Метода
.pdfEE \RBRANOWOJ OBLASTI H WNA^ALE PRIWODQT FORMULU P(x1; : : : ; xn) K KON_@NKTIWNOJ NORMALXNOJ FORME I POLU^A@T REZOLXWENTY PO PRAWILU (A _ B)(A _ C) = (A_ B)(A_ C)(B _ C) S CELX@ POLU^ITX DIZ_@NKTY WIDA Q I Q .
dLQ UNIFIKACII IME@]IHSQ \LEMENTARNYH KON_@NKCIJ MOVNO |
||||||||||||||||||||
ISPOLXZOWATX PODSTANOWKI WIDA (x1jjt1; x2jjt2; : : : ; xnjjtn) , GDE PERE- |
||||||||||||||||||||
MENNYE xi |
I TERMY ti BERUTSQ IZ PREOBRAZUEMOJ FORMULY. |
|||||||||||||||||||
pRIMER 4. dOKAZATX F1; F2 ` F , GDE F1 = 8x (P (x) |
! Q(x)) , |
|||||||||||||||||||
F2 = 8x (Q(x) ! R(x)) , F = 8x (P (x) |
! R(x)) . |
|
|
|
|
K SKOLEMOWSKOJ |
||||||||||||||
rE[ENIE. pREOBRAZUEM FORMULU |
G = F1F2F |
|
||||||||||||||||||
FORME: G = 8x (P (x) _Q(x)) |
^8x ( |
Q(x) _R(x)) ^9x (P (x) ^ R(x)) = |
||||||||||||||||||
= 9y 8 |
x ((P |
(x) _ Q(x)) |
^ |
(Q |
(x) _ R(x)) ^ P(y |
) ^ R |
(y)) = |
|||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
= 8x((P (x) _ Q(x)) ^ (Q(x) _ R(x)) ^ P |
(a) ^ R(a)) . |
|
|
|||||||||||||||||
dALEE NAHODIM REZOLXWENTY POLU^ENNYH ^ETYREH DIZ_@NKTOW |
||||||||||||||||||||
G1 = P (x) |
_ Q(x) , G2 = Q(x) _ R(x) , G3 = P (a) I G4 = R(a) : |
|||||||||||||||||||
G5 = Q(a) |
{ REZOLXWENTA G1(xjja) I G3 , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
G6 = Q(a) |
{ REZOLXWENTA G2(xjja) I G4 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
w REZULXTATE POLU^ILOSX, ^TO G5 G6 = Q(a) Q(a) = 0 . oTS@DA |
||||||||||||||||||||
SLEDUET, ^TO G = 0 W \RBRANOWOJ OBLASTI H = fag . |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
pRIMER 5. dOKAZATX, ^TO F1; F2 ` |
F , ESLI F1 = 8x 9y P (x; y) , |
|||||||||||||||||||
F2 = 8x 8y (P (x; y) ! P (y; x)) , F = 8y 9x P(x; y) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
rE[ENIE. w \TOM PRIMERE IZ FORMULY G = F1F2F |
|
POSLE PE- |
||||||||||||||||||
REIMENOWANIQ SWQZANNYH PEREMENNYH I PRIWEDENIQ K SKOLEMOWSKOJ |
||||||||||||||||||||
FORME POLU^A@TSQ SLEDU@]IE DIZ_@NKTY: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
G1 = P(x; f(x)) , G2 = q P (u; v) P (v; u) I G3 = q P (w; a) . |
||||||||||||||||||||
nAJDEM REZOLXWENTU G4 = q P(a; w)_ FORMUL G2(v |
jj |
w; u |
jj |
a) I G3 . |
||||||||||||||||
pOSKOLXKU |
G1(x a) = P (a; f(a)) , A G4(w |
jj |
f(a)) = |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
q P(a; f(a)) , TO |
|||||||||||||||||||
|
|
jj |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
FORMULA G LOVNA W \RBRANOWOJ OBLASTI H = fa; f(a); f(f(a)); : : : g .
x15. iS^ISLENIE S RAWENSTWOM
kONKRETNYE AKSIOMATI^ESKIE TEORII POLU^A@TSQ IZ IS^ISLENIQ PREDIKATOW DOBAWLENIEM SOBSTWENNYH AKSIOM, PREDMETNYH KONSTANT, PREDIKATNYH I FUNKCIONALXNYH SIMWOLOW.
21
w KA^ESTWE PRIMERA RASSMOTRIM AKSIOMATI^ESKU@ TEORI@ S RAWENSTWOM (EQ).
k IS^ISLENI@ PREDIKATOW DOBAWIM KONKRETNYJ PREDIKAT P (x; y) , KOTORYJ OBOZNA^IM ^EREZ x = y I DWE NOWYE AKSIOMY:
Eq1 8x (x = x) ,
Eq2 (x = y) ! (F (x) ! F (x==y)) ,
GDE ^ASTI^NAQ PODSTANOWKA F(x==y)) OZNA^AET PRAWILXNU@ ZAMENU W FORMULE NEKOTORYH WHOVDENIJ PEREMENNOJ x NA PEREMENNU@ y .
sWOJSTWO 1. w TEORII S RAWENSTWOM ` t = t , GDE t { TERM. dOKAZATELXSTWO SOSTOIT IZ SLEDU@]IH UTWERVDENIJ:
1) |
` 8x (x = x) |
{ AKSIOMA Eq1 ; |
2) |
` 8x (x = x) |
! (t = t) { AKSIOMA P 1 IS^ISLENIQ PREDIKATOW; |
3) |
` (t = t) { IZ 1) I 2) PO PRAWILU modus ponens. |
sWOJSTWO 2. w TEORII EQ IMEET MESTO SIMMETRI^NOSTX RAWENSTWA, T.E. x = y ` y = x .
dOKAZATELXSTWO SOSTOIT IZ SLEDU@]IH UTWERVDENIJ:
1) ` (x = y) ! ((x = x) ! (y = x)) { AKSIOMA Eq2 , W KOTOROJ W KA^ESTWE F(x) WZQLI FORMULU x = x ;
2) x = y ` (x = x) ! (y = x) { IZ 1) PO TEOREME DEDUKCII; 3) x = y; x = x ` y = x { IZ 2) PO TEOREME DEDUKCII;
4) ` x = x { PO SWOJSTWU 1;
5) x = y ` y = x { IZ 3) UDALENIEM WYWODIMOJ GIPOTEZY x = x .
sWOJSTWO 3. w TEORII EQ IMEET MESTO TRANZITIWNOSTX RAWENST-
WA, T.E. x = y; y = z ` x = z .
dOKAZATELXSTWO SOSTOIT IZ SLEDU@]IH UTWERVDENIJ:
1) ` (y = x) ! ((y = z) ! (x = z)) { AKSIOMA Eq2 , W KOTOROJ W KA^ESTWE F(y) WZQLI FORMULU y = z ;
2) y = x ` (y = z) ! (x = z) { IZ 1) PO TEOREME DEDUKCII; 3) x = y ` y = x { PO SWOJSTWU 2;
4) x = y ` (y = z) ! (x = z) { IZ 3) I 2) PO TRANZITIWNOSTI WYWODA;
5) x = y; y = z ` x = z { IZ 4) PO TEOREME DEDUKCII.
22
x16. fORMALXNAQ ARIFMETIKA
fORMALXNAQ ARIFMETIKA POLU^AETSQ IZ TEORII S RAWENSTWOM DOBAWLENIEM KONSTANTY 0, WWEDENIEM FUNKCIONALXNYH SIMWOLOW
f(x; y) = x + y , |
g(x; y) = x y , |
next(x) = x0 |
||||
I DOBAWLENIEM SLEDU@]IH SOBSTWENNYH AKSIOM: |
||||||
(Ar1) |
F (0) ! (8x (F (x) ! F (x0)) |
! 8x F(x)) , |
||||
(Ar2) (t10 = t20 ) ! (t1 = t2) , |
|
|||||
(Ar3) (t1 = t2) ! (t10 = t20 ) , |
|
|||||
|
|
6 |
|
|
|
|
(Ar4) |
t0 = 0 , |
|
|
|||
(Ar5) |
t + 0 = t0 , |
|
|
|||
(Ar6) t1 |
+ t0 |
= (t1 + t2)0 , |
|
|||
|
|
|
2 |
|
|
|
(Ar7) |
t |
0 = 0 , |
|
|
||
(Ar8) t1 |
t20 = t1 |
t2 + t1 . |
|
|||
aKSIOMU |
Ar1 |
NAZYWA@T PRINCIPOM MATEMATI^ESKOJ INDUKCII. |
||||
pRIWEDEM DRUGU@ FORMULIROWKU \TOGO PRINCIPA. |
||||||
sWOJSTWO 1. eSLI |
` F(0) I ` F (x) ! F(x0) , TO ` 8x F (x) . |
|||||
dOKAZATELXSTWO SOSTOIT IZ SLEDU@]IH UTWERVDENIJ: |
||||||
1) |
` F (x) ! F (x0) |
{ DANO PO USLOWI@; |
||||
2) |
` 8x(F(x) |
! F(x0)) { IZ 1) PO PRAWILU OBOB]ENIQ; |
||||
3) |
` F (0) |
{ DANO PO USLOWI@; |
|
|||
4) |
` F (0) |
! (8x (F (x) ! F (x0)) ! 8x F(x)) { AKSIOMA Ar1 , |
||||
5) |
` 8x(F(x) |
! F (x0)) ! 8x F (x) |
{ IZ 3) I 4) PO PRAWILU MP , |
|||
6) |
` 8x F (x) |
{ IZ 2) I 5) PO PRAWILU MP . |
||||
sWOJSTWO 1 DOKAZANO. |
|
mODELX@ DLQ FORMALXNOJ ARIFMETIKI QWLQETSQ MNOVESTWO N0 S OBY^NYMI OPERACIQMI SLOVENIQ I UMNOVENIQ, A next(x) = x + 1 . w OTLI^IE OT IS^ISLENIQ WYSKAZYWANIJ I IS^ISLENIQ PREDIKATOW FORMALXNAQ ARIFMETIKA NE QWLQETSQ POLNOJ. mY PRIWEDEM BEZ
DOKAZATELXSTWA FORMULIROWKU TEOREMY O EE NEPOLNOTE.
tEOREMA gEDELQ O NEPOLNOTE. sU]ESTWUET ZAMKNUTAQ FOR-
MULA F TAKAQ, ^TO W FORMALXNOJ ARIFMETIKE NE WYWODITSQ KAK FORMULA F , TAK I EE OTRICANIE F .
23
x17. nE^ETKAQ LOGIKA, OPERACII DIZ_@NKCII,
KON_@NKCII I OTRICANIQ
w NE^ETKOJ LOGIKE RASSMATRIWA@TSQ FUNKCII y = f(x1; : : : ; xn) ,
GDE xi 2 [0; 1] PRI i = 1; 2; : : : ; n I y 2 [0; 1] .
oPREDELENIE 1. zNA^ENIQ NE^ETKOJ DIZ_@NKCII I KON_@NKCII OPREDELQ@TSQ PO FORMULAM y = x1_x2 = max(x1; x2) I y = x1^x2 = = min(x1; x2) .
sLEDU@]IE SWOJSTWA NE^ETKOJ DIZ_@NKCII I KON_@NKCII TAKIE VE, KAK I DLQ DWUZNA^NOJ LOGIKI:
1) a _ 0 = a, |
1') a ^ 0 = 0, |
|
|
2) a _ 1 = 1, |
2') a ^ 1 = a, |
|
|
3) a _ a = a, |
3') a ^ a = a, |
|
|
4) a _ b = b _ a, |
4') a ^ b = b ^ a, |
|
|
5) |
a _ (b _ c) = (a _ b) _ c, |
5') a ^ (b ^ c) = (a ^ b) ^ c, |
^ c, |
6) |
ESLI a 6 b, TO a _ c 6 b _ c, |
6') ESLI a 6 b, TO a ^ c 6 b |
|
7) |
a ^ (b _ c) = (a ^ b) _ (a ^ c), |
7') a_(b ^c) = (a _b) ^(a^c). |
|
sWOJSTWA 1 { 6 I 1' { 6' NEPOSREDSTWENNO WYTEKA@T IZ OPREDE- |
LENIQ; |
PRIWEDEM DOKAZATELXSTWO SWOJSTWA 7. pUSTX b 6 c , |
TOGDA |
||||||||||||
a ^ (b _ c) = a ^ c I (a ^ b) _ (a ^ c) = a ^ c , T.K. a ^ b 6 a |
^ c PO |
|||||||||||||
SWOJSTWU 6'. sWOJSTWO 7' DOKAZYWAETSQ ANALOGI^NO. |
|
|||||||||||||
oPREDELENIE 2. zNA^ENIE NE^ETKOGO OTRICANIQ OPREDELQETSQ |
||||||||||||||
PO FORMULE y = |
|
= 1 |
; x . |
|
||||||||||
x |
|
|||||||||||||
sLEDU@]IE SWOJSTWA NE^ETKOGO OTRICANIQ SOWPADA@T SO SWOJ- |
||||||||||||||
STWAMI OTRICANIQ W DWUZNA^NOJ LOGIKE: |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
11) ESLI a 6 b, TO |
|
> b, |
|
||||||
8) |
0 = 1, |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
a |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
9) |
1 = 0, |
|
|
12) a ^ b = |
|
_ b, |
|
|||||||
|
|
a |
|
|||||||||||
10) |
|
= a, |
13) a _ b = |
|
^ b. |
|
||||||||
a |
a |
|
dOKAZATELXSTWO SWOJSTW 8 { 11 O^EWIDNO; DOKAVEM SWOJSTWO 12. pUSTX a 6 b , TOGDA a ^ b = a , T.K. a ^ b = a ; A a _ b = a POTOMU, ^TO a > b . sWOJSTWO 13 DOKAZYWAETSQ ANALOGI^NO.
|
|
|
o |
|
|
|
|
|
^ |
|
|
|
|
|
|
oPREDELENIE 3. fUNKCIQ y |
= x |
|
x |
NAZYWAETSQ PROTIWORE^IEM, |
|||||||||||
OBOZNA^AETSQ |
y = x. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
iZ \TOGO OPREDELENIQ WYTEKA@T SLEDU@]IE SWOJSTWA: |
|
|
|||||||||||||
o |
|
x; ESLI 0 |
6 x 6 |
1 |
; |
|
|
|
o |
1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
14) x = |
|
|
|
|
2 |
|
|
15) x 6 |
|
PRI WSEH x |
|
[0; 1]. |
|||
x; ESLI |
1 |
6 x 6 1; |
|
2 |
2 |
||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
|
|
|
|
|
|
|
oPREDELENIE 4. fUNKCIQ y = x _ |
|
NAZYWAETSQ TAWTOLOGIEJ, |
|||||||||||||||||||
x |
|||||||||||||||||||||
OBOZNA^AETSQ |
y = x_ . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
iZ \TOGO OPREDELENIQ WYTEKA@T SLEDU@]IE SWOJSTWA: |
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
x; ESLI 0 |
6 x 6 |
1 |
; |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
16) x_ = |
x; ESLI |
1 |
2 |
|
17) |
x_ > |
PRI WSEH x |
2 |
[0; 1]. |
||||||||||||
|
2 |
||||||||||||||||||||
6 x 6 1; |
|||||||||||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
zAMETIM, ^TO W DWUHZNA^NOJ LOGIKE x ^ |
x |
0 , A x _ |
x |
1 , ^TO |
|||||||||||||||||
NE IMEET MESTA W NE^ETKOJ LOGIKE. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
oPREDELENIE 5. fUNKCIQ y = f(x) |
|
NAZYWAETSQ PROTIWORE^I- |
|||||||||||||||||||
WOJ, ESLI f(x) 6 |
1 |
DLQ WSEH x |
2 |
[0; 1] . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
o |
|
|
||||||||||||
pRIMEROM PROTIWORE^IWOJ FUNKCII QWLQETSQ y = x. |
|
|
|||||||||||||||||||
oPREDELENIE 6. fUNKCIQ y = f(x) |
NAZYWAETSQ OB]EZNA^IMOJ, |
||||||||||||||||||||
ESLI f(x) > |
1 |
DLQ WSEH x 2 [0; 1] . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
w KA^ESTWE PRIMERA OB]EZNA^IMOJ FUNKCII MOVNO PRIWESTI TAWTOLOGI@ y = x_ .
x18.
oPREDELENIE 1. nE^ETKAQ IMPLIKACIQ OPREDELQETSQ PO FOR-
MULE a ! b = |
|
|
|
|
|
|
_ b . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
iZ \TOGO OPREDELENIQ WYTEKA@T SLEDU@]IE SWOJSTWA: |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1) |
0 |
! a = 1 , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
2) |
a |
! 1 = |
|
|
1 |
, |
|
|
|
|
o |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
3) a |
! a = a |
_ a = a. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
oPREDELENIE 2. nE^ETKU@ \KWIWALENCI@ MOVNO OPREDELITX PO |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
FORMULE a b = (a ! b) |
^ |
|
(b ! a) . |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
oTMETIM SLEDU@]IE SWOJSTWA NE^ETKOJ \KWIWALENCII: |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
_ |
|
^o |
_ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
4) |
a |
|
b = ( |
a |
|
b) |
|
|
|
(b |
|
|
|
|
a) , |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
5) a |
a = |
|
|
_ a = a, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
6) |
a |
b = (a |
^ b) |
_ ( |
a |
^ b) . |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
dOKAVEM SWOJSTWO 6. dLQ \TOGO RAZBEREM DWA SLU^AQ. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1. pUSTX a 6 b , TOGDA |
|
|
> b , A IZ NIH WYWODITSQ, ^TO |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
a |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
aa _ bb == |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
ba |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
=) ( |
|
|
|
_ b) ^ (a _ b) = |
|
|
^ b =) a b = |
|
|
^ b . |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
a |
a |
a |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
_ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s DRUGOJ STORONY, |
a 6 b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
=) a^b 6 a^b =) (a^b)_(a^b) = a^b , |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
> b |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
a |
|
|
|
SLEDOWATELXNO, a b = (a ^ b) _ (a ^ b) . 25
2. sLU^AJ a > b RAZBIRAETSQ ANALOGI^NO.
zAME^ANIE. mOVNO WWESTI W NE^ETKOJ LOGIKE I OSTALXNYE LOGI- ^ESKIE OPERACII PO FORMULAM
xy = x y { "ISKL@^A@]EE ILI",
xj y = x _ y { [TRIH {EFFERA,
x# y = x ^ y { STRELKA pIRSA.
x19. nE^ETKIE MNOVESTWA
nE^ETKOE ZNA^ENIE WYSKAZYWANIQ P BUDEM OBOZNA^ATX (P) . oPREDELENIE 1. mNOVESTWO A NAZYWAETSQ NE^ETKIM, ESLI ZA-
DANA FUNKCIQ PRINADLEVNOSTI, KOTORAQ PO L@BOMU EGO \LEMENTU x
OPREDELQET ^ISLO A (x) |
|
|
|
[0; 1] , RAWNOE NE^ETKOMU ZNA^ENI@ PRE- |
|||||||||||||
DIKATA x |
2 |
A , T.E. |
(x)2= (x |
2 |
A) . dLQ WSEH OSTALXNYH \LEMEN- |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
TOW x 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
U n A , GDE |
U { |
|
UNIWERSUM, S^ITAETSQ PO UMOL^ANI@, ^TO |
||||||||||||||
A (x) = 0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
zAME^ANIE. oBY^NOE (^ETKOE) MNOVESTWO A MOVNO S^ITATX NE- |
|||||||||||||||||
^ETKIM S FUNKCIEJ PRINADLEVNOSTI A (x) = 1 , ESLI x |
2 |
A I |
|||||||||||||||
A (x) = 0 , |
ESLI x = A . |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
pRIMER |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
1. zADADIM NE^ETKIE MNOVESTWA A I B TAKIM OBRAZOM: |
|||||||||||||||||
A = f0:3=x1 ; 1=x2; 0:8=x3; 0=x4g |
, B = f0=x1; 0:7=x2; 0:9=x3; 0:5=x4g; |
||||||||||||||||
IZ \TOJ ZAPISI SLEDUET, ^TO A (x1) = 0:3 , A (x2) = 1 , B (x1) = 0 |
|||||||||||||||||
I T.D. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
oPREDELENIE 2. dLQ NE^ETKIH MNOVESTW MOVNO OPREDELITX OT- |
|||||||||||||||||
NO[ENIQ RAWENSTWA I PODMNOVESTWA: |
|
|
|||||||||||||||
1) |
A = B , ESLI |
x( A (x) = B (x)) ; |
|
|
|||||||||||||
2) |
A |
|
|
|
B , ESLI |
8x( |
A |
(x) 6 (x)) . |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
B |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
8 |
x( A (x) = 0) , TO MNOVESTWO A S^ITAETSQ |
|||||||||||
zAMETIM, ^TO, ESLI |
|||||||||||||||||
PUSTYM, A = ? . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
oPREDELENIE 3. fUNKCII PRINADLEVNOSTI DLQ DOPOLNENIQ, PE- |
|||||||||||||||||
RESE^ENIQ I OB_EDINENIQ NE^ETKIH MNOVESTW OPREDELQ@TSQ TAK: |
|||||||||||||||||
1) |
|
|
(x) = A (x) = 1 A (x) , |
|
|
|
|||||||||||
A |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
||||
|
A\B (x) = A (x) |
^ |
|
|
|
|
|
||||||||||
2) |
|
B (x) = min( A (x); B (x)) , |
|
|
|||||||||||||
3) |
A[B (x) = A (x) _ B (x) = max( A (x); B (x)) . |
|
|
iZ OPREDELENIJ 2, 3 I SWOJSTW OTRICANIQ, KON_@NKCII I DIZ_- @NKCII SLEDUET, ^TO NA NE^ETKIE MNOVESTWA PERENOSQTSQ OBY^NYE
26
SWOJSTWA OPERACIJ DOPOLNENIQ, PERESE^ENIQ I OB_EDINENIQ. oTMETIM NEKOTORYE IZ \TIH SWOJSTW.
1) A \ A = A. |
|
|
1') A [ A = A. |
|||||||||
2) A\(B[C |
) |
= (A\B)[(A\C). |
2') A[(B\C) = (A[B)\(A[C). |
|||||||||
3) A \ B |
= A [ B. |
|
|
3') A [ B = A \ B. |
||||||||
oPREDELENIE 4. wWEDEM OPERACII WOZWEDENIQ W STEPENX, UMNO- |
||||||||||||
VENIQ I SLOVENIQ NE^ETKIH MNOVESTW, ZADAWAQ IH FUNKCII PRINAD- |
||||||||||||
LEVNOSTI TAKIM OBRAZOM: |
|
|
|
|
|
|||||||
1) |
|
n (x) = n (x) |
PRI n > 0 , |
|
|
|
|
|||||
|
|
A |
|
|
A |
B (x) , |
|
|
|
|
|
|
2) |
A B (x) = A (x) |
|
|
|
|
|
||||||
3) |
A+B (x) = A (x) + B (x) ; A (x) B (x) . |
|||||||||||
oTMETIM NEKOTORYE SWOJSTWA WWEDENNYH OPERACIJ. |
||||||||||||
1) |
An |
A PRI n > 1. |
1') A |
An PRI n 6 1. |
||||||||
2) |
A |
B A \ B. |
|
|
2') A |
[ B A + |
B. |
|||||
3) |
A |
|
B = A + B. |
|
|
4') A + B = A B. |
||||||
pRIMER 2. eSLI A I B { MNOVESTWA, DANNYE W PRIMERE 1, TO |
||||||||||||
A |
\ B = f0=x1; 0:7=x2; 0:8=x3; 0=x4g , |
|
|
|
|
|||||||
A |
[ B = f0:3=x1; 1=x2; 0:9=x3; 0:5=x4g , |
|
|
|
|
|||||||
A2 = f0:09=x1 ; 1=x2; 0:64=x3 ; 0=x4g , |
|
|
|
|
||||||||
A |
B = f0=x1; 0:7=x2 ; 0:72=x3; 0=x4g , |
|
|
|
|
|||||||
A + B = f0:3=x1 ; 1=x2; 0:98=x3 ; 0:5=x4g . |
||||||||||||
pRIMER 3. pUSTX NE^ETKIE ZNA^ENIQ PREDIKATOW p = (x 2 A) , |
||||||||||||
q = (x 2 B) I r = (x 2 C) SLEDU@]IE: p = 0; 2 , |
q = 0; 4 I r = 0; 7 . |
|||||||||||
nAJTI NE^ETKOE ZNA^ENIE PREDIKATA s = (x 2 A \ (B [ C)) . |
||||||||||||
rE[ENIE. pOSKOLXKU s = |
p |
^ (q _ r) , TO PODSTAWLQQ ZNA^ENIQ |
||||||||||
p; q; r , POLU^AEM, ^TO s = 0; 8 ^ |
(0; 4 _ 0; 7) = 0; 8 ^ 0; 7 = 0; 7 . |
oTWET. nE^ETKOE ZNA^ENIE PREDIKATA s RAWNO 0; 7 .
27
g l a w a 2 rekursiwnye funkcii
x1. iNTUITIWNOE PONQTIE ALGORITMA
iNTUITIWNO POD ALGORITMOM PONIMA@T INSTRUKCI@, POZWOLQ@- ]U@ IZ NA^ALXNYH DANNYH ^EREZ KONE^NOE ^ISLO WPOLNE OPREDELENNYH [AGOW POLU^ITX WYHODNYE DANNYE (REZULXTAT).
eSLI PRIMENITX ALGORITM A K NA^ALXNYM DANNYM x0 , TO POSLE WYPOLNENIQ i -TOGO [AGA POLU^A@TSQ PROMEVUTO^NYE DANNYE ^TO OBOZNA^A@T TAK: A : x0 ! x1 ! : : : ! xi ILI A : x0 ) pRI \TOM IME@TSQ DWE WOZMOVNOSTI.
1. eSLI ALGORITM OSTANAWLIWAETSQ ^EREZ n [AGOW, TO GOWORQT, ^TO A PRIMENIM K x0 , REZULXTATOM PRIMENENIQ QWLQETSQ xn I PI[UT TAK: A : x0 ` xn ILI A(x0) = xn .
2. eSLI ALGORITM A PRI PRIMENENII K x0 RABOTAET BESKONE^NO DOLGO, T.E. A : x0 ! x1 ! x2 ! : : : , TO GOWORQT, ^TO A NE PRIMENIM
K x0 I PI[UT TAK: A : x0 ` .
oBY^NO K ALGORITMAM PRED_QWLQ@T SLEDU@]IE TREBOWANIQ. 1. dISKRETNOSTX ALGORITMA OZNA^AET, ^TO ON RABOTAET POSLE-
DOWATELXNO; ESLI ZNA^ENIE xi POLU^AETSQ W MOMENT WREMENI
t0 < t1 < : : : < ti .
2.dETERMINIROWANNOSTX ALGORITMA OZNA^AET, ^TO ZNA^ENIE xi+1 ODNOZNA^NO OPREDELQETSQ ZNA^ENIEM xi .
3.|LEMENTARNOSTX [AGOW ALGORITMA OZNA^AET, ^TO NA KAVDOM [AGE WYPOLNQETSQ NEKOTOROE PROSTOE DEJSTWIE.
4.rEZULXTATIWNOSTX ALGORITMA NE DOPUSKAET OSTANOWKI EGO RABOTY BEZ POLU^ENIQ REZULXTATA.
5.mASSOWOSTX ALGORITMA PREDPOLAGAET, ^TO OBLASTX NA^ALXNYH DANNYH DOLVNA BYTX POTENCIALXNO BESKONE^NOJ.
28
pRIMER. aLGORITM eWKLIDA NAHOVDENIQ NAIBOLX[EGO OB]EGO DELITELQ NATURALXNYH ^ISEL m I n SOSTOIT IZ SLEDU@]IH [AGOW.
1.nAHODIM OSTATOK r OT DELENIQ m NA n . eSLI r 6= 0 , TO PEREHODIM K [AGU 2; ESLI r = 0 , TO PEREHODIM K [AGU 3.
2.m := n , n := r I PEREHODIM K [AGU 1.
3.aLGORITM OSTANAWLIWAETSQ, TEKU]EE ZNA^ENIE n QWLQETSQ ISKOMYM REZULXTATOM.
zADA^A (PROBLEMA) NAZYWAETSQ ALGORITMI^ESKI RAZRE[IMOJ, ESLI SU]ESTWUET ALGORITM, KOTORYJ RE[AET \TU ZADA^U.
zADA^A NAHOVDENIQ NAIBOLX[EGO OB]EGO DELITELQ NATURALXNYH ^ISEL QWLQETSQ ALGORITMI^ESKI RAZRE[IMOJ; SOOTWETSTWU@]IJ ALGORITM PRIWEDEN W PRIMERE.
dESQTAQ PROBLEMA gILXBERTA. sU]ESTWUET LI ALGORITM, POZWOLQ@]IJ OPREDELITX DLQ L@BOGO MNOGO^LENA S CELYMI KO\FFICIENTAMI OT NESKOLXKIH PEREMENNYH NALI^IE U NEGO CELO^ISLENNYH KORNEJ?
`.w. mATIQSEWI^ W 1970 G. DOKAZAL, ^TO \TA PROBLEMA QWLQETSQ ALGORITMI^ESKI NERAZRE[IMOJ.
dLQ DOKAZATELXSTWA ALGORITMI^ESKOJ NERAZRE[IMOSTI PROBLEM TREBUETSQ UTO^NENIE PONQTIQ ALGORITMA. iSTORI^ESKI SLOVILISX TRI OSNOWNYH MODELI ALGORITMA: REKURSIWNYE FUNKCII, MA[INY tX@RINGA I NORMALXNYE ALGORIFMY mARKOWA.
x2. pONQTIE PRIMITIWNO REKURSIWNOJ FUNKCII
bUDEM RASSMATRIWATX FUNKCII y = fn(x1 ; : : : ; xn) TAKIE, ^TO 2 N0 , ZDESX N0 = f0; 1; 2; : : : ; g | MNOVESTWO CELYH
NEOTRICATELXNYH ^ISEL, INDEKS n W OBOZNA^ENII fn BUDEM ^ASTO OPUSKATX.
pRI \TOM, FUNKCIQ f NAZYWAETSQ WS@DU OPREDELENNOJ, ESLI D(f) = N0 N0 : : : N0 , T.E. ONA OPREDELENA DLQ L@BYH ZNA^E- NIJ SWOIH ARGUMENTOW; W PROTIWNOM SLU^AE FUNKCIQ f NAZYWAETSQ ^ASTI^NOJ.
oPREDELENIE 1. sLEDU@]IE FUNKCII NAZYWA@TSQ ISHODNYMI: 1) Z1(x) 0 | NULX-FUNKCIQ,
29
2)N1(x) = x + 1 | FUNKCIQ SLEDOWANIQ (next),
3)Ikn(x1; x2 ; : : : ; xn) = xk | SELEKTORNYE FUNKCII, 1 6 k 6 n .
oPREDELENIE 2. gOWORQT, ^TO FUNKCIQ hm POLU^AETSQ PRIMENENIEM OPERATORA SUPERPOZICII S K FUNKCIQM fn , g1m; : : : ; gnm ;
PI[UT h = S(f; g1; : : : ; gn) , ESLI
h(x1; : : : ; xm) = f(g1(x1; : : : ; xm); : : : ; gn(x1; : : : ; xm)) .
zAME^ANIE 1. oGRANI^ENIE, SWQZANNOE S TEM, ^TO WSE FUNKCII gi ZAWISQT OT ODNOGO I TOGO VE ^ISLA ARGUMENTOW, MOVNO SNQTX S POMO]X@ SELEKTORNYH FUNKCIJ. nAPRIMER, NESTANDARTNU@ SUPERPO-
ZICI@ F (t1; t2; t3) = f(t3; t1; g1(t1; t2; t3); g2(t2)) MOVNO PREDSTAWITX
TAK: f(I33(t1; t2; t3); I13(t1; t2; t3); g1(t1; t2; t3); g2(I23(t1; t2; t3))) .
oPREDELENIE 3. gOWORQT, ^TO FUNKCIQ fn+1 POLU^AETSQ PRI-
MENENIEM OPERATORA PRIMITIWNOJ REKURSII R K FUNKCIQM gn I hn+2 ; PI[UT f = R(g; h) , ESLI
1)f(t1; : : : ; tn; 0) = g(t1; : : : ; tn) ;
2)f(t1; : : : ; tn; x + 1) = h(t1; : : : ; tn; x; f(t1; : : : ; tn; x)) DLQ ZNA-
^ENIJ x = 0; 1; 2; : : : .
w ^ASTNOSTI, PRI n = 0 POLU^AEM f1 = R(c; h2) PO SHEME
1) f(0) = c , GDE c 2 N0 , 2) f(x + 1) = h(x; f(x)) . oPREDELENIE 4. fUNKCIQ NAZYWAETSQ PRIMITIWNO REKURSIWNOJ
(P-R), ESLI ONA MOVET BYTX POLU^ENA IZ ISHODNYH PRIMENENIEM KONE^NOGO ^ISLA OPERATOROW SUPERPOZICII I PRIMITIWNOJ REKURSII.
zAME^ANIE 2. iZ OPREDELENIQ 4 SLEDUET, ^TO, ESLI FUNKCIQ POLU- ^ENA IZ PRIMITIWNO REKURSIWNYH FUNKCIJ S POMO]X@ OPERATORA S ILI R , TO ONA MOVET BYTX POLU^ENA I IZ ISHODNYH FUNKCIJ PRIMENENIEM KONE^NOGO ^ISLA OPERATOROW S I R I, SLEDOWATELXNO, QWLQETSQ PRIMITIWNO REKURSIWNOJ.
zAME^ANIE 3. wSE ISHODNYE FUNKCII QWLQ@TSQ WS@DU OPREDELENNYMI I \TO SWOJSTWO SOHRANQETSQ PRI PRIMENENII OPERATOROW S I R , PO\TOMU L@BAQ PRIMITIWNO REKURSIWNAQ FUNKCIQ WS@DU OPREDELENA.
pRIMER. pOSTOQNNAQ FUNKCIQ C(x) = c , c 2 N0 QWLQETSQ PRIMITIWNO REKURSIWNOJ, T.K. C(x) = N(: : : N(Z(x)) : : : ) , GDE PRISUTSTWU@T c \KZEMPLQROW N .
30