forked from shd/logic2023
-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 0
/
lection-01.tex
548 lines (421 loc) · 25.4 KB
/
lection-01.tex
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
\documentclass[aspectratio=169]{beamer}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage[english,russian]{babel}
\usepackage{amssymb}
\usepackage{stmaryrd}
\usepackage{cmll}
\usepackage{xcolor}
\usepackage{proof}
\setbeamertemplate{navigation symbols}{}
%\usetheme{Warsaw}
\begin{document}
\newtheorem{axiom}{Аксиома}
\newtheorem{exmprus}{Пример}
\newtheorem{defrus}{Определение}
\newtheorem{lemmarus}{Лемма}
\newtheorem{thmrus}{Лемма}
\begin{frame}{}
\begin{center}\Large Математическая логика\end{center}
\end{frame}
\begin{frame}{История возникновения математической логики}
\begin{itemize}
\item Аристотелева логика (Аристотель: 384-322 гг. до н.э.) --- больше философская дисциплина.\pause
\item Математический анализ при появлении был противоречив, и это проблема
(Джордж Беркли. Аналитик, или Рассуждение, адресованное неверующему математику. Опыт новой теории зрения)\pause
\item Формализация матанализа --- бесконечно-малые, последовательности, вещественные числа...\pause
\item Теория множеств:
$$0 := \varnothing; \quad 1 := \{ \varnothing \}; \quad n+1 := n \cup \{ n \} $$
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}{Парадокс брадобрея (Рассела)}
\begin{itemize}
\item На некотором острове живёт брадобрей, который бреет всех, кто не бреется
сам. Бреется ли сам брадобрей? \pause
\item Если
$$X = \{ x \ |\ x \notin x\}$$ \pause
то что можно сказать про
$$X \in X$$ \pause
\item \begin{itemize}
\item Пусть $X \in X$. Тогда $X : X \notin X$\pause
\item Пость $X \notin X$. Тогда $X$ должен принадлежать $X$\pause
\end{itemize}
\item Не совсем парадокс: откуда мы знаем, что $X$ существует? \pause
А откуда мы знаем, что вещественные числа существуют?
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}{Программа Гильберта}
\begin{itemize}
\item Программа Гильберта: полностью формализовать математику, доказать непротиворечивость.
\item Теоремы Гёделя о неполноте формальной арифметики (1930).
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}{Высказывание}
Высказывание --- это строка, сформированная по следующим правилам.\pause
\begin{itemize}
\item Атомарное высказывание --- пропозициональная переменная: $A, B', C_{1234}$ \pause
\item Составное высказывание: если $\alpha$ и $\beta$ --- высказывания, то высказываниями являются:
\begin{itemize}
\item Отрицание: $(\neg\alpha)$ \pause
\item Конъюнкция: $(\alpha\with\beta)\ \ \textit{или}\ \ (\alpha\wedge\beta)$ \pause
\item Дизъюнкция: $(\alpha\vee\beta)$ \pause
\item Импликация: $(\alpha\rightarrow\beta)\ \ \textit{или}\ \ (\alpha\supset\beta)$ \pause
\end{itemize}
\end{itemize}
Пример:
$$(((A\rightarrow B)\vee (B\rightarrow C)) \vee (C \rightarrow A))$$
\end{frame}
\begin{frame}{Соглашения о записи (метаязык)}
\begin{itemize}
\item Метапеременные:
$$\alpha, \beta, \gamma, \dots$$\pause
Если $\alpha$ --- высказывание, то $(\neg\alpha)$ --- высказывание\pause\vspace{0.3cm}
\item Метапеременные для пропозициональных переменных:
$$X, Y_{n}, Z'$$\pause
Пусть дана пропозициональная переменная $X$, тогда $(X\with(\neg X))$ --- высказывание
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}{Способы упростить запись}
\begin{itemize}
\item Приоритет связок: отрицание, конъюнкция, дизъюнкция, импликация \pause
\item Ассоциативность: левая для конъюнкции и дизъюнкции, правая для импликации \pause
\end{itemize}
Пример:
%((((A→B)&Q)∨(((¬B)→B)→C))∨(C→(C→A)))
$$((((A\rightarrow B)\with Q)\vee(((\neg B)\rightarrow B) \rightarrow C)) \vee (C \rightarrow (C\rightarrow A)))$$
можем записать так:
$$(A\rightarrow B)\with Q\vee((\neg B\rightarrow B) \rightarrow C) \vee (C \rightarrow C\rightarrow A)$$
\end{frame}
\begin{frame}{Теория моделей}
Оценка высказываний: как их понимать?
\end{frame}
\iffalse
\begin{frame}{Пример: $((A \rightarrow B) \with (B \rightarrow C)) \rightarrow (A \rightarrow C)$}
%{Пример}
%<<Если это --- кот, {\color{blue}то} это --- млекопитающее {\color{red}и}
%если это --- млекопитающее, {\color{blue}то} у него есть селезёнка,
%{\color{red}значит,} если это --- кот, {\color{blue}то} у этого есть селезёнка>>\pause
Как перевести $((A \rightarrow B) \with (B \rightarrow C)) \rightarrow (A \rightarrow C)$ на человеческий язык. \pause\vspace{0.3cm}
Пусть:
\begin{itemize}
\item A означает <<это --- кот>>;\pause
\item B означает <<это --- млекопитающее>>;\pause
\item C означает <<у этого есть селезёнка>>
\end{itemize}\pause\vspace{0.3cm}
Тогда:
\begin{center}
<<если это --- кот, {\color{blue}то} это --- млекопитающее>>\\\pause
{\color{red} и}\\\pause
<<если это --- млекопитающее, {\color{blue}то} у этого есть селезёнка>>\\\pause
{\color{red} значит}\\\pause
<<если это --- кот, {\color{blue}то} у этого есть селезёнка>>
\end{center}
\end{frame}
\fi
\begin{frame}{Неформальный пример: $(A \rightarrow B) \rightarrow (B \rightarrow A)$}
Давайте попробуем оценить высказывание $(A \rightarrow B) \rightarrow (B \rightarrow A)$.\pause
\vspace{0.5cm}
Если из $A$ следует $B$, то из $B$ следует $A$.\pause
\vspace{0.5cm}
Наверное, в общем случае это неверно. Например, пусть:
\begin{enumerate}
\item $A$ означает <<у меня есть кот>>;\pause
\item $B$ означает <<у меня есть животное>>.
\end{enumerate}\pause
\vspace{0.5cm}
Тогда:
\begin{enumerate}
\item $A \rightarrow B$ выполнена всегда;\pause
\item $B \rightarrow A$ может не выполняться: скажем, у меня есть собака, но нет кота.
%высказывание $A$ будет ложно, но высказывание $B$ по-прежнему истинно.
\end{enumerate}
\end{frame}
\begin{frame}{Оценка высказываний}
Высказывание $(A\rightarrow B)\rightarrow (B\rightarrow A)$ ложно, если, например:
\begin{itemize}
\item $A$ --- <<у меня есть кот>>;
\item $B$ --- <<у меня есть животное>>;
\item у меня есть собака, но нет кота.
\end{itemize}
\vspace{0.3cm}\pause
Иначе: $A$ ложно, $B$ истинно, тогда высказывание ложно.\pause\vspace{0.5cm}
Чтобы задать оценку высказываний:
\begin{itemize}
\item Зафиксируем множество истинностных значений $V = \{\textit{И},\textit{Л}\,\}$\pause
%\item Множество пропозициональных переменных $P$
\item Определим функцию оценки переменных (\emph{интерпретацию}) $f: P \rightarrow V$\\
(P --- множество пропозициональных переменных).
\end{itemize} \pause\vspace{0.3cm}
Если $\llbracket A \rrbracket = \textit{Л}$ и $\llbracket B \rrbracket = \textit{И}$,
то $\llbracket (A\rightarrow B)\rightarrow (B\rightarrow A) \rrbracket = \textit{Л}$
%\vspace{0.3cm}
%
%Оценка высказывания сопоставляет формуле истинностное значение:
%$$\llbracket A\rightarrow A \rrbracket = \textit{И}$$
\end{frame}
\begin{frame}{Указание функции оценки (метаязык)}
\begin{itemize}
\item Cинтаксис для указания функции оценки переменных
$$\llbracket \alpha \rrbracket^{X_1 := v_1,\ \dots,\ X_n := v_n}$$
\item Это всё метаязык --- потому полагаемся на здравый смысл
$$\llbracket A \with B \with (C \rightarrow C) \rrbracket^{A := \textit{И},\ B := \llbracket \neg A \rrbracket}$$
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}{Оценим высказывания рекурсивно}
\begin{itemize}
\item Переменные $$\llbracket X \rrbracket = f(X)\quad\quad\quad \llbracket X \rrbracket^{X := a} = a$$ \pause\vspace{-0.3cm}
\item Отрицание $$\llbracket \neg \alpha \rrbracket =
\left\{\begin{array}{ll}\textit{Л},&\textit{если }\llbracket\alpha\rrbracket=\textit{И}\\
\textit{И},&\textit{иначе}\end{array}\right.$$ \pause\vspace{-0.1cm}
\item Конъюнкция $$\llbracket \alpha \with \beta \rrbracket =
\left\{\begin{array}{ll}\textit{И},&\textit{если }\llbracket\alpha\rrbracket=\llbracket\beta\rrbracket=\textit{И}\\
\textit{Л},&\textit{иначе}\end{array}\right.$$ \pause\vspace{-0.1cm}
\item Дизъюнкция $$\llbracket \alpha \vee \beta \rrbracket =
\left\{\begin{array}{ll}\textit{Л},&\textit{если }\llbracket\alpha\rrbracket=\llbracket\beta\rrbracket=\textit{Л}\\
\textit{И},&\textit{иначе}\end{array}\right.$$ \pause\vspace{-0.1cm}
\item Импликация $$\llbracket \alpha \rightarrow \beta \rrbracket =
\left\{\begin{array}{ll}\textit{Л},&\textit{если }\llbracket\alpha\rrbracket=\textit{И},\ \llbracket\beta\rrbracket=\textit{Л}\\
\textit{И},&\textit{иначе}\end{array}\right.$$
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}{Тавтологии}
Если $\alpha$ истинна при любой оценке переменных, то она \emph{общезначима} (является \emph{тавтологией}):
$$\models \alpha$$\pause
Выражение $A\rightarrow A$ --- тавтология.
Переберём все возможные значения единственной переменной $A$:
$$
\begin{array}{l} \llbracket A\rightarrow A \rrbracket ^ {A := \textit{И}} = \textit{И} \\
\llbracket A\rightarrow A \rrbracket ^ {A := \textit{Л}} = \textit{И} \end{array}
$$\pause
Выражение $A\rightarrow\neg A$ тавтологией не является:
$$\llbracket A\rightarrow\neg A \rrbracket ^ {A := \textit{И}} = \textit{Л}$$
\end{frame}
\begin{frame}{Ещё определения}
\begin{itemize}
\item Если $\alpha$ истинна при любой оценке переменных, при которой истинны
высказывания $\gamma_1, \dots, \gamma_n$, будем говорить, что $\alpha$ --- \emph{следствие} этих высказываний:
$$\gamma_1, \dots, \gamma_n \models \alpha$$\pause
\item Истинна при какой-нибудь оценке --- \emph{выполнима}.\pause
\item Не истинна ни при какой оценке --- \emph{невыполнима}.\pause
\item Не истинна при какой-нибудь оценке --- \emph{опровержима}.
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}{Теория доказательств}
\begin{itemize}
\item Из чего состоит доказательство (неформально):
\begin{enumerate}
\item Аксиомы --- утверждения, от которых отталкиваемся.
\item Правила вывода --- способы делать умозаключения, переходить от одних утверждений к другим.
\end{enumerate}\pause
\item Давайте определим формально, что такое аксиомы и правила вывода, и затем дадим формальное
определение доказательству как таковому.
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}{Схемы высказываний: определение}
\begin{defrus}[схема высказывания] Строка, строящаяся по правилам для построения высказываний, с одним отличием ---
вместо пропозициональных переменных можно указывать маленькие греческие буквы.\end{defrus}\pause
\emph{По-простому: схемы высказываний --- высказывания с метапеременными}\pause
\begin{exmprus}
\begin{itemize}
\item $(A \rightarrow \alpha) \vee (\beta \rightarrow B)$\pause
\item $(\alpha\rightarrow\beta)\rightarrow(\neg\beta\rightarrow\neg\alpha)$\pause
\item $A\vee B \with A$
\end{itemize}
\end{exmprus}
\end{frame}
\begin{frame}{Схемы высказываний: определение}
\begin{defrus}Будем говорить, что высказывание $\sigma$ строится (иначе: задаётся) по схеме $\textit{Ш}$,
если существует такая замена метапеременных $\textit{ч}_1$, $\textit{ч}_2$, ..., $\textit{ч}_n$
в высказывании на какие-либо выражения $\varphi_1$, $\varphi_2$, ..., $\varphi_n$,
что после её проведения получается высказывание $\sigma$:
$$\sigma = \textit{Ш}[\textit{ч}_1 := \varphi_1][\textit{ч}_2 := \varphi_2]...[\textit{ч}_n := \varphi_n]$$
Заметьте, здесь $\textit{ч}_i$ --- мета-метапеременные для метапеременных, а $\textit{Ш}$ --- мета-метапеременная для схем.
\end{defrus}
\end{frame}
\begin{frame}{Схемы высказываний: примеры}
%\begin{exmprus}[Схема высказывания]
Схема $$A \rightarrow \alpha \vee B \vee \alpha$$ задаёт, к примеру, следующие высказывания:
\begin{itemize}
\item $A \rightarrow X \vee B \vee X$, при $\alpha := X$.
\item $A \rightarrow (M\rightarrow N) \vee B \vee (M \rightarrow N)$, при $\alpha := M\rightarrow N$.
\end{itemize}
\vspace{0.5cm}\pause
и {\color{red} НЕ} задаёт следующие высказывания:
\begin{itemize}
\item {\color{red} $A \rightarrow {\color{red}X} \vee B \vee {\color{red}Y}$} --- все вхождения $\alpha$ должны заменяться одинаково во всём выражении.
\item { ${\color{red}\textbf{(}}{\color{gray}A \rightarrow (M \rightarrow N) \vee B \vee M}{\color{red}\textbf{)}} \color{gray}\rightarrow N$} --- структура скобок должна сохраняться.
\end{itemize}
%\end{exmprus}
\end{frame}
%Аксиомы --- некоторые выделенные высказывания\pause
%
%\vspace{0.3cm}
%
%Схема аксиом --- высказывание с метапеременными.\pause
%
%\vspace{0.3cm}
%
%Пример:
%$$\alpha\rightarrow\beta\rightarrow\alpha$$
%
%Заменим $\alpha$ и $\beta$ на выражения ---
%получим аксиому.\pause
%
%$$\begin{array}{l}
% \alpha := A\rightarrow B\\
% \beta := A\with B\\
% (A\rightarrow B)\rightarrow (A\with B)\rightarrow(A\rightarrow B)
%\end{array}$$
\begin{frame}{Аксиомы исчисления высказываний}
\begin{defrus}Назовём следующие схемы высказываний схемами аксиом исчисления высказываний:
\begin{tabular}{ll}
(1) & $\alpha \rightarrow \beta \rightarrow \alpha$ \\
(2) & $(\alpha \rightarrow \beta) \rightarrow (\alpha \rightarrow \beta \rightarrow \gamma) \rightarrow (\alpha \rightarrow \gamma)$ \\
(3) & $\alpha \rightarrow \beta \rightarrow \alpha \& \beta$\\
(4) & $\alpha \& \beta \rightarrow \alpha$\\
(5) & $\alpha \& \beta \rightarrow \beta$\\
(6) & $\alpha \rightarrow \alpha \vee \beta$\\
(7) & $\beta \rightarrow \alpha \vee \beta$\\
(8) & $(\alpha \rightarrow \gamma) \rightarrow (\beta \rightarrow \gamma) \rightarrow (\alpha \vee \beta \rightarrow \gamma)$\\
(9) & $(\alpha \rightarrow \beta) \rightarrow (\alpha \rightarrow \neg \beta) \rightarrow \neg \alpha$\\
(10) & $\neg \neg \alpha \rightarrow \alpha$
\end{tabular}
Все высказывания, которые задаются схемами аксиом, назовём аксиомами исчисления высказываний.
\end{defrus}
\end{frame}
\begin{frame}{Правило вывода Modus Ponens}
Первый, упомянувший правило --- Теофраст (древнегреческий философ, IV-III век до н.э.).\pause
\vspace{1cm}
Переход по следствию: <<сейчас сентябрь; если сейчас сентябрь, то сейчас осень; следовательно, сейчас осень>>.\pause
\vspace{1cm}
Если имеет место $\alpha$ и $\alpha\rightarrow\beta$, то имеет место $\beta$.
$$\infer{\beta}{\alpha & \alpha\rightarrow\beta}$$
\end{frame}
\begin{frame}{Доказательство}
\begin{defrus}[доказательство в исчислении высказываний]
Доказательством (выводом) назовём конечную последовательность высказываний $\delta_1, \delta_2, \dots, \delta_n$, \pause
причём каждое $\delta_i$ либо:
\begin{itemize}
\item является аксиомой --- существует замена метапеременных для какой-либо схемы аксиом, позволяющая получить
формулу $\delta_i$, либо\pause
\item получается из $\delta_1,\dots,\delta_{i-1}$ по правилу Modus Ponens --- существуют такие индексы $j < i$ и $k < i$,
что $\delta_k \equiv \delta_j\rightarrow\delta_i$.
\end{itemize}\end{defrus}\pause
Пример:\vspace{0.3cm}
$A \rightarrow (A \rightarrow A)$,
$(A \rightarrow (A \rightarrow A)) \rightarrow
(A \rightarrow ((A \rightarrow A) \rightarrow A)) \rightarrow
(A \rightarrow A)$,
$(A \rightarrow ((A \rightarrow A) \rightarrow A)) \rightarrow
(A \rightarrow A)$,
$A \rightarrow ((A \rightarrow A) \rightarrow A)$,
$A \rightarrow A$\end{frame}
\begin{frame}{Доказательство подробнее}
Почему это доказательство? То же подробнее:\pause\vspace{0.2cm}
\begin{tabular}{lll}
(1) & $A \rightarrow (A \rightarrow A)$&Сх. акс. 1\\
& {\color{cyan}$\alpha \rightarrow \beta \rightarrow \alpha\ [\alpha, \beta := A]$}
\vspace{0.2cm}\\\pause
(2) & $(A \rightarrow (A \rightarrow A)) \rightarrow
(A \rightarrow ((A \rightarrow A) \rightarrow A)) \rightarrow
(A \rightarrow A)$&Сх. акс. 2\\
& {\color{cyan}$(\alpha \rightarrow \beta) \rightarrow (\alpha \rightarrow \beta \rightarrow \gamma)
\rightarrow (\alpha \rightarrow \gamma)\ [\alpha, \gamma := A; \beta := A\rightarrow A]$}
\vspace{0.2cm}\\\pause
(3) & $(A \rightarrow ((A \rightarrow A) \rightarrow A)) \rightarrow
(A \rightarrow A)$&M.P. 1,2\\
\multicolumn{3}{c}{\color{cyan} $\infer{(A \rightarrow ((A \rightarrow A) \rightarrow A)) \rightarrow
(A \rightarrow A)}{A \rightarrow (A \rightarrow A) & (A \rightarrow (A \rightarrow A)) \rightarrow
(A \rightarrow ((A \rightarrow A) \rightarrow A)) \rightarrow
(A \rightarrow A)}$}
\vspace{0.2cm}\\\pause
(4) & $A \rightarrow ((A \rightarrow A) \rightarrow A)$ & Сх. акс. 1\\
& {\color{cyan}$\alpha \rightarrow \beta \rightarrow \alpha\ [\alpha := A, \beta := A\rightarrow A]$}
\vspace{0.2cm}\\\pause
(5) & $A \rightarrow A$ & M.P. 4,3\\
& {\color{cyan} $\infer{A \rightarrow A}{A \rightarrow ((A \rightarrow A) \rightarrow A) &
(A \rightarrow ((A \rightarrow A) \rightarrow A)) \rightarrow (A \rightarrow A)}$}
\vspace{0.2cm}
\end{tabular}
\end{frame}
\begin{frame}{Дополнительные определения}
\begin{defrus}[доказательство формулы $\alpha$]
--- такое доказательство (вывод) $\delta_1, \delta_2, \dots, \delta_n$,
что $\alpha\equiv\delta_n$.
Формула $\alpha$ доказуема (выводима), если существует её доказательство. Обозначение:
$$\vdash \alpha$$\end{defrus}\pause
\begin{defrus}[вывод формулы $\alpha$ из гипотез $\gamma_1,\dots,\gamma_k$]
--- такая последовательность
$\delta_1,\dots,\delta_n$, причём каждое $\delta_i$ либо:
\begin{itemize}
\item является аксиомой;
\item либо получается по правилу Modus Ponens из предыдущих;
\item либо являтеся одной из гипотез: существует $t: \delta_i \equiv \gamma_t$.
\end{itemize}
Формула $\alpha$ выводима из гипотез $\gamma_1,\dots,\gamma_k$, если существует её вывод. Обозначение:
$$\gamma_1,\dots,\gamma_k\vdash\alpha$$\end{defrus}
\end{frame}
\begin{frame}{Корректность и полнота}
\begin{defrus}[корректность теории]
Теория корректна, если любое доказуемое в ней утверждение общезначимо.
То есть, $\vdash\alpha$ влечёт $\models\alpha$.
\end{defrus}
\begin{defrus}[полнота теории]
Теория полна, если любое общезначимое в ней утверждение доказуемо.
То есть, $\models\alpha$ влечёт $\vdash\alpha$.
\end{defrus}
\end{frame}
\begin{frame}{Корректность исчисления высказываний}
\begin{thmrus}[корректность]
Если $\vdash\alpha$, то $\models\alpha$
\end{thmrus}
\begin{proof}
Индукция по длине вывода $n$.
Для каждого высказывания $\delta_n$ из вывода разбор случаев:
\begin{enumerate}
\item Аксиома --- убедиться, что все аксиомы общезначимы.
\item Modus Ponens $j$, $k$ --- убедиться, что если $\models\delta_j$ и
$\models\delta_j\rightarrow\delta_n$, то $\models\delta_n$.
\end{enumerate}
\end{proof}
\end{frame}
\begin{frame}{Общезначимость схемы аксиом №9}
Общезначимость схемы аксиом --- истинность каждой аксиомы, задаваемой данной схемой, при любой оценке:
$$\llbracket(\alpha\rightarrow\beta)\rightarrow(\alpha\rightarrow\neg\beta)\rightarrow\neg\alpha\rrbracket
= \textnormal{И}$$
Построим таблицу истинности формулы в зависимости от оценки $\alpha$ и $\beta$:
\vspace{0.3cm}
{\footnotesize
\begin{tabular}{cc|ccccc}
$\llbracket\alpha\rrbracket$ & $\llbracket\beta\rrbracket$ & $\llbracket\neg\alpha\rrbracket$ &
$\llbracket\alpha\rightarrow\beta\rrbracket$ & $\llbracket\alpha\rightarrow\neg\beta\rrbracket$
& $\llbracket(\alpha\rightarrow\neg\beta)\rightarrow\neg\alpha\rrbracket$ &
$\llbracket(\alpha\rightarrow\beta)\rightarrow(\alpha\rightarrow\neg\beta)\rightarrow\neg\alpha\rrbracket$\\
\hline
Л & Л & И & И & И & И & И\\
Л & И & И & И & И & И & И\\
И & Л & Л & Л & И & Л & И\\
И & И & Л & И & Л & И & И
\end{tabular}}
\end{frame}
\begin{frame}{Общезначимость заключения правила Modus Ponens}
Пусть в выводе есть формулы $\delta_j$, $\delta_k = \delta_j\rightarrow\delta_n$, $\delta_n$ (причём
$j < n$ и $k < n$).\vspace{0.3cm}\pause
Фиксируем какую-нибудь оценку.
По индукционному предположению, $\delta_j$ и $\delta_j\rightarrow\delta_n$ общезначимы.
Поэтому при данной оценке $\llbracket\delta_j\rrbracket = \textnormal{И}$ и
$\llbracket\delta_j\rightarrow\delta_n\rrbracket = \textnormal{И}$.\vspace{0.3cm}\pause
Построим таблицу истинности для импликации:
\begin{center}\begin{tabular}{ccc}
$\llbracket\delta_j\rrbracket$ &$\llbracket\delta_n\rrbracket$ & $\llbracket\delta_j\rightarrow\delta_n\rrbracket$\\
\hline
Л & Л & И \\
Л & И & И \\
И & Л & Л \\
И & И & И
\end{tabular}\end{center}\pause
Из таблицы видно, что $\llbracket\delta_n\rrbracket = \textnormal{Л}$ только если
$\llbracket\delta_j\rightarrow\delta_n\rrbracket = \textnormal{Л}$ или
$\llbracket\delta_j\rrbracket = \textnormal{Л}$. Значит, это невозможно, и
$\llbracket\delta_n\rrbracket = \textnormal{И}$
\end{frame}
\end{document}