocurrir también, ¿concuerda? En el caso de que la condición ocurra y mismo así el resultado no se verifique, la frase no estará siendo respetada. Ya, en la segunda frase, si la condición “no soy aprobado” ocurre, entonces, obligatoriamente, el re- sultado “no estudiar en casa” necesita ser verdad también, en el caso contrario, la frase no será respetada. ¿Notó que ambas frases cargan el mismo mensaje, la misma idea? En el caso de que la primera sea verdadera (o sea, la condición “estudio en casa” lleve, obligato- riamente, a que el resultado sea aprobado), la segunda también será verdadera (en el caso de que la persona no sea aprobada, en- tonces es porque ella no estudió en casa, al final, si hubiera estudiado sería aprobada). Las dos proposiciones de arriba son consideradas EQUIVALENTES entre sí, ya que ellas transmiten la misma idea. De forma más técnica, decimos que dos pro- posiciones son equivalentes entre sí cuando ellas SIEMPRE poseen el mismo valor lógico – o sea, cuando una es verdadera, la otra también lo es, y cuando una es falsa, la otra también lo es. Resumidamente, dos proposiciones son equivalentes cuando poseen la misma Tabla Verdad. ¿Vamos a construir la Tabla Verdad de las proposi- ciones de arriba? Para montar las tablas, note que la primera proposición puede ser represen- tada por p→q, donde p es “estudio en casa” y q es “soy aprobado”. Así, la se- gunda proposición puede ser representada por ~q→~p, al final, ~q es, sencillamente, “NO soy aprobado”, y ~p es, sencillamente, “NO estudio en casa”. Teniendo esa re- presentación de las proposiciones a mano, ¿Cuántas líneas debe tener nuestra Tabla Verdad? Ora, si tenemos 2 proposiciones sencillas (p y q), el número de líneas de la tabla es igual a 22 = 4. Tenemos abajo una tabla con 4 lí- neas, donde coloqué, en las dos primeras columnas, las proposiciones p y q, y en las dos siguientes sus negaciones ~p y ~q (que tienen valor opuesto al de p y q, res- pectivamente): 33LÓGICA COMPUTACIONAL p q ~p ~q p→q ~q→~p T T F F T T T F F T F F F T T F T T F F T T T T ¿Recuerda que una proposición condicional sólo es falsa cuando tenemos la situación T→F? Fíjese que, para la proposición p→q, esto sólo ocurre en la segunda línea, donde p es T y q es F. Note también que, para la proposición ~q→~p, la si- tuación T→F también sólo ocurre en la segunda línea, donde ~q es T y ~p es F. en las demás líneas las dos proposiciones tienen valor lógico verdadero. Con eso, nos quedamos con la siguiente tabla: p q ~p ~q p→q ~q→~p T T FF T T T F F T F F F T T F T T F F T T T T ¿Se fijó que las Tablas Verdad de esas dos proposiciones realmente son idén- ticas? Por lo tanto, grave esto: p→q es equivalente a ~q→~p. Esta equivalencia es muy conocida y extremamente cobrada. Aproveche y grave, también, que esas dos proposiciones son equivalentes también a esta de aquí: ~p o q. Con eso usted acertará muchas cuestiones rápidamente, sin perder tiempo con Tablas Verdad. Quédese con esta imagen en su mente: { Vea un caso: Considerando la proposición P: “Si Juan se esfuerza lo bastante, entonces Juan conseguirá lo que desea”, juzgue el ítem que sigue. ( ) La proposición “Si Juan no con- siguió lo que deseaba, entonces Juan no se esforzó lo bastante” es lógicamente equi- valente a la proposición P. RESOLUCIÓN: Vea que la proposición P del enun- 34LÓGICA COMPUTACIONAL ciado es una condicional p→q, donde: p = Juan se esfuerza lo bastante q = Juan conseguirá lo que desea Observe ahora la proposición dada en este ítem: “Si Juan no consiguió lo que desea- ba, entonces Juan no se esforzó lo bastante” ¿PERCIBIÓ QUE HUBO IN- VERSIÓN DE LA SENTENCIA? Cambiamos de posición la p y la q. Utilizando las mismas letras, note que el trecho “NO consiguió lo que desea- ba” puede ser representado por la negación de q, o sea, por ~q. Y vea que el trecho “NO se esforzó lo bastante” pue- de ser representado por la negación de p, que es ~p. Así, esta proposición puede ser simbolizada por ~q→~p. Recordando que p→q es equivalente a ~q→~p, queda claro que las proposicio- nes realmente son equivalentes entre sí. El ítem está correctísimo, ni necesitamos diseñar la Tabla Verdad. Respuesta: Verdadera. Para reforzar... Considere la sentencia: “Si me gusta el carpincho, entonces me gusta el jabalí”. Una sentencia lógicamente equivalente a la sentencia dada es: (A) Si no me gusta el carpincho, entonces no me gusta el jabalí. (B) Me gusta el carpincho y me gusta el jabalí. (C) No me gusta el carpincho o me gusta el jabalí. (D) Me gusta el carpincho o no me gusta el jabalí. (E) Me gusta el carpincho y no me gusta el jabalí. RESOLUCIÓN: Tenemos en el enunciado la condi- cional p→q, donde: p = “me gusta el carpincho” q = “me gusta el jabalí” Ya sabemos que esta condicional equivale a las dos proposiciones de abajo: 1) ~q→~p 2) ~p o q Para escribir esas proposiciones, va- mos a empezar escribiendo las negaciones que necesitamos tener a mano: ~p = no me gusta el carpincho ~q = no me gusta el jabalí Así, las proposiciones equivalentes “conocidas” son: ~q→~p: “Si no me gusta el jabalí, 35LÓGICA COMPUTACIONAL entonces no me gusta el carpincho” **** INVERTIMOS LAS PROPOSICIO- NES. ~p o q: “No me gusta el carpincho o me gusta el jabalí” Vea ahora las alternativas de res- puesta y compárelas con esas dos opciones que tenemos. La opción ~q→~p no aparece en ninguna alternativa, pero la opción ~p o q aparece en la letra C: (C) No me gusta el carpincho o me gusta el jabalí. Podemos marcarla sin miedo de equivocarnos Respuesta: C Sencillo, ¿No? Se quedó fácil des- pués de tener detallada la resolución. Para resolver estas cuestiones es fundamental SIEMPRE recordar las reglas: 1) ~q→~p 2) ~p o q Vamos a ver si usted está bueno en esto... Uno más.... Considere la proposición. P: “Si Juan se esfuerza lo bastante, entonces Juan conseguirá lo que desea”. Juzgue los ítems que están a continuación. • La proposición “Juan no se esfuerza lo bastante o Juan conseguirá lo que desea” es lógicamente equivalente a la proposición P. • La proposición “Si Juan no consi- guió lo que deseaba, entonces Juan no se esforzó lo bastante” es lógica- mente equivalente a la proposición P. RESOLUCIÓN Veamos la proposición P dada en el enunciado: “Si Juan se esfuerza lo bastante, en- tonces Juan conseguirá lo que desea”. Aplicando la primera regla (la regla de la inversión), obtenemos: • Si Juan no consigue lo que desea, en- tonces Juan no se esfuerza lo bastante. Es exactamente lo que hay en la se- gunda alternativa (no se preocupe con el tiempo verbal). Aplicando la segunda regla, vamos a transformar de "Si..., entonces..." para "o". Para esto, debemos negar el primer componente, cambiar el conectivo y repetir el segundo componente. • Juan no se esfuerza lo bastante o Juan conseguirá lo que desea. Es exactamente lo que hay en la primera alternativa. Por lo tanto, los dos ítems están co- rrectos. 36LÓGICA COMPUTACIONAL p q r p v q ~(p v q) ~(p v q) <> r T T T T F F T T F T F T T F T T F F T F F T F T F T T T F F F T F T F T F F T F T F F F F F T T p q p ^ q p > p ^ q p > q T T T T T T F F F F F T F T T F F F T T 37LÓGICA COMPUTACIONAL TEORÍA DE LOS CONJUNTOS La lógica computacional derivada de la lógica matemática, en este caso, el estudio sobre la teoría de los conjuntos nos ayuda a entender mejor cómo funciona la relación entre los elementos de los conjuntos. 38LÓGICA COMPUTACIONAL Introducción elementar Un conjunto es una colección de elementos (miembros). Un conjunto que no contiene ningún elemento es llama- do conjunto vacío es representado por O. Ahora, analice, sean A y B dos conjuntos. El elemento x ∈ A es usado para representar que x es un elemento de A, o que el elemento x pertenece al conjunto A. El conjunto A es idéntico al conjunto B, representándose por A = B, pues sola- mente A y B tienen los mismos elemen- tos. El conjunto A es un subconjunto de B, representándose por A ⊆ B, una vez que, solamente, cada elemento de A es un elemento de B. El conjunto A es un subconjunto propio del conjunto B, repre- sentado por A ⊂ B, éste solamente es si A ⊆ B y A ≠ B. Diagrama de Venn Los diagramas de Venn fueron crea- dos por el matemático inglés John Venn, con el intuito de facilitar las relaciones de unión e intersección entre conjuntos. Tipos de Conjunto: Conjunto vacío Vamos a considerar la existencia de un conjunto que no posee elementos, él es llamado de conjunto vacío. Conjunto unitario Es todo conjunto formado por un único elemento. Vea los ejemplos: a) A {5} b) B {x | x es estrella del sistema solar} = {Sol} Observación: 0 conjunto C = {O} es un conjunto unitario cuyo elemento es la letra O. Vea cómo queda: A = {a, e, i, o, u} B = {1, 2, 3, 4} u ∈ A (se lee: “u pertenece a A”) y u ∉ B (se lee: “u no pertenece a B") A BA∩B Vea cómo queda: {} ou Ø 39LÓGICA COMPUTACIONAL Conjunto finito Este tipo de conjunto también se diferencia por la cantidad de elementos que posee. Un conjunto es finito si pode- mos contar la cantidad de elementos que él tiene. Por ejemplo, el conjunto de las letras del idioma portugués es finito, porque posee 26 letras. Conjunto infinito Los conjuntos infinitos son aquellos en los que no podemos contar la cantidad de elementos que los componen. El mé- todo más fácil para representar ese tipo de conjunto es por comprensión. Basta, por lo tanto, mencionar las características que posee sus elementos para determinar todos ellos. Los ejemplos más sencillos y comu- nes de conjuntos infinitos son los com- puestos por números. ¿Cuántos números pares existen? ¿Cuántos múltiplos posee el número tres? Estos conjuntos son infinitos y eso no es porque no tenemos la capa- cidad de contar la cantidad de elementos que ellos tienen, es porque es imposible contar, pues no hay un número que re- presente la cantidad de elementos que el conjunto tiene. Subconjunto: Decimos que, dado un conjunto A, su conjunto de partes, representado por P (A), es el conjunto formado por todos los subconjuntos del conjunto A. Observe, el ejemplo que está a con- tinuación, nos presenta el procedimiento que se debe adoptar para la determinación del conjunto de partes de un dado con- junto A. Sea el conjunto A = {2, 3, 5}. En este caso, obtenemos el conjunto de partes del conjunto A, basta escribir todos sus subconjuntos: 1. Subconjunto vacío: ∅, pues el con- junto vacío es subconjunto de cual- quierconjunto. 2. Subconjuntos con un elemento: {2}, {3}, {5}. 3. Subconjuntos con dos elementos: {2, 3}, {2, 5} y {3, 5}. 4. Subconjuntos con tres elementos: A = {2, 3, 5}, pues todo conjunto es subconjunto de él mismo. Vea cómo queda: A={5} Vea cómo queda: A={a,b,c,..z} Vea cómo queda: A={1,2,3,...∞} 40LÓGICA COMPUTACIONAL Así, el conjunto de las partes del conjunto A puede ser presentado de la siguiente forma: P(A) = { , {2}, {3}, {5}, {2,3}, {2, 5}, {3, 5}, {2, 3, 5}} Igualdad de conjuntos: Podemos decir que dos o más con- juntos son iguales si los elementos de uno son idénticos a los de los demás, matemá- ticamente, representamos una igualdad por la señal “=” decir que A = B (A igual a B). Cuando comparamos A y B y ellos no son iguales, decimos que son diferentes, representados así: A ≠ B. Conjunto Universo: Es el conjunto al cual pertenecen todos los elementos involucrados en un determinado asunto o estudio, y está sim- bolizado por la letra U. Así, los usamos para determinar las soluciones reales de una ecuación del se- gundo grado, si nuestro conjunto Universo U y R (conjunto de los números reales); si estamos interesados en determinar los diputados federales involucrados con el “mensalão” (corrupción que está ocurrien- do en Brasil), en este caso, el universo U tiene como elementos todos los diputados federales de la actual legislatura. Operaciones en conjuntos La teoría de los conjuntos establece la base conceptual para los sistemas de ges- tión de base de datos que son fundamen- tales para el desarrollo de juegos digitales modernos. En esta clase, serán presentadas las operaciones básicas, utilizadas en la teoría de los conjuntos y su aplicabilidad 1 23 4 5 A B C 1 2 3 4 1 2 3 4 A B A=B 1 2 3 4 1 2 3 4 A B U 41LÓGICA COMPUTACIONAL a la ciencia de la computación. La unión de dos conjuntos A y B, representado por A ∪ B, es el conjunto formado por todos los elementos que pertenecen a A o a B. La intersección de los dos conjuntos A y B, representada por A ∩ B, es el conjunto constituido por todos los elementos que pertenecen tanto a A como a B. La dife- rencia entre dos conjuntos A y B, represen- tada por A - B, es el conjunto constituido por todos los elementos que pertenecen a A y no pertenecen a B. Unión de Conjuntos Es cuando dos o más conjuntos se unen, estableciendo una relación entre sus elementos. La unión es representada por el sím- bolo: ∪ Intersección de Conjuntos La intersección ocurre cuando los elementos que forman parte del conjunto son los elementos comunes a los conjuntos relacionados. La unión es representada por el sím- bolo: ∩ Conjunto Diferencia Perciba que dos conjuntos, A y B, llamamos conjunto diferencia o diferencia entre A y B, así, es el conjunto formado por los elementos de A que no pertenecen a B. El conjunto diferencia es represen- tado por A – B. Conjunto Complementar El conjunto complementar está re- lacionado con la diferencia de conjunto. Encontramos un conjunto complementar cuando, por ejemplo, dado un conjunto A y B y el conjunto B A, entonces B es complementar en relación a A. A = {2, 3, 5, 6, 8} B = {6,8} B A, entonces el conjunto comple- mentar será CAB = A – B = {2, 3, 5}. 1 2 5 6 7 A B 3 4 EJERCICIO SENTENCIAS Defina el tipo de las sentencias de abajo: 1. Chile y Brasil. 2. Emerson es profesor. 3. Ella es profesora. 4. Brasil fue campeón de fútbol en 1982. 5. ¡Qué bueno! 6. 5 x 4 = 20 7. 4 x 2 + 1 > 4 8. (-2)3 > 4 9. Brasil perdió el título. 10. X + Y es mayor que 7. 11. ¿Qué hora es? 12. Aquella mujer es linda. 13. Brasil ganó 5 medallas de oro en At- lanta. 14. - 4 - 3 = 7 15. 4 x 2 + 1 < 9 16. (-2)3 < 4 EJERCICIO SENTENCIAS Dadas las siguientes proposiciones sencillas: p: Juan es alto. q: Juan es jugador de Baloncesto. Escriba en la forma simbólica. 1. Juan no es alto. 2. No es verdad que Juan no es alto. 3. Juan es alto y es jugador de baloncesto. 4. Juan no es alto y es jugador de balon- cesto. 5. Juan no es alto o no es jugador de ba- loncesto. 6. Juan no es jugador de baloncesto. 7. No es verdad que Juan no es jugador de baloncesto. 8. Juan es alto o es jugador de baloncesto. 9. Juan es alto y no es jugador de balon- cesto. 10. No es verdad que Juan es alto y es ju- gador de baloncesto. 11. No es verdad que Juan es alto o es jugador de baloncesto. 12. No es verdad que Juan no es alto o es jugador de baloncesto. 13. Juan no es alto ni es jugador de baloncesto. ¿Cuál es la alternativa que exhibe la cantidad de líneas que una proposición compuesta por 8 proposiciones sencillas puede poseer en una Tabla Verdad? 1. 16 líneas 2. 32 líneas 3. 64 líneas 4. 128 líneas 5. 256 líneas EJERCICIO Argumento lógico ¿Qué regla de inferencia es ilustrada por el argumento dado? 1. . Si Martínez es el autor, entonces el libro es de ficción. Pero el libro no es de ficción. 2. Por lo tanto, Martínez no es el autor. 3. 2. Si la empresa va a quiebra, todos sus activos tienen que ser confiscados. La empresa fue a quiebra. Sigue que todos sus bienes tienen que ser confiscados. 4. 3. El perro tiene un pelo sedoso y le encanta ladrar. Por lo tanto, al perro le encanta ladrar. d) Si Paulo es un buen nadador, entonces él es un buen co- rredor. Si Paulo es un buen corredor, entonces él es un buen ciclista. Por lo tanto, si Paulo es un buen nadador, en- tonces él es un buen ciclista. En cada caso citado abajo, ¿Cuál es la conclusión que puede ser inferida (cuando pueda ser inferida alguna)? 1. Si el coche fue involucrado en un accidente donde el conductor huyó, entonces la pintura debe haberse descascarado. Pero la pintura no está descascarada. 2. O el tiempo quedará malo, o sal- dremos a tiempo. Si el tiempo que- da malo, entonces el vuelo puede ser cancelado. 3. Si la cuenta fuera cancelada hoy, usted sería pago mañana. Usted será pago mañana. 4. El césped necesita ser cortado y los árboles necesitan ser podados. Si el césped necesita ser cortado, entonces necesitamos barrer las hojas. EJERCICIO PROPOSICIONES Construya las Tablas Verdad para las proposiciones dadas: 1. ~p ^ ~q 2. (p ^ q) v p 3. p v (q ^ r) 4. (p → q) v q 5. (p ←→ q ) v p 6. (p ^ q) → r 7. p → (~q ^ r) 8. p ^ q v r 46LÓGICA COMPUTACIONAL BIBLIOGRAFÍA BERG, Alexandre Cruz; FIGUEIREDO, Joice Pavek. Lógica de Programação. Ulbra, 1998 CASTRUCCI, Benedito. “Introdução à Lógica Mate- mática”, São Paulo, 1973 CASTRUCCI, Benedito. “Elementos de Teoria dos Conjuntos”. DAGHLIAN, Jacob. “Lógica e Álgebra de Boole”. J.W. Lloyd. Foundations of Logic Programming. SV, 1987 Jaime C. Ferreira. Elementos de Lógica Matemática e Teoria dos Conjuntos. IST, 2001. PUGA, Sandra; RISSETTI, Gerson. Lógica de Progra- mação e Estrutura de dados. Prentice-Hall, 2004 Sabine Broda. Apontamentos de lógica computacional. Technical report, Departamento de Ciência de Computadores, FCUP, 2000. XAVIER, Gley Fabiano Cardoso. Lógica de Progra- mação. Senac, 2001 Z. Manna y A. Pnueli. The Temporal Logic of Reactive and Concurrent Systems. Vol. I: Specification. Springer-Verlar, Nueva York, 1992
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