Logique formelle
Partie I - Le calcul des pr dicats
(cid:190) Mod lisation
(cid:137) CP0. Le calcul des Pr dicats dordre 0 (Propositions)
(cid:137) CP1. Le calcul des Pr dicats dordre 1 (Pr dicats)
Partie II - Les m thodes de calcul
(cid:190) D duction
ENSI
Logique formelle
1
Logique formelle
Chapitre 1
Le calcul des Propositions
Calcul propositionnel
Logique dordre 0
CP0
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2
Calcul des propositions
I Syntaxe
1. D finition du langage
2. Arbre de d composition dune formule
3. Substitution dans une formule
II S mantique
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3
Calcul des propositions Syntaxe
1- D finition du langage
Un langage logique est d fini par une syntaxe, qui est d finie
par un ensemble de symboles (alphabet) et un ensemble de
r gles permettant de combiner ces symboles sous forme de
(bien
mots
form es). Cest laspect structurel et grammatical du langage.
(s quence de symboles) appel es
formules
On associe au langage une s mantique qui permet de lui
donner un sens
(linterpr ter). C'est- -dire attacher aux
formules ainsi qu'aux symboles une signification (paragraphe II).
Pour d finir un langage, on doit commencer par d finir son
alphabet.
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4
Calcul des propositions Syntaxe
(cid:131) Des variables propositionnelles (atomes)
R 0 = { p, q, & } vent. indic es { p1, q1, p2, q2, & }
(cid:131) Des symboles logiques (connecteurs)
n gation ( non )
disjonction ( ou ) binaire
(
conjonction ( et )
'
implication ( implique )
quivalence ( si et seulement si )
unaire
(cid:131) Des constantes
V (vrai) F (faux)
(cid:131) Des symboles auxiliaires
(
)
,
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5
Calcul des propositions Syntaxe
Une formule propositionnelle est un mot construit sur lalphabet
A0 = R 0 U {( , ' , , , } U { F,V } U { ( , ) , , }
Comment ? Selon quelles r gles ?
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6
Calcul des propositions Syntaxe
D finition Formules propositionnelles
Lensemble des formules propositionnelles (not L0 ) est le plus
petit ensemble de mots construits sur lalphabet A0 et qui v rifie
les propri t s suivantes :
(cid:131) il contient R 0 U { V, F }
(cid:131) chaque fois quil contient le mot A,
il contient le mot ( A )
(cid:131) chaque fois quil contient les mots A et B, il contient les
mots : ( A ( B ) , ( A ' B ) , ( A B ) , ( A B )
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7
Calcul des propositions Syntaxe
Autrement dit
Lensemble L0 des propositions b tis sur lalphabet A0 est le
plus petit ensemble qui contient R 0 U { V, F } et qui est clos
(stable) pour les op rations suivantes :
A L0 (cid:198) ( A ) L0
A , B L0 (cid:198) ( A ( B ) L0
( A ' B ) L0
( A B ) L0
( A B ) L0
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8
Calcul des propositions Syntaxe
Autrement dit
Soit L0 lensemble des formules propositionnelles, alors :
1. un atome est une formule (R 0 L0 )
2. V et F sont des formules ( { V,F } L0 )
3. si A et B sont des formules alors
( A ( B ) , ( A ' B ) , ( A B ) , ( A B )
sont des formules
4. si A est une formule alors ( A ) est une formule
5.
rien dautre nest une formule
(toutes les formules propositionnelles sont g n r es par
application des quatre r gles pr c dentes uniquement)
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9
Calcul des propositions Syntaxe
Remarque Lensemble L0 des formules propositionnelles est
appel le langage dordre 0 ou le langage du (calcul) des
propositions (ou des pr dicats dordre 0)
Exemples
(cid:131) Les mots suivants sont des formules
(p (( ( q ' r )) ( p )) ( p q )
(F V) ( ( p ( q ) ( q )
( p ) (( p ) ( ( q ))
F q
(cid:131) Les mots suivants ne sont pas des formules
( p q () (( p ) ( q ))
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10
Calcul des propositions Syntaxe
Remarque
On peut enlever le parenth sage en labsence de toute
ambigu t
(cid:190) Il faut fixer une priorit (poids) pour les op rateurs
Ordre de priorit :
+
priorit la plus faible
(par convention)
'
(
-
+
-
(par coutume)
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11
Calcul des propositions Syntaxe
(cid:131) La formule p ' q r ' s p u ( v
sera parenth s e :
( ( ( ( p ' q ) ( r ' s ) ) ( p ) ) ( u ( v ) )
2
5 3
6
1
7
4
(cid:131) La formule p (q r) ( s ( t ' p (p ( r) t
sera parenth s e :
( ( ( p ( ( (q r ) ( s ) ( ( t ' p ) ) ) ( (p ( r )) ) t )
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12
Calcul des propositions Syntaxe
2- Arbre de d composition dune formule
A : ( ( p ' ( q p ) ) ' ( q ( r) ) ( q p )
A11
A12
A1
A2
A11: p ' ( q p ) A12 : ( q (
r )
A111
A1121
A1122 A121
A122
A112
A2 : ( q p )
A21 A22
On peut repr senter cette d composition sous forme dun arbre
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13
Calcul des propositions Syntaxe
A1
'
A11
A
A2
A12
A21
q
A22:
A111
p
'
A112
A121:
(
A122:
A221
p
A1121
A11211
q
ENSI
A1122
q
r
A11221
p
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14
Calcul des propositions Syntaxe
(
q
q
r
p
Les op rateurs traiter
Publicité
en premier se trouvent
au bas de larbre
'
p
'
p
q
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15
Calcul des propositions Syntaxe
Th or me de lecture unique
Pour toute formule A L0 , un et un seul des 3 cas suivants se
pr sente :
1. A R 0 U { V, F }
2. il existe une unique formule B L0 telle que A = ( B)
3. il existe un unique symbole de connecteur binaire
{ ( , ' , , }
et un unique couple de formules ( B, C ) L0
2
tels que A = (B # C)
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16
" = " galit syntaxique
Calcul des propositions Syntaxe
Corollaire
Larbre de d composition dune formule est unique
Remarque
On dit que le langage des propositions est non ambigu
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17
Calcul des propositions Syntaxe
3- Substitution dans une formule
D finition
Soient
" A et B deux formules propositionnelles
" p une variable propositionnelle de A
A [ p B ] est le mot obtenu en substituant la formule B
la variable p
La substitution sapplique toutes les occurrences de la
variable p
Autre notation : A (B / p)
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18
Calcul des propositions Syntaxe
Exemple
A : p (q ( p) B : q r
" La variable p a 2 occurrences dans A
" La variable q a une seule occurrence dans A
A [ p B ] = B (q ( B)
= (q r) ( q ( (q r))
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19
Calcul des propositions Syntaxe
On peut tendre la substitution un ensemble de formules
A [ p1 B1 , p2 B2 , & , pn Bn ]
est le mot obtenu en substituant respectivement les
formules B1, B2 , &, Bn toutes les occurrences des
variables p1, p2, &, pn
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20
Calcul des propositions Syntaxe
Th or me
Soient
" A , B1 , B2,&, Bn des formules propositionnelles
p1, p2, &, pn des variables propositionnelles
"
alors le mot A [ p1 B1, p2 B2, & , pn Bn ]
est une formule propositionnelle
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21
Calcul des propositions Syntaxe
Exemples
A : p ' q B : q ( r C : p ' r
" A [ p B, q C] = B ' C = (q ( r ) ' (p ' r )
" A = A
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22
Calcul des propositions Syntaxe
Remarque
La substitution simultan e (remplacement en parall le) est
diff rente de la substitution s quentielle (remplacement en
s rie)
A [ p1 B1, p2 B2] ` (A [ p1 B1] ) [ p2 B2 ]
substitution simultan e substitution s quentielle
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23
Calcul des propositions Syntaxe
Exemples
A : p ' q
B : p ( q
C : p q
" A [ p B, q C] =
( p ( q ) ' ( p q )
"
(A [ p B ] ) [ q C] =
( ( p ( q ) ' q ) [ q C]
= ( p ( ( p q ) ) ' ( p q )
" A [ q C, p B] =
( p ( q ) ' ( p q )
"
(A [ q C] ) [ p B ] =
( p ( ( p q ) ) [ p B ]
= ( p ( q ) ' ( ( p ( q ) q )
ENSI
Logique formelle
24
Calcul des propositions Syntaxe
Remarque
" Pour la substitution simultan e lordre nest pas important
A [ p B , q C] = A [ q C , p B ]
" Pour la substitution s quentielle lordre est important
(A [ p B]) ` (A [ q C] ) [ p B ]
ENSI
Logique formelle
25
Calcul des propositions
I Syntaxe
II S mantique
1. Interpr tation
2. Satisfiabilit - Validit
3. Equivalence et cons quence s mantiques
4. Syst me complet de connecteurs
5. Satisfiabilit dun ensemble de formules
6. Application
7. Formes normales
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Logique formelle
26
Calcul des propositions S mantique
S mantique : relatif au sens (du grec s mantikos : qui signifie )
Donner un sens une description textuelle (fournir un mod le de
certains aspects de ce que repr sente cette description)
" Syntaxe = d finition des formules (la forme)
" S mantique = effets de l valuation des formules (le sens)
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27
Calcul des propositions S mantique
1- Interpr tation
A chaque proposition A, on va lui associer une valeur de
v rit dans lensemble { VB , FB } au moyen dune application
appel e interpr tation (not e I)
(cid:190) Notation I
Pour cela nous allons utiliser un morphisme sur lalg bre de
Boole
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Logique formelle
28
Calcul des propositions S mantique
D finition Alg bre de Boole
Lalg bre de Boole est form e par :
" un ensemble de valeurs de v rit
B = { VB , FB }
" un ensemble dop rateurs bool ens
{ (B , 'B , B , B , B }
d finis comme suit :
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Logique formelle
suite
29
Calcul des propositions S mantique
b b
VB
VB
FB
FB
VB
FB
VB
FB
B b b 'B b b (B b b B b b B b
FB
VB
VB
VB
VB
FB
VB
VB
FB
FB
FB
VB
VB
FB
FB
VB
VB
FB
FB
VB
ENSI
Logique formelle
30
Calcul des propositions S mantique
George BOOLE (1815 - 1864)
Math maticien et logicien anglais.
Autodidacte, cr ateur de la logique moderne qui porte
son nom (logique bool enne, aussi appel e alg bre
de Boole ou alg bre bool enne).
Il a aussi travaill dans d'autres domaines
math matiques, des quations diff rentielles aux
probabilit s en passant par l'analyse.
Il publia :
- Mathematical Analysis of Logic (1847)
- An investigation into the laws of thought, on which are founded the
mathematical theories of logic and probabilities (1854)
O il d veloppe une nouvelle forme de logique, la fois symbolique et
math matique. Le but : traduire des id es et des concepts en quations,
leur appliquer certaines lois et retraduire le r sultat en termes logiques.
ENSI
Logique formelle
31
Calcul des propositions S mantique
D finition Interpr tation
(cid:131) Une interpr tation (ou distribution de valeurs de v rit ),
not e I, est une application de R 0 dans lensemble B
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Logique formelle
suite
32
Calcul des propositions S mantique
D finition (suite)
(cid:131) Une interpr tation peut tre tendue lensemble de formules
Publicité
L0 (appel e aussi interpr tation) par le morphisme suivant :
"
"
"
"
"
"
[ V ]I = VB [ F ]I = FB
[ A ]I = B [ A ]I
[ A ( B ]I = [ A ]I (B [ B ]I
[ A ' B ]I = [ A ]I 'B [ B ]I
[ A B ]I = [ A ]I B [ B ]I
[ A B ]I = [ A ]I B [ B ]I
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Logique formelle
33
Calcul des propositions S mantique
Remarque
Lextension de lapplication I de R 0 L0 est unique vu
lunicit de larbre de d composition
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Logique formelle
34
Calcul des propositions S mantique
Exemple
Soit A : p ' (q p)
[ A ]I = [ p ' (q p) ]I = [ p ]I 'B [(q p) ]I
= [ p ]I 'B ( I B I)
Linterpr tation de A par I va d pendre de linterpr tation de p
et de q par I
Si I est d finie comme suit : [ p ]I = VB , I = FB
alors
[ A ]I = VB 'B ( FB B VB) = VB
ENSI
Logique formelle
35
Calcul des propositions S mantique
(cid:137)Le r sultat de linterpr tation dune formule - selon les
diff rentes distributions de valeurs de v rit possibles - peut
tre repr sent par une table appel e
table des valeurs de v rit ou table de v rit
(cid:137)La table aura 2n lignes diff rentes qui correspondent aux
diff rentes distributions de valeurs de v rit possibles (avec n
le nombre de variables distinctes de la formule)
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Logique formelle
36
Calcul des propositions S mantique
Table de v rit de
A : p ' (q p)
I
VB
VB
FB
FB
I
VB
FB
VB
FB
I
VB
VB
FB
VB
[ A ]I
VB
VB
FB
FB
(cid:190) D sormais nous confondons
les
constantes bool ens avec les op rateurs et les constantes
logiques
les op rateurs et
ENSI
Logique formelle
37
Calcul des propositions S mantique
Table de v rit de p , p ' q , p ( q , p q , p q
p q
p
p ' q p ( q
p q p q
V
V
F
F
V
F
V
F
F
F
V
V
V
F
F
F
V
V V
V
V
F
F
F
V F
V V
ENSI
Logique formelle
38
Calcul des propositions S mantique
Exemples
" Table de v rit de
B : ( ( (p q) ' p) p )
p q
p q (p q) ' p B
V
V
F
F
V
F
V
F
V
F
V
F
V
V
V F V
V F
V
ENSI
Logique formelle
suite
39
Calcul des propositions S mantique
" Table de v rit de
C : ( (p q) ' (p ' q) )
p q
p q p ' q
V
V
F
F
V
F
V
F
C
F
F
V
F
F
V
V F F
V F
F
ENSI
Logique formelle
40
Calcul des propositions S mantique
2- Satisfiabilit - Validit
D finition
Soient I une interpr tation et A une formule
Si [ A ]I = V, alors on dit que :
(cid:131) A est vraie dans linterpr tation I
(cid:131) A est satisfaite par I
(cid:131) I satisfait A
(cid:131) I est mod le de A
(cid:190) notation I ^ A
ENSI
Logique formelle
41
Calcul des propositions S mantique
D finitions
(cid:131) Une formule vraie dans toute interpr tation est dite valide
appel e aussi une tautologie
Pour tout interpr tation I, on a [ A ]I = V (cid:190) notation ^ A
(cid:131) Elle est dite invalide dans le cas contraire
(au moins fausse pour une interpr tation )
(cid:131) Une formule fausse pour toute interpr tation est dite
insatisfiable ou inconsistante ou contradictoire
appel e aussi une contradiction (ou une antilogie)
(cid:131) Elle est dite satisfiable ou consistante dans le cas contraire
(au moins vraie pour une interpr tation)
ENSI
Logique formelle
42
Calcul des propositions S mantique
Exemples
(cid:131) La formule ((p q) ' p ) p est une tautologie
(cid:131) La formule (p q) ' ( p ' q ) est une contradiction
(cid:131) La formule p ' (q p) est satisfiable et invalide
ENSI
Logique formelle
43
Calcul des propositions S mantique
Remarques
(cid:131) Si une formule est valide (tautologie) alors elle est
satisfiable. Linverse nest pas vrai
(cid:131) Si une formule est insatisfiable (contradiction) alors elle est
invalide. Linverse nest pas vrai
(cid:131) Une formule peut tre la fois satisfiable et invalide
(cid:131) Une formule ne peut jamais tre la fois valide et
insatisfiable (en m me temps une tautologie et une
contradiction)
ENSI
Logique formelle
44
Calcul des propositions S mantique
Remarque
Pour nimporte quelle formule propositionnelle, il est possible
de savoir si la formule est valide, invalide, satisfiable ou
insatisfiable
Il suffit de dresser la table de v rit
Donc le calcul des propositions est d cidable : il existe un
algorithme qui, pour toute formule propositionnelle, nous dit
si oui ou non la formule est une tautologie (notion
tudier ult rieurement)
Cest une propri t fondamentale du calcul des propositions
ENSI
Logique formelle
45
Calcul des propositions S mantique
Propositions
(cid:131) A est une tautologie ssi
A est une contradiction
(cid:131) A est une contradiction ssi
A est une tautologie
ENSI
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Logique formelle
46
Calcul des propositions S mantique
Preuve
(cid:131) A est une tautologie ssi pour tout I on a [ A ]I = V
comme [ A ]I = [ A ]I
alors pour tout I on a [ A ]I = [ A ]I = V = F
donc A est une contradiction
(cid:131)
A est contradiction ssi pour tout I on a [ A ]I = F
alors pour tout I on a [ A ]I = [ A ]I = F
donc pour tout I on a [ A ]I = V
donc A est une tautologie
Conclusion :
A est une tautologie ssi A est une contradiction
ENSI
Logique formelle
47
Calcul des propositions S mantique
Propri t s
(cid:131) (p ( p) est une tautologie
(cid:131) (p ( q1 ( & ( qn ( p ( qn+1 ( & ( qn+m) est une tautologie
(cid:131) (p ( A ( p ( B) est une tautologie
(cid:131) (p ' p) est une contradiction
(cid:131) (p ' q1 ' & ' qn ' p ' qn+1 ' & ' qn+m) est une
contradiction
(cid:131) (p ' B ' p ' C) est une contradiction
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Logique formelle
48
Calcul des propositions S mantique
Preuve
(cid:131) Pour tout I on a :
1er cas : [ p ]I = V
[ p ( p]I = [ p ]I ( [ p ]I = V ( F = V
2eme cas : [ p ]I = F alors
[ p ]I = V
[ p ( p]I = [ p ]I ( [ p ]I = F ( V = V
donc (p ( p) est une tautologie
(cid:131) Pour tout I on a :
1er cas : [ p ]I = V
[ p ' p]I = [ p ]I ' [ p ]I = V ' F = F
2eme cas : [ p ]I = F alors
[ p ]I = V
[ p ' p]I = [ p ]I ' [ p ]I = F ' V = F
ENSI
Logique formelle
49
donc (p ' p) est une contradiction
Calcul des propositions S mantique
Proposition
Soient
" A , B1, B2, &, Bn des formules propositionnelles
" p1, p2, &, pn des variables propositionnelles
Si A est une tautologie alors
A [ p1 B1 , p2 B2 , & , pn Bn ]
est galement une tautologie
ENSI
Logique formelle
50
Calcul des propositions S mantique
3- Equivalence et cons quence s mantiques
D finitions
(cid:131) Une
formule A est cons quence s mantique
(ou
cons quence logique) dune formule B ssi
tout mod le de B est un mod le de A
c- -d pour toute interpr tation I , si I = V alors I = V
(cid:190) notation B^ A
(cid:131) Une formule A est quivalente s mantiquement une
formule B ssi B est cons quence s mantique de A et A
est cons quence s mantique de B ( B ^ A et A ^ B )
(cid:190) notation A a B
ENSI
Logique formelle
51
Calcul des propositions S mantique
Propri t s
1. B ^ A ssi
B A est une tautologie (^ (B A) )
2. B a A ssi
B A est une tautologie (^ (B A) )
3. Si B a A et ^ B alors ^ A
Remarque
" La propri t 1 est tr s importante, elle relie le logique, le
math matique et la cons quence s mantique (^)
" De m me
la propri t 2 pour
math matique et l quivalence s mantique ( a )
le
logique,
le
ENSI
Logique formelle
52
Calcul des propositions S mantique
Preuve
1.
(seulement si) B ^ A
Soit I une interpr tation :
si [ B ]I = V , alors [ A ]I = V, donc [ B A ]I = V
si [ B ]I = F , alors [ B A ]I = V
donc ^ (B A)
(si) ^ (B A)
alors pour tout I, [ B A ]I = V, donc [ B ]I [ A ]I =V
en particulier si [ B ]I = V alors forcement [ A ]I = V
donc B ^ A
2. 3. Exo.
ENSI
Logique formelle
53
Calcul des propositions S mantique
Propri t s
1. Si A a B alors A a B
2. Si A a B et C a D alors
"
"
"
"
(A ( C) a (B ( D)
(A ' C) a (B ' D)
(A C) a (B D)
(A C) a (B D)
ENSI
Logique formelle
54
Calcul des propositions S mantique
Preuve
1. A a B alors pour tout I
[ A ]I = [ B ]I
donc pour tout I I = I
et donc [ A ]I = [ B ]I
do A a B
2. Exo.
Remarque
Si A a B alors A et B ont forc ment le m me mod le
ENSI
Logique formelle
55
Calcul des propositions S mantique
Th or me
Le calcul propositionnel est muni dune structure dalg bre de
Boole
(cid:131) Associativit
A ( (B ( C) a (A ( B ) ( C
A ' (B ' C) a (A ' B ) ' C
(cid:131) Commutativit
(A ( B) a (B ( A)
(A ' B) a (B ' A)
(cid:131) Distributivit
A ' ( B ( C) a (A ' B ) ( (A ' C )
A ( ( B ' C) a (A ( B ) ' (A ( C )
ENSI
Logique formelle
suite
56
Calcul des propositions S mantique
Th or me (suite)
(cid:131) Lois de De Morgan
(A ( B ) a A ' B
(A ' B ) a A ( B
(cid:131) Idempotence
(A ( A) a A
(A ' A) a A
(cid:131) Absorption
A ' ( A ( B) a A
A ( ( A ' B) a A
ENSI
Logique formelle
suite
57
Calcul des propositions S mantique
Th or me (suite)
(cid:131) El ments neutres
(A ' V ) a A
(A ( F) a A
(cid:131) El ments absorbants
(A ' F) a F (A ( V ) a V
(cid:131) Tiers exclu
(A ' A) a F
(A ( A) a V
ENSI
Logique formelle
suite
58
Calcul des propositions S mantique
Th or me (suite)
(cid:131) Inverse
V a F F a V
(cid:131) Involution
A a A
Preuve
Par table de v rit (exo)
ENSI
Logique formelle
59
Calcul des propositions S mantique
Augustus De MORGAN (juin 1806 mars 1871)
Math maticien et logicien anglais (n en Inde).
Fondateur avec Boole de la logique moderne et auteur
des lois de calcul des propositions.
De Morgan contribua beaucoup aux math matiques : la premi re notion
d'induction math matique, loi de De Morgan sur la convergence d'une suite
math matique... Il d veloppa un th or me sur les probabilit s
d' v nements vie utilis par les soci t s d'assurance aujourd'hui.
Notons que l'on doit De Morgan l'usage (en 1845) de la notation a/b
(slash) pour d signer le quotient de a par b qui fut tr s rapidement adopt e.
Il imposa l'usage du point d cimal (utilis par Neper) : 23/10 = 2.3 (soit 2,3
pour les francophones)
ENSI
Logique formelle
60
Calcul des propositions S mantique
4- Syst me complet de connecteurs
D finition
(cid:131) On appelle syst me (ou ensemble) complet de connecteurs
tout ensemble de connecteurs propositionnels permettant
dengendrer tous les autres connecteurs propositionnels
(cid:131) Il est dit minimal
lorsque aucun de ses sous-ensembles
strictes nest un syst me complet de connecteurs
ENSI
Logique formelle
61
Calcul des propositions S mantique
Exemples
(cid:131) { ( , ' , , } est un syst me complet de connecteurs
car (p q) a ( p q ) ' ( q p )
(cid:131) { ( , ' , } est un syst me complet de connecteurs
car (p q) a ( p ( q )
ENSI
Logique formelle
suite
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62
Calcul des propositions S mantique
(cid:131) { ' , } est un syst me complet de connecteurs
car (p ( q) a ( p ' q)
(cid:131) { ( , } est un syst me complet connecteurs
car (p ' q) a ( p ( q)
(cid:131) { } nest pas un syst me complet
car on a au moins besoin dun connecteur binaire
(cid:131) { ' , } et { ( , } sont donc des syst mes de connecteurs
complets et minimaux
ENSI
Logique formelle
63
Calcul des propositions S mantique
5- Satisfiabilit dun ensemble de formules
On peut tendre les r sultats de satisfiabilit un ensemble de
formules
Soient
" 0 et 1 deux ensembles de formules ( vent. infinie)
" I une interpr tation
(cid:131) 0 est satisfait par I (ou I est un mod le de 0 )
si I est mod le de toute formule de 0
(cid:131) 0 est satisfiable (ou coh rent ou consistant )
sil existe au moins une interpr tation I qui est mod le de 0
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Logique formelle
suite
64
Calcul des propositions S mantique
(cid:131) 0 est finiment satisfiable si
tout sous-ensemble fini de 0 est satisfiable
(cid:131) 0 est contradictoire (ou insatisfiable ou une contradiction) ssi
0 est non satisfiable
(cid:131) Une formule B est cons quence logique de 0 (0 ^ B ) ssi
tout mod le de 0 est mod le de B
(cid:131) 0 et 1 sont quivalents ( 0 a 1 ) ssi
toute formule de 0 est cons quence de 1 et
toute formule de 1 est cons quence de 0
c- -d 0 et 1 ont exactement les m mes mod les
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Logique formelle
65
Calcul des propositions S mantique
Th or me de compacit
Version 1
Pour tout ensemble 0 de propositions
0 est satisfiable ssi 0 est finiment satisfiable
(0 admet un mod le ssi toute partie finie de 0 admet un mod le)
Version 2
Pour tout ensemble 0 de propositions
0 est contradictoire ssi
0 admet au moins un sous-ensemble fini contradictoire
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Logique formelle
suite
66
Calcul des propositions S mantique
Th or me de compacit (suite)
Version 3
Pour tout ensemble 0 de propositions et pour toute formule B
B est cons quence de 0
ssi
B est cons quence dau moins une partie finie de 0
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Logique formelle
67
Calcul des propositions S mantique
Propositions
Soient
" 0 = { A1,&, An} et 1 deux ensembles de propositions
" A et B deux formules propositionnelles
1. 0 ^ A ssi 0 U { A } est contradictoire
2. Si 0 est satisfiable et si 1 0, alors 1 est satisfiable
3. Si 0 est satisfiable alors 0 est finiment satisfiable
4. Si 0 est contradictoire et si 0 1
alors 1 est contradictoire
5. Si 0 ^ A et si 0 1 , alors 1 ^ A
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68
Calcul des propositions S mantique
Propositions (suite)
6. 0 U {A} ^ B ssi
0 ^ (A B)
7. 0 ^ ( A ' B ) ssi
0 ^ A et 0 ^ B
8.
{ A1, &, An } ^ B ssi ^ (( A1 ' &. ' An ) B)
9. A est une tautologie ssi
A est cons quence logique de lensemble vide
10. A est une tautologie ssi
A est cons quence de nimporte quel ensemble de formules
11. 0 est contradictoire ssi
0 ^ ( A ' A )
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Logique formelle
suite
69
Calcul des propositions S mantique
Propositions (suite)
12. 0 est contradictoire ssi
il existe une contradiction qui soit cons quence de 0
13. { A1, &, An } est contradictoire ssi
( A1 ( &. ( An ) est une tautologie
14. 0 et 1 sont quivalents ssi
ils sont satisfaits par les m mes interpr tations
15. Lensemble vide est satisfiable
16. Lensemble de toutes les formules propositionnelles
est contradictoire
17. Tout ensemble fini de formules est s mantiquement
quivalent un ensemble constitu par seule formule
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70
Calcul des propositions S mantique
Preuve
TD 1
Remarque
Un ensemble de
conjonction de formules
formules peut tre vu comme une
0 = { A1, &, An } est s mantiquement quivalent
la formule ( A1 ' & ' An )
Plus pr cis ment { A1, &, An } a { (A1 ' & ' An ) }
(point 17 de la proposition pr c dente)
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Logique formelle
71
Calcul des propositions S mantique
6- Application
Soit l nonc suivant :
Si je travaille bien alors je vais r ussir. Si je suis malade , je
ne peux pas bien travailler. Or je suis malade mais je
travaille bien. Donc je vais r ussir
1. D finition des variables propositionnelles
t : bien travailler
m : tre malade
r : r ussir
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72
Calcul des propositions S mantique
2. Mod lisation de l nonc :
H1 : Si je travaille bien alors je vais r ussir (cid:198) t r
H2 : Si je suis malade , je ne peux pas bien travailler
(cid:198) m t
H3 : je suis malade mais je travaille bien (cid:198) m ' t
C : je vais r ussir (cid:198) r
3. V rifier que {H1, H2, H3} ^ C, c- -d :
{ t r , m t , m ' t } ^ r
ssi
(t r) ' (m t) ' (m ' t) ^ r
ssi
^ (((t r) ' (m t) ' (m ' t)) r)
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73
Calcul des propositions S mantique
Remarque
On peut voir l nonc comme suit
{H1, H2} ^ (H3 C)
c- -d H3 fait partie de conclusion
Ceci ne change rien au r sultat final car nous avons
{H1, H2, H3} ^ C ssi
{H1, H2} ^ (H3 C)
(point 6 de la proposition pr c dente)
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74
Calcul des propositions S mantique
Remarque
L nonc est correct : par table de v rit , nous avons bien
{H1, H2, H3} ^ C
Au fait nous avons {H1, H2, H3} est contradictoire. Donc
nimporte quelle conclusion donne toujours un nonc correct.
Par exemple si nous prenons C : je ne vais pas r ussir
Nous avons toujours {H1, H2, H3} ^ C
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Logique formelle
75
Calcul des propositions S mantique
Commentaires sur les connecteurs logiques
(cid:131) Conjonction
A ' B
A et B ; A mais B ; A quoique B ; A tandis que B
(cid:131) Disjonction A ( B
ou inclusif ( vel en latin)
A ou B ; A ou/et B (juridique) ; A moins que B
A sinon B ; A sauf si B ; A ou B et peut tre les deux
(cid:131) Ou exclusif
A B a (A ' B) ( ( A ' B)
A ou B mais pas les deux ; soit A, soit (exclusivement) B
( aut en latin)
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Calcul des propositions S mantique
(cid:131) Implication A B
si / lorsque A, alors / n cessairement/ cest que B
A implique / entra ne B
A est condition suffisante de / suffit B
A seulement si / que si B
B si /lorsque A
B est condition n cessaire de A
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Calcul des propositions S mantique
(cid:131) Equivalence A B
A (est) quivalent B
A si et seulement si B
A est condition n cessaire est suffisante (CNS) de B
A si B et r ciproquement
" A ssi B : A seulement si B (A B) ; A si B (A B)
" A cns B : A condition suffisante B (A B)
A condition n cessaire B (A B)
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78
Calcul des propositions S mantique
7- Formes normales
D finition
(cid:131) On appelle litt ral un atome ou une n gation datome
(ex. : p , p , &)
(cid:131) Une formule est dite sous forme normale disjon...