3. kapitola. Axiomatická formulácia modálnej logiky Vzťah medzi syntaxou a sémantikou. priesvitka 1

Σχετικά έγγραφα
Ekvačná a kvantifikačná logika

Matematika Funkcia viac premenných, Parciálne derivácie

1. Limita, spojitost a diferenciálny počet funkcie jednej premennej

5. kapitola Predikátová logika I Úvod do predikátovej logiky

Goniometrické rovnice a nerovnice. Základné goniometrické rovnice

Tomáš Madaras Prvočísla

VLADIMÍR KVASNIČKA JIŘÍ POSPÍCHAL. Matematická logika

Motivácia Denícia determinantu Výpo et determinantov Determinant sú inu matíc Vyuºitie determinantov. Determinanty. 14. decembra 2010.

Vybrané partie z logiky

Gramatická indukcia a jej využitie

9. kapitola. Viachodnotové logiky trojhodnotová Łukasiewiczova logika a Zadehova fuzzy logika. priesvitka

7. FUNKCIE POJEM FUNKCIE

Prechod z 2D do 3D. Martin Florek 3. marca 2009

Vybrané partie z logiky

Matematická logika. Emília Draženská Helena Myšková

ARMA modely čast 2: moving average modely (MA)

Obvod a obsah štvoruholníka

x x x2 n

Lineárna algebra I - pole skalárov, lineárny priestor, lineárna závislosť, dimenzia, podpriestor, suma podpriestorov, izomorfizmus

Planárne a rovinné grafy

Teória funkcionálneho a logického programovania

Predikátová logika II prirodzená dedukcia a sylogizmy. 6.1 Metóda prirodzenej dedukcie pre predikátovú logiku

Riešenie cvičení z 5. kapitoly

2. prednáška. Teória množín I. množina operácie nad množinami množinová algebra mohutnosť a enumerácia karteziánsky súčin

Prirodzené čísla. Kardinálne čísla

Logické systémy. doc. RNDr. Jana Galanová, PhD. RNDr. Peter Kaprálik, PhD. Mgr. Marcel Polakovič, PhD.

Priamkové plochy. Ak každým bodom plochy Φ prechádza aspoň jedna priamka, ktorá (celá) na nej leží potom plocha Φ je priamková. Santiago Calatrava

Cvičenie č. 4,5 Limita funkcie

Start. Vstup r. O = 2*π*r S = π*r*r. Vystup O, S. Stop. Start. Vstup P, C V = P*C*1,19. Vystup V. Stop

KATEDRA DOPRAVNEJ A MANIPULAČNEJ TECHNIKY Strojnícka fakulta, Žilinská Univerzita

6 Limita funkcie. 6.1 Myšlienka limity, interval bez bodu

1-MAT-220 Algebra februára 2012

VLADIMÍR KVASNIČKA JIŘÍ POSPÍCHAL. Matematická logika

Matematika prednáška 4 Postupnosti a rady 4.5 Funkcionálne rady - mocninové rady - Taylorov rad, MacLaurinov rad

9. kapitola Boolove funkcie a logické obvody

Vladimír Kvasnička. Úvod do logiky pre informatikov

Úvod do lineárnej algebry. Monika Molnárová Prednášky

2-UMA-115 Teória množín. Martin Sleziak

Prednáška 1. Logika, usudzovanie a teória dôkazu

Algebra a diskrétna matematika

FUNKCIE N REÁLNYCH PREMENNÝCH

7. Dokážte, že z každej nekonečnej množiny môžeme vydeliť spočítateľnú podmnožinu.

1. písomná práca z matematiky Skupina A

3. Výroková logika. Princíp dvojhodnotovosti (bivalencie): Existujú práve dve pravdivostné hodnoty pravda a nepravda.

VLASTNÉ ČÍSLA A JORDANOV KANONICKÝ TVAR. Michal Zajac. 3 T b 1 = T b 2 = = = 2b

Základy matematickej štatistiky

Komplexné čísla, Diskrétna Fourierova transformácia 1

Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ M A T E M A T I K A

Goniometrické substitúcie

ARMA modely čast 2: moving average modely (MA)

Motivácia pojmu derivácia

Π Ο Λ Ι Τ Ι Κ Α Κ Α Ι Σ Τ Ρ Α Τ Ι Ω Τ Ι Κ Α Γ Ε Γ Ο Ν Ο Τ Α

HASLIM112V, HASLIM123V, HASLIM136V HASLIM112Z, HASLIM123Z, HASLIM136Z HASLIM112S, HASLIM123S, HASLIM136S

Symbolická logika. Stanislav Krajči. Prírodovedecká fakulta

Jednotkový koreň (unit root), diferencovanie časového radu, unit root testy

Príklady na precvičovanie Fourierove rady

Úvod do diskrétnych matematických štruktúr. Daniel Olejár Martin Škoviera

MATEMATICKÁ ANALÝZA 1

Rudolf Blaško MATEMATICKÁ ANALÝZA I

1.1 Zobrazenia a funkcie

Matematika 2. časť: Analytická geometria

BANACHOVE A HILBERTOVE PRIESTORY

Numerická lineárna algebra. Zobrazenie

3. prednáška. Komplexné čísla

Vektorový priestor V : Množina prvkov (vektory), na ktorej je definované ich sčítanie a ich

Funkcie - základné pojmy

Výroky, hypotézy, axiómy, definície a matematické vety

24. Základné spôsoby zobrazovania priestoru do roviny

Obsah. 1.1 Reálne čísla a ich základné vlastnosti Komplexné čísla... 8

Katedra Informatiky Fakulta Matematiky, Fyziky a Informatiky Univerzita Komenského, Bratislava. Lucia Haviarová

Matematika 2. časť: Funkcia viac premenných Letný semester 2013/2014

Teória pravdepodobnosti

(IP3) (f, g) = (g, f) (symetria), (IP4) (f, f) > 0 pre f 0 (kladná definitnosť). Z podmienok (IP1) (IP4) sa ľahko dokážu rovnosti:

ÚVAHA NAD KNIHOU MARIÁNA ZOUHARA Základy logiky pre spoločenskovedné a humanitné odbory

Integrovanie racionálnych funkcií

4. Výrokové funkcie (formy), ich definičný obor a obor pravdivosti

UNIVERZITA MATEJA BELA V BANSKEJ BYSTRICI FAKULTA PRÍRODNÝCH VIED. Pavol Hanzel, Pavel Klenovčan ČÍSLA A POČÍTANIE

3. Striedavé prúdy. Sínusoida

MATEMATIKA PRE FARMACEUTOV

Automaty a formálne jazyky

Úvod 2 Predhovor... 2 Sylaby a literatúra... 2 Označenia... 2

ALGEBRA. Číselné množiny a operácie s nimi. Úprava algebrických výrazov

Spojitosť a limity trochu inak

ZÁKLADY MATEMATIKY 1 UNIVERZITA KONŠTANTÍNA FILOZOFA V NITRE FAKULTA PRÍRODNÝCH VIED

Podnikateľ 90 Mobilný telefón Cena 95 % 50 % 25 %

Deliteľnosť a znaky deliteľnosti

ZÁPISKY Z MATEMATICKEJ ANALÝZY 1

Nededuktívne módy usudzovania abdukcia a indukcia 1/35

Definícia parciálna derivácia funkcie podľa premennej x. Definícia parciálna derivácia funkcie podľa premennej y. Ak existuje limita.

SLOVENSKO maloobchodný cenník (bez DPH)

Reálna funkcia reálnej premennej

Spojité rozdelenia pravdepodobnosti. Pomôcka k predmetu PaŠ. RNDr. Aleš Kozubík, PhD. 26. marca Domovská stránka. Titulná strana.

AerobTec Altis Micro

M6: Model Hydraulický systém dvoch zásobníkov kvapaliny s interakciou

Riešenie sústavy lineárnych rovníc. Priame metódy.

Pevné ložiská. Voľné ložiská

PRIEMER DROTU d = 0,4-6,3 mm

4 Reálna funkcia reálnej premennej a jej vlastnosti

Jednotkový koreň (unit root), diferencovanie časového radu, unit root testy

Prednáška Fourierove rady. Matematická analýza pre fyzikov IV. Jozef Kise lák

Transcript:

3. kapitola Axiomatická formulácia modálnej logiky Vzťah medzi syntaxou a sémantikou priesvitka 1

Axiomatická výstavba modálnej logiky Cieľom tejto prednášky je ukázať axiomatickú výstavbu rôznych verzií epistemickej logiky. Ukážeme, že axiomatický systém modálnej logiky je možné zostrojiť jednoduchým zovšeobecnením axiomatického systému L Ω je množina tautológií výrokovej logiky. výrokovej logiky. Nech ( ) prop Význam Kripkeho prístupu k sémantickej interpretácii modálnej logiky spočíva v tom, že sa mu podarilo ukázať, ako pomocou podmienok kladených na binárnu reláciu R z jeho systému M = (W,R,v) sme schopný modelovať jednotlivé modálne logiky, ktoré boli zostrojené Lewisom použitím rôznych rozšírení axióm výrokovej logiky o ďalšie axiómy reprezentované formulami modálnej logiky. priesvitka 2

Definícia Základný axiomatický systém modálnej logiky je tvorený: L Ω, (1) množinou tautológií výrokovej logiky ( ) prop (2) tautológiou modálnej logiky (označenou písmenom K na počesť Saula Kripkeho) ( ϕ ψ) ( ϕ ψ) a (3) pravidlom modus ponens (pravidlo odlúčenia), kde platí, že ak formuly ϕ a ϕ ψsú tautológie, potom aj formula ψ je tautológia. Toto pravidlo sa niekedy zapisuje aj ako schéma ϕ ϕ ψ ψ (4) Pravidlo nutnosti (necesitácie). Ak formula ϕ je tautológia, potom aj formula ϕ je tautológia ϕ ϕ priesvitka 3

(5) Pravidlo substitúcie. Nech ϕ je tautológia, ktorý obsahuje výrokové ψ, ψ,..., ψ je množina ľubovolných premenné ( ) 1 2 n p, p,..., p. Nech { } 1 2 n formúl (ktorých počet je rovnaký ako počet premenných v ϕ). Nech formula ψ vznikne z ϕ tak, že každá premenná p i je substituovaná formulou ψ i, pre i 12,,...,n ψ =ϕ p ψ, p ψ,..., p ψ = ( ) 1 1 2 2 n n Potom takto vytvorená formula ψ je opäť tautológiou. (6) Pravidlo nahradenia ekvivalentých podformúl. Nech ϕ je tautológia a nech ψ vznikne z ϕ substitúciou jej ľubovolnej podformuly ϕ ϕ formulou ψ, ktorá je s ňou ekvivalentná, ϕ ψ ψ =ϕ ϕ ψ potom aj ψ je tautológia. ( ) priesvitka 4

Definícia 3.2. (1) Formula ϕ sa nazýva bezprostredným logickým dôsledkom množiny Φ = ϕ, ϕ,..., ϕ vtedy a len vtedy, ak vznikne aplikáciou jedného formúl { } 1 2 n z pravidiel (3-5) axiomatického systému na formuly z Φ. (2) Formula ϕ sa nazýva logický dôsledok množiny formúl Φ (čo označíme Φ ϕ vtedy a len vtedy, ak ϕ Φ alebo je bezprostredným dôsledkom Φ alebo je bezprostredným dôsledkom Φrozšírenej o niektoré jej bezprostredné dôsledky. (3) Konečná postupnosť formúl ϕ 1, ϕ 2,..., ϕ n sa nazýva dôkaz formuly ϕ z množiny Φ vtedy a len vtedy, ak ϕ =ϕ n a každá formula ϕ i z tejto postupnosti je buď bezprostredným logickým dôsledkom niektorých formúl z Φ alebo formúl ϕ1, ϕ2,..., ϕ i 1. priesvitka 5

ϕ 1 ϕ 2 ϕ 3 ϕ 4 ϕ 5 Φ ψ 1 ψ 3 ψ 4 ψ 2 ψ 5 ψ 6 (logick ý dô sledok) Znázornenie postupnej tvorby logického dôsledku {,..., } ( ( ) ) ( ) ( ) ( ) ( ) ψ = O O ϕ, ϕ,o O ϕ, ϕ,o ϕ 6 1 2 3 4 5 ϕ ϕ ψ 1 5 6 kde O je unárny/binárny operátor reprezentujúci pravidlá odvodozovania. ψ ψ ψ ψ ψ ψ 1 2 3 4 5 6 priesvitka 6

Dodatočné axiómy modálnej logiky názov Axióma relácia R ϕ ψ ϕ ψ K ( ) ( ) T ϕ ϕ reflexívna D ϕ ϕ sériová 4 ϕ ϕ tranzitívna 5 ϕ ϕ euklidovská B ϕ ϕ symetrická C ϕ ϕ konvergentná w 4 w 3 w 3 w 3 w 2 w 2 w 2 w 2 w 2 w 2 w 3 reflexívna w 1 symetrická sériová tranzitívna euklidovská konvergentná priesvitka 7

Veta (1) Formula ϕ ϕ (označená T) je tautológia pre Kripkeho modely M = ( W,R,v), ktorých relácia R je reflexívna. (2) Formula ϕ ϕ (označená D) je tautológia pre Kripkeho modely M = ( W,R,v), ktorých relácia R je sériová. (3) Formula ϕ ϕ (označená 4) je tautológia pre Kripkeho modely M = ( W,R,v), ktorých relácia R je tranzitívna. (4) Formula ϕ ϕ (označená 5) je tautológia pre Kripkeho modely M = ( W,R,v), ktorých relácia R je euklidovská. (5) Formula ϕ ϕ (označená B) je tautológia pre Kripkeho modely M = ( W,R,v), ktorých relácia R je symetrická. (6) Formula ϕ ϕ (označená C) je tautológia pre Kripkeho modely M = W,R,v, ktorých relácia R je konvergentná. ( ) priesvitka 8

Dôkaz (1). K tomu, aby vetva bola uzavretá musíme predpokladať, že w ( w ) potom (, ) R, pre každé w1 W, t. j. relácia R je reflexívna. (áϕ ϕ) w 1 á ϕ ϕ w 2 ϕ w2 Γ( w1) x Γ, 1 1 priesvitka 9

Dôkaz (2). K tomu, aby vetva bola uzavretá musíme predpokladať, že pre každé w W Γ, to platí vtedy, ak relácia R je sériová. 1 podmnožina ( ) (áϕ íϕ) w w 1 1 áϕ á ϕ w w 2 3 ϕ ϕ x w2 Γ( w1) w Γ( w ) 3 1 priesvitka 10

Dôkaz (3). K tomu, aby vetva tabla bola uzavretá, predpoklad tranzitívnosti (znázornený červenou hranou na obrázku) zabezpečí, že vetva je uzavretá. (áϕ ááϕ) w1 áϕ w ϕ 1 w2 ϕ w ϕ 3 w2 Γ( w1) w Γ( w ) 3 1 w 4 w 2 w 3 w 4 ϕ w4 Γ( w3) x priesvitka 11

Dôkaz (4). Uzavretosť vetvy sémantického tabla vyplýva zo skutočnosti, že relácia R je euklidovská. ( ϕ á ϕ) w1 ϕ w á ϕ 1 w2 ϕ w á ϕ 3 w2 Γ( w1) w Γ( w ) 3 1 w 4 w 2 w 3 w 4 ϕ w4 Γ( w3) x priesvitka 12

Dôkaz (5). Uzavretosť vetvy sémantického tabla vyplýva zo skutočnosti, že relácia R je symetrická. ( ϕ á ϕ) w w 1 1 ϕ á ϕ w 2 á ϕ w Γ( w ) 2 1 w 3 w 2 w 3 ϕ x w Γ( w ) 3 2 priesvitka 13

Dôkaz (6). Ak je relácia R konvergentná, potom vetva sémantického stromu je uzavretá. 1 2 3 4 5 ( áϕ á ϕ) w w 1 1 áϕ á ϕ w w2 Γ( w1) 2 áϕ w á ϕ w Γ( w ) 3 3 1 w 4 w 5 w 2 w 3 6 7 w4 ϕ w5 ϕ x w4 Γ( w2) w Γ( w ) 5 3 priesvitka 14

Veta. (1) Ak je relácia R symetrická a tranzitívna, potom je euklidovská. (2) Ak je relácia R reflexívna, potom je sériová. (3) Tieto tri podmienky sú ekvivalentné: (α) Relácia R je symetrická, tranzitívna a sériová. (β) Relácia R je reflexívna a euklidovská. (γ) Relácia R je reflexívna, symetrická a tranzitívna (relácia rovnosti). priesvitka 15

Rôzne typy logík Rôzne axiomatické systémy modálnej logiky, ktoré sú založené na axiómach T, D, 4 a 5. Niektoré axiomatické systémy produkujú ekvivalentné modálne logiky (na obrázku sú vyznačené znamienkom rovnosti). priesvitka 16

# názov logiky axiómy Charakteristika relácie iný názov 1 K-logika K - - 2 K4-logika K+4 tranzitívna 4 3 K5-logika K+5 euklidovská 5 4 KD-logika K+D sériová D 5 KT-logika K+T reflexívna T 6 KDT-logika K+D+T reflexívna - sériová 7 K45-logika K+4+5 tranzitívna - euklidovská 45 8 KD5-logika K+D+5 sériová - euklidovská D5 9 KD4-logika K+D+4 sériová - tranzitívna D4 10 KT5-logika K+T+5 reflexívna - euklidovská 11 KT45-logika K+T+4+5 reflexívna - euklidovská - tranzitívna 12 KDT5-logika K+D+T+5 reflexívna - euklidovská - sériová 13 KDT45-logika K+D+T+4+5 reflexívna - euklidovská - sériová - tranzitívna 14 KD45 K+D+4+5 sériová - reflexívna - euklidovská D45 15 KT4 K+T+4 reflexívna - tranzitívna S4 16 KDT4 K+D+T+4 reflexívna - tranzitívna - sériová, S5 priesvitka 17

Poznámka Kombináciou prvých štyroch axióm za tab. 3.1 môžeme zostrojiť 2 4 = 16 rôznych axiomatických systémov pre modálnu logiku, avšak v dôsledku ekvivalentnosti kripkeovskych relácií R niektorých axióm, niektoré tieto axiomatické systémy sú navzájom ekvivalentné, takže dostávame len 11 rôznych modálnych systémov v rámci ich axiomatickej (syntaktickej) formulácie. K tomuto výsledku dospel už počiatkom 20. storočia americký logik C. I. Lewis v monografii A survey of symbolic logic (1918), kde systematicky študoval rôzne typy modálnych logík. V tejto dôležitej tabuľke susedné vysvietené susedné riadky (5-6, 10-13, 15-16) reprezentujú ekvivalentné logiky. Tieto závery vyplývajú zo skutočnosti, že je možné dokázať, že vlastnosti kripkeovských relácií R vo všetkých daných vysvietených riadkoch sú navzájom ekvivalentné. Tento výsledok možno pokladať za fundamentálny vklad amerického logika S. Kripkeho, ktorý ako 19-ročný publikoval v r. 1959 v prácu v Journal of Symbolic Logic, kde navrhol sémantickú interpretáciu pomocou alternatívnych svetov a ukázal, že pomocou vlastností relácie R je možné klasifikovať rôzne typy modálnych logík, ktoré boli odvodené už C. I. Lewisom. priesvitka 18

Prirodzená dedukcia jednoduchej K modálnej logiky Hilbertov axiomatický systém klasickej výrokovej logiky o K-formulu ϕ ψ ϕ ψ a pravidlo nutnosti (necesitácie) ϕ ϕ. ( ) ( ) 1. Pravidlo K-formuly ϕ ( ϕ ψ) ψ Poznamenajme, že toto pravidlo nie je nič iné, ako ekvivalentný prepis K-formuly ϕ ψ ϕ ψ (pozri príklad ). ( ) ( ) 2. Pravidlo nutnosti, ak platí ϕ, potom platí aj formula ϕ ϕ ϕ priesvitka 19

spojka eliminácia introdukcia Pravidlá K-formuly priesvitka 20

Vybrané tautológie jednoduchej modálnej logiky ( ) (1) í p ( p) (2) ( p í p) (3) ( ) (4) ( í( p q) ( íp) ( í q) ) (5) (( p) ( q) ( p q) ) (6) í( p q) ( íp) ( í q) (7) ( ( p q) ( p q) ) (8) ( p q) ( íp í q) (9) ( p q) ( p q) ( p q ) (( p) ( q) ) ( ) ( ) ( ) ( ) priesvitka 21

The End priesvitka 22