background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

LOGIKA MATEMATYCZNA 

 

Stwierdzenie -  dowolne zdanie twierdzące 
opisujące właściwości dowolnych, 
zdefiniowanych uprzednio, obiektów.  

 

Wniosek: Żadna definicja nie jest stwierdzeniem. 

 

Szczególny przypadek: porównania ilościowe - stwierdzenia 
porównujące liczby i zmienne.  

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Porównania ilościowe i ich implementacje programowe 

Porównanie 

Objaśnienie 

WOLFRAM  EXCEL 

      

a jest równe b 

a= =b 

a=b 

      

a jest różne od 

a!=b 

a<>b 

      

a jest większe od b 

a>b 

a>b 

      

a jest większe 

równe b 

a>=b 

a>=b 

      

a jest mniejsze od 

b 

a<b 

a<b 

      

a jest mniejsze 

równe b 

a<=b 

a<=b 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Przykłady stwierdzeń i ich implementacje 

Pozycja 

Stwierdzenie 

WOLFRAM  EXCEL 

a) 

      

3= =4 

3=4 

b) 

          

x+3!=5 

x+3<>5 

c) 

          

2+5>4 

2+5>4 

d) 

       

6>=10 

6>=10 

e) 

    {          } 

 

 

f) 

Warszawa jest 

stolicą Islandii 

 

 

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Zdanie - każde stwierdzenie, o którym można 
orzec, czy jest prawdziwe, czy też fałszywe.  

 

Uwagi: 

 Zdaniami mogą być jedynie zdania oznajmujące.  

 Zdaniami nie są pytania, polecenia, prośby, wyrażenia 

ustalające pewne normy, prognozy, definicje. 

 

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Wartości logiczne zdań:  

 PRAWDA (T) - wartość logiczna przypisana zdaniu prawdziwemu  

 

FAŁSZ (F) - wartość logiczna przypisana zdaniu fałszywemu 

 

Implementacja programowa wartości logicznych  

Wartość logiczna  Logika  WOLFRAM 

EXCEL

PRAWDA 

True 

PRAWDA 

FAŁSZ 

False 

FAŁSZ 

 

*

W  arkuszu  EXCEL  wartość  logiczną  wybranych  zdań  można  ustalić,  stosując 

podstawienie  =P, gdzie symbol P oznacza oceniane zdanie.   

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Przykłady stwierdzeń i ich wartości logicznych 

Pozycja 

Stwierdzenie 

Czy to jest 

zdanie? 

Wartość 

logiczna 

EXCEL 

a) 

      

tak 

=3=4 

b) 

          

nie  

 

=x+3<>5 

c) 

          

tak 

=2+5>4 

d) 

       

tak 

=6>=10 

e) 

    {          } 

tak 

 

f) 

Warszawa jest 

stolicą Islandii 

tak 

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

zdania proste -  

            

 

zdania złożone -  przekształcone  zdania proste lub zdania 

proste połączone za pomocą spójników logicznych  

 

     - negacja zdania prostego    

(czytamy „nieprawda, że 

 

Negacja jest prawdziwa jedynie wtedy, kiedy zdanie proste 

jest fałszywe.  

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

       - alternatywa zdań prostych   i   (czytamy   lub  

Alternatywa jest prawdziwa jedynie wtedy, kiedy 

przynajmniej jedno ze zdań prostych jest prawdziwe.  

 

 

       - koniunkcja zdań prostych   i   (czytamy    )  

Koniunkcja jest prawdziwa jedynie wtedy, kiedy każde ze 

zdań prostych jest prawdziwe.  

 

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

       - implikacja zdania prostego   ze zdania prostego   

(czytamy „jeśli 

   to  

Implikacja jest fałszywa jedynie wtedy, kiedy prawdziwe zdanie 

proste 

  implikuje fałszywe zdanie proste  .  

 

       - równoważność zdań prostych   i     

(czytamy „

  wtedy i tylko wtedy, gdy  ”) 

Równoważność jest prawdziwa jedynie wtedy, kiedy oba zdania 

proste są równocześnie prawdziwe lub równocześnie fałszywe.  

 

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Definicje F-T zdań złożonych 

  

  

    

      

                    

 

 

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Kolejność wykonywania działań logicznych: 

1) 

wartości logiczne zdań prostych, 

2) 

działania w nawiasach, 

3) 

negacje, 

4) 

alternatywy i koniunkcje jako działania równorzędne, 

5) 

implikacje, 

6) 

równoważności. 

      W przypadku wielokrotnych działań równoważnych wykonuje je się 

w kolejności od lewej do prawej. Kolejność ma istotne znaczenie w 

przypadku wielokrotnych implikacji.    

 

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Uwaga:  

W portalu WolframAlpha tylko kolejność negacji, alternatyw i 

koniunkcji jest niezawodnie zachowana. W przypadku stosowania 

implikacji i równoważności warto oczekiwaną kolejność działań 

określić, używając nawiasów.  

 

Przykład  

Wartości logiczne poniższych zdań są identyczne. 

                        

      (      )    ))       ))     

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Implementacja programowa zdań złożonych 

Zdanie złożone  WOLFRAM 

EXCEL 

 

   

!p 

=NIE(P) 

      

p||q 

=LUB(P;Q) 

      

p&&q 

=ORAZ(P;Q) 

      

p=>q 

=LUB(NIE(P);Q) 

      

p<=>q 

=(P=Q) 

W arkuszu kalkulacyjnym Excel poszczególne symbole oznaczają:  

– zdanie proste  , Q – zdanie proste   

 

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Przykład sprawdzania wartości logicznej równoważności  

 

Równoważność 

WOLFRAM  

(instrukcja) 

EXCEL  

(podstawienie) 

                    (3==4)<=>(2+5>4)  R=((3=4)=(2+5>4)) 

 

 

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Tautologia (prawo rachunku zdań) - zdanie 

złożone, które jest zawsze prawdziwe w sposób 

niezależny od wartości logicznej zdań prostych 

składających się na to zdanie.   

Oznaczenia: 

 

̌   - prawdziwe zdanie proste 

 ̌   - fałszywe zdanie proste  

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Przykłady praw rachunku zdań  

 

Prawo wyłączonego środka:   

           

̌ 

Nie mogą jednocześnie być prawdziwe zdanie i jego 

zaprzeczenie.  

 

Prawo dopełnienia:     

           

̌. 

Zawsze jedno z dwóch zdań: zdanie lub jego zaprzeczenie 

jest prawdziwe. 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

 

Prawo podwójnego zaprzeczenia:  

          )

 .

  

 

Prawa przemienności:  

             , 

             .  

 

Prawa łączności:   

          )         )    , 

          )         )    . 

 

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

 

Prawa rozdzielności:               

          )         )         ),                                  

          )         )         ). 

 

 Prawa tautologii

         , 

         . 

 

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

 

Prawa pochłaniania: 

     

̌    ̌, 

     

̌    .         

 Prawa konfabulacji:  

     

̌    , 

     

̌    ̌.         

Powyższe tautologie znajdują zastosowanie przy 
przekształcaniu złożonych zdań logicznych.         

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

 Prawo eliminacji implikacji:              

      )           ) . 

Tautologia ta została już zastosowana do określenia wartości 

logicznej implikacji w implementacjach arkusza EXCEL 

 

Zdanie złożone  WOLFRAM 

EXCEL 

      

p=>q 

=LUB(NIE(P);Q) 

 

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

 

Negacja Łukasiewicza:           

 

      (     

̌).  

 

Tautologia ta służy do zdefiniowania negacji w zbiorze reguł 

decyzyjnych,  to jest  na zbiorze zdań postaci: „Jeśli zachodzi 

A to podejmij decyzję B.”    

 

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

 Prawo transpozycji:        

 

      )             ) .  

 

Służy do sformułowania twierdzenia przeciwstawnego do 

danego.    

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

 

Prawo  sprowadzania  do  sprzeczności  (reductio  ad 

absurdum):                   

        )       .   

 

Mówi, że jeśli z rozważanego zdania wynika jego 

zaprzeczenie, to jest to zdanie fałszywe.  

Tautologia ta uzasadnia w matematyce prowadzenie dowodu 

nie wprost. 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Prawo Claviusa: 

        )      . 

Tautologia ta informuje, że jeśli rozważane zdanie wynika ze 

swego zaprzeczenia, to jest ono prawdziwe. 

Prawo Dunsa Szkota

            ). 

Tautologia ta ostrzega, że jeżeli zdanie jest fałszywe, to 

wynika z niego każde inne zdanie. 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Prawo symplifikacji: 

          ). 

Tautologia ta mówi, że zdanie prawdziwe może wynikać z 

dowolnego zdania.  

 

Stosowanie się do dwóch ostatnich praw pozwala na unikanie 

wypowiadania implikacji niewnoszących nic nowego do 

naszej wiedzy.  

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Do sprawdzenia czy rozpatrywane zdania złożone są prawami rachunku 

zdań można zastosować metodę F-T  

Przykład. Sprawdzenie, czy pierwsze prawo De Morgana jest tautologią.  

                    )                          )           ) 

F  F 

F  T 

T  F 

T  T 

W ostatniej kolumnie tabeli stwierdzono jedynie wartości T. Oznacza to, 

że zdanie złożone jest tautologią.   

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Implementacja WOLFRAM  

W portalu WolframAlpha wyznaczając wartość funkcji: 

TautologyQ[p

można sprawdzić, czy zdanie p jest tautologią. Funkcja ta zwraca 
wartość logiczną zdania „Zdanie jest tautologią.”   

Przykład. 

Sprawdzamy, czy pierwsze prawo De Morgana jest tautologią. 

Stosując portal WolframAlpha, wyznaczamy wartość: 

TautologyQ[!(p||q)<=>(!p&&!q)]. 

Wartość ta jest równa True. Dowodzi to, że pierwsze prawo De Morgana 

jest tautologią.

 

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Twierdzenia  

Aksjomat - pewne zdanie, o których w matematyce i innych 

naukach dedukcyjnych zakłada się, że jest prawdziwe.     

 

Następnie  za  pomocą  dedukcji  dowodzi  się  prawdziwości  kolejnych  zdań. 

Narzędziem tej dedukcji są twierdzenia matematyczne. 

 

Twierdzenie matematyczne -  implikacja zawsze 
prawdziwa.            

 

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Podstawowe przesłanki wnioskowania 
dedukcyjnego:        

    

 Zdanie 

  nazywamy warunkiem dostatecznym dla 

zdania 

  wtedy, kiedy implikacja       jest 

twierdzeniem matematycznym.   
 

 Zdanie 

  nazywamy warunkiem koniecznym dla zdania 

  wtedy, kiedy implikacja       jest twierdzeniem 
matematycznym.      

 

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Opis twierdzenia matematycznego 

Warunek dostateczny 

  

Warunek konieczny 

  

Twierdzenie matematyczne 

      

Z tabeli wynika, że: 

- prawdziwość warunku dostatecznego pociąga za sobą prawdziwość dowodzonego zdania, 

- fałszywość warunku koniecznego pociąga za sobą fałszywość dowodzonego zdania, 

- fałszywość warunku dostatecznego nie rozstrzyga o prawdziwości dowodzonego zdania, 

- prawdziwość warunku koniecznego nie rozstrzyga o prawdziwości dowodzonego zdania. 

 

Oznacza  to,  że  dla  dedukcji  użyteczne  są  jedynie  przypadki  prawdziwego  warunku 

dostatecznego i fałszywego warunku koniecznego.    

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Przykład.   

 

Zdanie „Liczba 

  jest podzielna przez 3” jest warunkiem 

koniecznym dla zdania „Liczba 

  jest podzielna przez 6”.  

 

Zdanie „Liczba 

  jest podzielna przez 9” jest warunkiem 

dostatecznym dla zdania „Liczba 

  jest podzielna przez 3”. 

 

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Zdanie pewne (pewnik)  - zdanie prawie zawsze prawdziwe 
(w naukach empirycznych prawdziwość poszczególnych zdań 
prostych określana jest na podstawie obserwacji).  

Zdanie niemożliwe - zaprzeczenie zdania pewnego.  

 

Zaprzeczenie zdania niemożliwego jest zdaniem pewnym.  

 

Zdanie pewne w prowadzonej dedukcji traktujemy jako zdanie prawdziwe. W 

naukach  empirycznych  dodatkowym  narzędziem  stosowanym  w  dedukcji  są 

prawa natury.  

 

Prawo natury - implikacja pewna, to jest implikacja prawie 
zawsze prawdziwa.  

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Twierdzenie - implikacja, która jest prawem natury lub 
twierdzeniem matematycznym.   

 

Twierdzeniem odwrotnym do twierdzenia 

      jest 

implikacja 

     .  

 

Twierdzeniem przeciwstawnym do twierdzenia 

      jest 

implikacja 

         . 

 

Twierdzenie odwrotne nie zawsze jest twierdzeniem.  

Każde twierdzenie przeciwstawne jest twierdzeniem (zgodnie z 
prawem transpozycji).

  

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Przykład  

 Zdanie „Jeśli osobnik P jest ptakiem, to osobnik P jest pingwinem” 

jest  twierdzeniem  odwrotnym  do  twierdzenia 

   „Jeśli  osobnik  P 

jest pingwinem, to osobnik P jest ptakiem”. Utworzone twierdzenie 

odwrotne  nie  jest  jednak  twierdzeniem,  gdyż  na  przykład  jaskółka 

jest ptakiem. 

 Zdanie  „Jeśli  osobnik  P  nie  jest  ptakiem,  to  osobnik  P  nie  jest 

pingwinem” jest twierdzeniem przeciwstawnym do twierdzenia 

 .  

 

W języku potocznym twierdzenie 

  wypowiadamy w równoważny 

sposób jako zdanie „Każdy pingwin ma skrzydła”.  

 

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Przesłanką  do  wyciągnięcia  wniosku  może  być  dowolne  zdanie 

prawdziwe.  

 

Przesłanki  wnioskowania  można  przedstawić  jako  zbiór  zdań  

 

   

 

       

 

}.  

 

Wnioskowanie  polega  wtedy  na  logicznie  uzasadnionym 

przypisaniu pewnemu zbiorowi przesłanek wniosku 

  uznawanego 

następnie za zdanie prawdziwe.   

 

Wnioskowania  te  są  ujęte  w  ramy  określone  przez  reguły 

wnioskowania.     

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Zdanie „Prawdziwość przesłanek {

 

 

   

 

       

 

} 

dowodzi prawdziwości wniosku 

 ” jest regułą 

wnioskowania wtedy i tylko wtedy, kiedy 
zdanie  

 

 

   

 

       

 

)     jest tautologią.  

 

Tak zdefiniowaną regułę wnioskowania 
opisujemy za pomocą symboli  

 

   

 

       

 

}    .  

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Reguły wnioskowania 

 

Reguła odrywania (modus ponens):                                      

{      )    }    . 

 

Reguła podnoszenia (modus tollens):                              

{      )  

 

  }  

 

    

 Sylogizm:                      

{      )        )}         )   

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

 

Dowód nie wprost (reductio ad absurdum):                   

{       )}        

 

Reguła dodawania:                               

{ }          

 

Reguła specjalizacji:                            

{     }      

 

Reguła redukcji: 

{      )        )}   (      )    )    

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Przykład.  

zdanie 

    „w Poznaniu padał deszcz”  

zdanie 

    „na poznańskich ulicach pojawiły się kałuże”  

Potoczna wiedza: implikacja 

      („Jeśli w Poznaniu padał deszcz, to 

na poznańskich ulicach są kałuże”) jest twierdzeniem.   

Będąc na trzecim piętrze budynku stojącego w Poznaniu, 
zaobserwowaliśmy, że pada deszcz. Zdanie 

  jest więc prawdziwe.  

Korzystając z reguły odrywania, wnioskujemy, że zdanie 

  jest 

prawdziwe. 

Wystarczy to do wnioskowania, że na ulicach pojawiły się kałuże.  

Dla stwierdzenia tego faktu nie musieliśmy wyglądać przez okno na 
ulicę.

 

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Przykład.  

zdanie 

    „Osobnik P jest pingwinem”   

zdanie 

    „Osobnik P jest ptakiem”   

zdanie 

    „Osobnik P ma skrzydła”.  

Wiedza przyrodnicza: implikacje 

      i       są twierdzeniami.  

Stosując sylogizm dochodzimy do wniosku, że również 
implikacja 

      jest twierdzeniem 

(„Każdy pingwin ma skrzydła”).  

Ostatni pewnik otrzymaliśmy drogą logicznego rozumowania 
dwóch poprzednich pewników potwierdzonych empirycznie. 
Dzięki temu nie musimy już empirycznie sprawdzać, czy każdy 
pingwin ma skrzydła.   

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Funkcje zdaniowe 

 

Funkcja zdaniowa - stwierdzenie 

             ) zawierające 

pewne wolne zmienne zdaniowe 

                       , które 

dla ustalonych wartości tych zmiennych staje się zdaniem.  

 

Zbiory 

            nazywane są zakresami zmienności 

zmiennych zdaniowych.   

 

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Zdanie logiczne możemy uzyskać z funkcji zdaniowej poprzez 

podstawienie za wolne zmienne zdaniowe konkretnych wartości 

pochodzących z zakresów zmienności tych zmiennych.  

 

Podstawienia te wiążą poszczególne zmienne zdaniowe.  

 

W szczególnym przypadku zakresy zmienności zmiennych 

zdaniowych są zdefiniowane poprzez kontekst wyrażenia 

zastosowanego do sformułowania funkcji zdaniowej.  

 

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Przykład  

Wypowiedź  

„Znajomy pan X ma czerwony samochód” 

jest funkcją zdaniową 

   ) określoną dla zakresu zmienności 

zdefiniowanego domyślnie, jako zbiór znajomych mężczyzn.  

 

Jeśli pomiędzy tymi znajomymi jest pan Abacki, to wyrażenie  

        ) 

oznaczające „Pan Abacki ma czerwony samochód”  

jest zdaniem logicznym.

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Przykład  

 Wyrażenie  

          

jest funkcją zdaniową 

      ) określoną dla zakresów 

zmienności zdefiniowanych domyślnie w następujący sposób: 
      i      .  

Dla 

      i       otrzymujemy zdanie       ) oznaczające 

          . Jest to zdanie prawdziwe.  

Dla 

      i       otrzymujemy zdanie       ) oznaczające 

          . Jest to zdanie fałszywe.  

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Funkcje zdaniowe mogą być przekształcane lub łączone za 

pomocą spójników logicznych.  

Jeśli funkcje zdaniowe 

             ) i              ) mają wspólne 

zakresy zmienności 

                       , to wtedy wyrażenia: 

 

               ),                                                      

 

             )                ),                                         

 

             )                ),                                         

 

             )                ),                                              

 

             )                ).                                         

są funkcjami zdaniowymi z identycznym zakresem zmienności

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Przykład   

Wyrażenia  

   ) 

oznaczające

 

     , 

   ) 

oznaczające

 

 

 

    

są funkcjami zdaniowymi o zakresie zmienności 

     .  

Wyrażenie  

   )      ) 

jest funkcją zdaniową o zakresie zmienności 

       

(czytamy 

       lub   

 

    ).   

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Funkcję zdaniową 

             ) gdzie                          

nazywamy tożsamością, jeśli dla dowolnych ustalonych 
wartości 

 

 

      

 

          

 

    zdanie    

 

   

 

       

 

jest prawdziwe.  

Przykład 

Funkcja zdaniowa  

       lub   

 

     

nie jest tożsamością, gdyż dla 

      daje zdanie fałszywe.  

Funkcja zdaniowa  

      )

 

   

 

               

 

 

nazywana wzorem skróconego mnożenia jest tożsamością.

  

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Z danej funkcji zdaniowej można otrzymać 
zdanie poprzez użycie kwantyfikatorów 
określających wzajemne związki pomiędzy 
funkcją zdaniową a zakresami zmienności jej 
zmiennych zdaniowych.  

 

Mówimy wtedy, że kwantyfikator przypisany 
danej zmiennej zdaniowej wiąże tę zmienną 
zdaniową.  

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

   - kwantyfikator ogólny (duży, uniwersalny)  

czytamy: „dla każdego” 

Zapis  

           ) 

 

oznacza, że  

,,dla każdego 

      zdanie    ) jest 

prawdziwe”.  

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Przykład  

Rozważmy funkcję zdaniową  

          

o domyślnym zakresie zmienności 

     .  

Wtedy zdanie:  

              

jest zdaniem fałszywym, gdyż na przykład zdanie  

          

jest zdaniem fałszywym. 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

   - Kwantyfikator szczegółowy 

(mały, egzystencjalny)

  

czytamy:  „istnieje” 

Zapis  

             ) 

oznacza, że  
„istnieje 

 

 

    takie, że zdanie    

 

) jest 

prawdziwe”.   

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Przykład  

Rozważmy funkcję zdaniową  

 

 

                

o domyślnym zakresie zmienności 

     .  

Zdanie:  

     

 

                

jest zdaniem prawdziwym, gdyż zdania  

 

 

                     i       

 

                

są prawdziwe.     

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

   - kwantyfikator jednoznaczności  

czytamy: „istnieje dokładnie jeden”.  

Zapis  

               ) 

oznacza, że  
„istnieje dokładnie jedno 

 

 

    takie, że 

zdanie 

   

 

) jest prawdziwe”.

 

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Przykład   

Ponownie rozważmy funkcję zdaniową  

 

 

                

Zdanie:  

       

 

                

jest zdaniem fałszywym, gdyż oba zdania  

 

 

                    i      

 

                

są prawdziwe.    

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Istotną pomocą przy negowaniu zdań 

utworzonych przy użyciu kwantyfikatorów 

służą  

prawa De Morgana dla kwantyfikatorów

 

 

            )          

 

    )   

 

            )          

 

   ). 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Przykład  

 

                   

 

          )                . 

Ostatnie zdanie jest prawdziwe, bo zdanie 

          jest 

prawdziwe. 

Przykład  

 

      

 

                     

 

  

 

               )

       

 

                

Ostatnie zdanie jest fałszywe, bo na przykład zdanie  

 

 

                jest fałszywe.  

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Prowadząc wnioskowanie możemy korzystać z 

dodatkowych reguł wnioskowania 

określonych dla dowolnej wartości zmiennej 

zdaniowej 

 

 

     

   

 

)              ), 

           )      

 

). 

 

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Przykład  

 

 

Jeśli  wiemy,  że  pan  Abacki  jest  inteligentny,  to  dowodzi 

istnienia ludzi inteligentnych.  

 

 

Jeśli wiemy, że wszyscy ludzie są inteligentni, to dowodzi 

inteligencji pana Abackiego.  

 

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Dowolną funkcję zdaniową 

   

 

   

 

       

 

) przekształcamy w zdanie logiczne 

wiążąc wszystkie wolne zmienne zdaniowe 

 

 

   

 

   

 

   

 

       

 

   

 

.  

 

Każdą  ze  zmiennych  zdaniowych 

 

 

  możemy  związać  na  jeden  z  dwóch 

sposobów: 

 

za zmienną zdaniową 

 

 

 podstawiamy ustaloną wartość 

 

   

   

 

,  

 

wzajemne  związki  pomiędzy  funkcją  zdaniową 

   

 

   

 

       

 

)  a 

zakresem  zmienności 

 

 

  określamy  za  pomocą  kwantyfikatora  ogólnego 

lub szczegółowego.   

 

Funkcja  zdaniowa,  w  której  została  związana  jedynie  część  wolnych 

zmiennych zdaniowych, pozostaje nadal funkcją zdaniową.   

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Przykład  

Rozważmy funkcję zdaniową: 

   

   

   . 

Przyjmijmy podstawienia 

      i      .  

Wyrażenie: 

              

     

     

    

jest funkcją zdaniową z wolną zmienną zdaniową 

        {  }.  

Oznacza to, że powyższa funkcja nie jest zdaniem. Jeżeli tę zmienną zwiążemy, to uzyskamy zdanie: 

         {  }                 

   

   

    . 

Zdanie to będzie fałszywe (wystarczy rozwiązać odpowiednią nierówność z niewiadomą 

  i parametrem  ).    

 

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Przykład 

Zaprzeczymy ostatniemu zdaniu poprzedniego przykładu: 

 

         {  }            

     

     

      

           {  }   

 

               

     

     

      

           {  }                   (

     

     

   )   

           {  }                 

   

   

   . 

Uzyskane zdanie jest prawdziwe.

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Równania i nierówności  

Warunek nałożony na niewiadome 

            - każda złożona funkcja 

zdaniowa 

             ) uzyskana przez przekształcenie lub połączenie 

prostych funkcji zdaniowych postaci :   

 

             )     (dowolne równanie z niewiadomymi                )  

 

 

             )       oraz 

 

             )     (dowolne nierówności z niewiadomymi                ). 

 

W tej sytuacji dowolne równanie lub nierówność jest warunkiem nałożonym 

na niewiadome. 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Pierwiastek warunku 

             ) - każde zdanie  

 

     

 

       

 

           

 

 

 

takie, że zdanie  

   

 

   

 

       

 

jest prawdziwe.  

 

Każdy  pierwiastek  warunku  nazywany  też  jest  rozwiązaniem 

szczegółowym warunku. 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Przykład   

 Zdanie 

      jest pierwiastkiem równania: 

         , 

bo zdanie 

          jest prawdziwe.  

 Zdanie 

      jest pierwiastkiem nierówności: 

          , 

bo zdanie 

           jest prawdziwe.  

 Zdanie 

              jest pierwiastkiem równania: 

             , 

bo zdanie 

              jest prawdziwe. Zdanie               nie jest 

pierwiastkiem tego równania, bo zdanie 

              jest fałszywe. 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Rozwiązanie  warunku  polega  na  wyznaczeniu  wszystkich 

pierwiastków  tego  warunku,  to  jest  na  wyznaczeniu 

rozwiązania ogólnego tego warunku. 

Rozwiązanie ogólne - zbiór wszystkich pierwiastków 
warunku.

 

Przykład  

 Zdanie 

      jest jedynym pierwiastkiem równania           . 

Zatem zbiór {

 } jest rozwiązaniem ogólnym tego równania.  

 

Przedział  

     ) jest rozwiązaniem ogólnym nierówności  

          .     

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Implementacja WOLFRAM  

 

Rozwiązanie ogólne warunku lub przykłady 
rozwiązań szczegółowych danego warunku 
możemy znaleźć, zapisując w linii poleceń ten 
warunek i następnie go zatwierdzając. 
Rozwiązanie ogólne często jest przedstawione 
w formie graficznej.

  

 

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Metoda przekształceń równoważnych polega na zastępowaniu 

warunku  

             ) 

przez  warunek  

             ) 

taki, że równoważność:  

             )                ) 

jest tożsamością.  

Wtedy rozwiązanie ogólne warunku 

             ) jest równe 

rozwiązaniu ogólnemu warunku 

             ).    

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Przykład  

Do obu stron nierówności:  

          

dodajemy 

  i wykonujemy działania po obu stronach nierówności.  

W  ten  sposób  nierówność  tę  równoważnie  przekształcamy  do 

nierówności: 

     . 

Rozwiązaniem  ogólnym  każdej  z  tych  nierówności  jest  przedział 
〈     ).  

WolframAlpha - zapisanie w linii poleceń warunku:  x-2>=4.

 

 

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Przykłady przekształceń równoważnych:  

 obliczanie wartości wyrażeń występujących w warunku, 

 

dodawanie do obu stron warunku tej samej wartości, 

 

mnożenie obu stron warunku przez wartość większą od 

zera,  

 

zastąpienie iloczynowej postaci warunku:  

             )                )     

     przez alternatywę: 

             )                    )    .      

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Metoda analizy starożytnych polega na zastępowaniu warunku  

             ) 

przez  warunek  

             ) 

taki, że implikacja:  

             )                ) 

jest tożsamością.  

Wtedy rozwiązanie ogólne warunku 

             ) zawiera  rozwiązanie ogólne 

warunku 

             ).  

 

W każdym przypadku konieczne jest sprawdzenie, czy pierwiastki 

otrzymanego ostatecznie warunku są pierwiastkami początkowego warunku. 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Przykład 

Rozwiążemy równanie: 

    √     . 

Podnosimy to równanie obustronnie do kwadratu 

 

 

       . 

Rozwiązanie ogólne tego równania: {

     }.  

Zdanie 

       nie jest pierwiastkiem rozwiązywanego równania.  

Zdanie 

      jest pierwiastkiem rozwiązywanego równania. 

Rozwiązaniem ogólnym pierwszego równania jest zbiór {

 }. 

WolframAlpha: zatwierdzić w linii poleceń warunek: 

x=Sqrt[x+6]  .  

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

W szczególnym przypadku mogą istnieć warunki nieposiadające 

pierwiastków. Oznacza to, że rozwiązanie ogólne takiego warunku 

jest zbiorem pustym.  

 

Jeśli dla dowolnych ustalonych wartości 

 

 

   

 

       

 

    zdanie 

   

 

   

 

       

 

) jest fałszywe, wtedy warunek              ) 

nazywamy warunkiem sprzecznym

Przykład   Równanie:  

 

 

        

jest równaniem sprzecznym, gdyż lewa strona tego równania zawsze jest 

dodatnia.      

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Układem warunków: 

{

 

 

            )

 

 

            )

 

 

 

            )

 

nazywamy koniunkcję: 

 

 

            )    

 

            )        

 

            ). 

     

Implementacja WOLFRAM: Rozwiązanie ogólne warunku lub przykłady 

rozwiązań szczegółowych danego układu warunków możemy znaleźć, 

zapisując w linii poleceń koniunkcję warunków i następnie zatwierdzając cały 

układ. Rozwiązanie ogólne często jest przedstawione w formie graficznej. 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

Przykład  Rozwiążmy układ równań:  

{

      )     

 

           )    

  

 

            )         )     

 

1.  Postaci iloczynowe zastępujemy przez alternatywy.  

Otrzymujemy układ warunków: 

{

              

 

               

 

 

                            

2. Rozwiązując  występujące  w  tych  warunkach  równania  liniowe  i  kwadratowe, 

dostajemy układ warunków:   

{

                      

                     . 

3. Ten układ warunków zastępujemy koniunkcją: 

                       )                         )  

 

background image

Opracowano na podstawie K. Piasecki, M. Anholcer, K. Echaust:  e-Matematyka wspomagająca ekonomię, C.H. Beck 2013 

 

 

4. Otrzymany warunek rozwiązujemy: 

                       )                         )   

                )                 )                 )   

                )                 )                 )   

                )                 )                 )   

                        )                 )   

              )                     )                 )    . 

5. Ostatecznie otrzymujemy rozwiązanie ogólne rozwiązywanego układu równań: 

              )                 )                 )                 )

                )  

 

Identyczne rozwiązanie otrzymamy, zapisując w linii poleceń WolframAlpha

(x-1)*(y^2-5*y+6)=0&&(x^2-9*x+20)*(y-6)=0.