Lógica Matemática
_____________________________________
Socorro Leticia Romo
Martínez
Lugar y Fecha : Guadalajara, Jalisco,
Febrero del 2003
Ciudad Bugambilias, Zapopan,
Jal.
UNIVERSIDAD
ABIERTA
La lógica matemática es una variedad de la lógica
filosófica. Podemos pensar a la lógica como el estudio del razonamiento
correcto. El razonamiento es el proceso de obtener conclusiones a
partir de suposiciones o hechos. El razonamiento correcto es el razonamiento en
el que las conclusiones se siguen necesaria e inevitablemente de las
suposiciones o hechos.
2. Inducción,
Deducción
Existen dos tipos básicos de razonamiento: el inductivo y el deductivo.
Si se acepta como válido un principio
general, basándose en una serie de experiencias específicas o particulares, se
está realizando un razonamiento inductivo.
Si, por el contrario, partiendo de una
ley general cuya validez se conoce, se infiere la veracidad o falsedad de un
caso en particular, se está efectuando un razonamiento
deductivo.
3. Proposiciones o
enunciados
Se define como proposición o enunciado
a una oración declarativa carente de ambigüedad, que es verdadera o falsa, pero
nunca las dos cosas simultáneamente.
La veracidad o falsedad de un enunciado
se llama su "Valor de Verdad". Los términos verdadero o falso se consideran como
atributos de una proposición, excluyéndose de ellos toda interpretación
filosófica.
3.1 Proposiciones
Abiertas
Una proposición abierta (o función proposicional) es
una expresión que contiene una variable y que al ser sustituida dicha variable
por un valor determinado, hace que la expresión se convierta en una proposición.
((V) ó (F)). p(x); p(x,y,z, ..).
El conjunto que consiste de los elementos que pueden
reemplazar a la variable de una proposición abierta, lo llamaremos el Dominio de
la variable.
El conjunto formado por aquellos elementos del
dominio de la variable que hacen verdadera la proposición abierta p(x), lo
llamaremos el conjunto solución de la proposición abierta
p(x).
3.2 Proposiciones
Cerradas
Si dentro del enunciado de una
proposición no aparece ninguna variable, y por consiguiente tiene un valor de
verdad definido, la proposición es cerrada.
4. Proposiciones
Compuestas
En aritmética se realizan operaciones
mediante operadores elementales, tales como +, - , x, ÷, etc. En lógica
matemática se dispone de los denominados operadores lógicos, que permiten
modificar proposiciones, o asociar dos o más enunciados simples, convirtiéndolos
en proposiciones compuestas.
Conectivos lógicos
Permiten relacionar proposiciones para formar nuevas
proposiciones. Igualmente permiten definir operaciones en los conjuntos para
obtener nuevos conjuntos.
Tabla conectivos lógicos.
Conjunción.
y.
Disyunción.
o.
Condicional.
si p entonces q.
Negación.
no.
Bicondicional.
(ó doble implicación).
p si y sólo si q.
El valor de verdad de una proposición
compuesta depende del valor de verdad de cada proposición simple que la compone,
y del tipo de operador empleado.
Negación
La negación de una proposición hace cambiar el valor de verdad de la proposición original.
Si p es una proposición cualquiera, la negación de p puede representarse de la siguiente manera:
p
O alternativamente:
~p
Y se lee:
p : No p
p : Es falso que
p
Conjunción
Dos enunciados simples pueden combinarse mediante la letra y para formar una proposición compuesta, que es la conjunción de los primeros enunciados.
Si p y q son dos proposiciones cualesquiera, su conjunción se escribe p y q, y se representa simbólicamente:
p Ùq
O alternativamente:
p . q
El valor de verdad de la conjunción de
dos proposiciones es verdadero únicamente si los valores de verdad de ambos
enunciados son verdaderos
Disyunción
Inclusiva
Si integramos dos enunciados mediante la letra o, el nuevo enunciado se llama disyunción inclusiva de los dos anteriores, o disyunción.
Si p y q son dos proposiciones, su disyunción inclusiva se escribe p o q, y se simboliza:
p Úq
O alternativamente:
p + q
El valor de verdad de la disyunción
inclusiva es falso exclusivamente cuando los valores de verdad de los dos
enunciados originales son falsos.
Disyunción Exclusiva
Una variante de la disyunción inclusiva es la disyunción exclusiva, cuyo valor de verdad es verdadero solamente cuando uno de los valores de verdad de las proposiciones asociadas es verdadero. Si las dos proposiciones son verdaderas o las dos son falsas, el valor de verdad de la disyunción exclusiva es falso.
Si p y q son dos proposiciones, su disyunción exclusiva se escribe p ó q y se simboliza:
p Ú q
Condicional o Implicación Material
Si p y q son dos enunciados, la proposición compuesta si p entonces q se llama condicional de p y q, y se escribe:
p ® q
Siendo la proposición p el antecedente del condicional y q el consecuente.
El valor de verdad del condicional es falso solamente si el antecedente es verdadero y el consecuente es falso.
Otras maneras de describir literalmente el condicional son las siguientes expresiones:
p ® q: p es condición necesaria para q
p ® q: q es condición suficiente para
p
Conversa, Inversa y Contrapositiva del Condicional
Si se tiene un condicional de la forma p ® q, quedan definidas las siguientes expresiones:
q ® p : conversa de p® q
p ® q : inversa de p® q
q® p : contrapositiva de
p®
q
Bicondicional
Se define como bicondicional de dos proposiciones (p, q), a la conjunción de los dos condicionales posibles (p ® q , q ® p), es decir que la proposición p es condición para q y, al mismo tiempo, la proposición q es condición para p.
El bicondicional se representa:
p « q
De una manera literal el bicondicional se expresa:
P« q : p si y sólo si q
p « q : p es condición necesaria y suficiente para q
p « q : p es condición para q y q es condición para p
p« q : si p entonces q y si q entonces p
El valor de verdad del bicondicional es
verdadero cuando ambas proposiciones son verdaderas o cuando ambas son
falsas.
5. Polinomios Booleanos o
fórmulas
Al ligar variables algébraicas mediante operadores (+, - , x, ÷) y signos de agrupación, se generan los denominados polinomios algébricos.
Ejemplo
Reducir a un polinomio algébrico la siguiente expresión:
(x.x.x) - 2(x.y.z.y) + 4(x.x.y) - (z.z) + 3(z.y.z.z)
El polinomio simplificado es:
x3 - 2xy2z + 4x2y - z2 + 3yz3
De igual forma, relacionando
proposiciones mediante operadores lógicos y signos de agrupación, se pueden
construir polinomios booleanos o fórmulas.
El valor de verdad de una fórmula
depende de los valores de verdad de las proposiciones simples que la conforman y
de las operaciones que en ella se
realizan.
El orden de ejecución de las
operaciones, dentro de un polinomio booleano está definido por la siguiente
secuencia de prioridades:
i. En primer término se ejecutan las operaciones definidas por los signos de
agrupación.
ii. La segunda prioridad la tiene la operación de negación.
iii. Las operaciones condicional y bicondicional tienen un tercer nivel de prioridad.
iv. La conjunción y disyunción tienen
un cuarto y último nivel de prioridad.
En general, si no existen símbolos de
agrupación que prioricen las operaciones consecutivas de igual nivel, se las
ejecuta de izquierda a derecha.
Para representar polinomios booleanos se emplean las primeras letras minúsculas del alfabeto. Así, si un polinomio involucra a las proposiciones p, q, r, ..., se puede simbolizar:
a(p, q, r, ...), b(p, q, r, ...), c(p, q, r, ...), ...
Su representación simplificada es:
a, b, c, ...
Las operaciones que se realizan con
proposiciones pueden ser efectuadas con polinomios booleanos, siguiendo las
mismas reglas del algebra de proposiciones, ya que los polinomios booleanos
participan de la misma propiedad básica de las proposiciones simples, cual es el
atributo de veracidad o de falsedad.
6. Tablas de Valores de Verdad
Las tablas de valores de verdad
constituyen una manera objetiva de detallar los valores de verdad de
proposiciones compuestas y polinomios booleanos, dependiendo de los valores de
verdad de las variables y constantes proposicionales que los
conforman.
V
V
F
V
V
V
V
V
F
F
F
V
F
F
F
V
V
F
V
V
F
F
F
V
F
F
V
V
1 Decimos que dos proposiciones son
equivalentes cuando tienen la misma tabla de verdad (en todas sus
interpretaciones). También decimos que dos proposiciones son equivalentes cuando
la bicondicional que se forma entre ellas es una tautología y viceversa.
2. Según la tabla de verdad que tiene
una proposición, esta se clasifica en tautología, contradicción e
indeterminación.
Una proposición se llamará tautología si para
cualquier valor de sus componentes (en cualquiera de sus interpretaciones), su
valor de verdad siempre es verdadero.
Una proposición será llamada una contradicción si
para cualquier valor de sus componentes (en cualquiera de sus interpretaciones),
su valor de verdad siempre es falso.
Se dice que una proposición es una indeterminación
cuando su tabla de verdad tiene valores de verdadero y de falso.
Una implicación es una condicional de la forma, tal
que es verdadera suponiendo que p es verdadera, y tiene que existir una relación
causa-efecto entre p y q. Además, una implicación entre p y q se escribe, y se
lee "p implica a q" ó "si p entonces q".
Una equivalencia es una bicondicional de la forma, en donde es una implicación y es también una implicación. Se escribe, y se lee "p es equivalente a q" o
"p si y sólo si q".
Sean A, B dos conjuntos cualesquiera, diremos que si y sólo si .
.
6.1 Fórmulas
Tautológicas
Son aquellas expresiones lógicas cuyo
valor de verdad es siempre verdadero, sin importar los valores de verdad que
tengan las variables proposicionales. Las tablas de valores de verdad de las
tautologías tienen exclusivamente valores de verdad verdaderos, en la columna
correspondiente.
6.2 Fórmulas
Contradictorias
Son aquellos polinomios booleanos cuyo
valor de verdad es siempre falso, sin importar los valores de verdad de las
distintas variables proposicionales. Las tablas de valores de verdad de las
fórmulas contradictorias contienen únicamente valores de verdad
falsos.
7.1 Conmutativas:
La conjunción, la disyunción inclusiva y la disyunción exclusiva poseen la propiedad conmutativa, lo que se representa:
p Ù q º q Ù p
p Ú q º q Ú p
p Ú q º q Ú p
Para demostrar estas leyes se emplean
las tablas de valores de verdad de las dos expresiones lógicas que aparecen a
cada lado de las equivalencias lógicas.
p |
q |
p Ù q |
q Ù p | ||||
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
F |
V |
F |
F |
F |
F |
V |
F |
V |
F |
F |
V |
V |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
1 |
5 |
2 |
3 |
6 |
4 |
p |
q |
p Ú q |
q Ú p | ||||
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
F |
V |
V |
F |
F |
V |
V |
F |
V |
F |
V |
V |
V |
V |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
1 |
5 |
2 |
3 |
6 |
4 |
p |
q |
p Ú q |
q Ú p | ||||
V |
V |
V |
F |
V |
V |
F |
V |
V |
F |
V |
V |
F |
F |
V |
V |
F |
V |
F |
V |
V |
V |
V |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
1 |
5 |
2 |
3 |
6 |
4 |
Se puede observar claramente que si se
cambia el orden de las proposiciones simples en las operaciones de conjunción,
disyunción inclusiva y disyunción exclusiva, la tabla de valores de verdad no se
altera, por lo que, tanto la conjunción como la disyunción inclusiva y la
disyunción exclusiva gozan de la propiedad
conmutativa.
7.2 Leyes de Identidad:
Si se define por V a una expresión lógica cuyo valor de verdad es siempre verdadero (expresión tautológica), y por F a una expresión lógica que siempre es falsa (expresión contradictoria), se cumplen las siguientes equivalencias lógicas:
V Ù p º p
V Ú p º V
F Ù p º F
F Ú p º p
Para demostrar estas propiedades se
emplean las respectivas tablas de valores de verdad. Debe anotarse que las
expresiones V y F son constantes proposicionales o constantes lógicas, pues su
valor de verdad no puede cambiar.
La conjunción, la disyunción inclusiva
y la dsiyunción exclusiva tienen la propiedad asociativa, lo que se
expresa:
(p Ù q) Ù r º p Ù (q Ù r) º p Ù q Ù r
(p Ú q) Ú r º p Ú (q Ú r) º p Ú q Ú r
(p Ú
q) Ú
r º p
Ú (q
Ú r)
º p
Ú q
Ú
r
La tabla de valores de verdad
correspondiente a la propiedad asociativa de la conjunción
es:
p |
q |
r |
( p Ù q ) Ù r |
p Ù ( q Ù r) | ||||||||
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
F |
V |
V |
V |
F |
F |
V |
F |
V |
F |
F |
V |
F |
V |
V |
F |
F |
F |
V |
V |
F |
F |
F |
V |
V |
F |
F |
V |
F |
F |
F |
F |
V |
F |
F |
F |
F |
F |
V |
V |
F |
F |
V |
F |
V |
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F |
V |
V |
V |
F |
V |
F |
F |
F |
V |
F |
F |
F |
F |
V |
F |
F |
F |
F |
V |
F |
F |
F |
F |
V |
F |
F |
F |
F |
V |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
1 |
7 |
2 |
8 |
3 |
4 |
10 |
5 |
9 |
6 |
Al comparar las columnas con ordinales
8 y 10, se obtienen valores de verdad idénticos, por lo que se deduce que la
conjunción posee la propiedad asociativa, es decir, que si en una expresión
lógica aparecen varias conjunciones en cadena, se las puede agrupar de la manera
más conveniente, sin afectar al resultado final, desde un punto de vista
lógico.
La tabla de valores de verdad de la
propiedad asociativa de la disyunción inclusiva
es:
p |
q |
r |
( p Ú q ) Ú r |
p Ú ( q Ú r) | ||||||||
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
F |
V |
V |
V |
V |
F |
V |
V |
V |
V |
F |
V |
F |
V |
V |
V |
F |
V |
V |
V |
V |
F |
V |
V |
V |
F |
F |
V |
V |
F |
V |
F |
V |
V |
F |
F |
F |
F |
V |
V |
F |
V |
V |
V |
V |
F |
V |
V |
V |
V |
F |
V |
F |
F |
V |
V |
V |
F |
F |
V |
V |
V |
F |
F |
F |
V |
F |
F |
F |
V |
V |
F |
V |
F |
V |
V |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
1 |
7 |
2 |
8 |
3 |
4 |
10 |
5 |
9 |
6 |
Los valores de verdad de las columnas 8
y 10 son iguales, por lo que la disyunción inclusiva también posee la propiedad
asociativa, lo que significa que si en una expresión aparecen varias operaciones
de disyunción inclusiva en cadena, se las puede agrupar
arbitrariamente.
La tabla de valores de verdad de la
propiedad asociativa de la disyunción exclusiva es:
p |
q |
r |
( p Ú q ) Ú r |
p Ú ( q Ú r) | ||||||||
V |
V |
V |
V |
F |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
F |
V |
V |
V |
F |
V |
F |
V |
F |
F |
V |
F |
V |
V |
F |
V |
F |
V |
V |
V |
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V |
V |
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V |
V |
V |
F |
F |
V |
V |
F |
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V |
V |
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V |
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V |
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V |
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V |
V |
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F |
V |
V |
V |
F |
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F |
V |
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F |
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V |
V |
F |
V |
F |
V |
V |
F |
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F |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
1 |
7 |
2 |
8 |
3 |
4 |
10 |
5 |
9 |
6 |
Los valores de verdad de las columnas 8
y 10 son iguales, por lo que la disyunción exclusiva también posee la propiedad
asociativa, lo que significa que si en una expresión aparecen varias operaciones
de disyunción exclusiva en cadena, se las puede agrupar
arbitrariamente.
7.4 Leyes de Idempotencia:
La conjunción entre una proposición y ella misma es lógicamente equivalente a la propia proposición.
p Ù p º p
La disyunción inclusiva entre una proposición y ella misma es equivalente a la proposición dada.
p Ú p º p
Las tablas de valores de verdad
respectivas son:
p |
p Ù p |
p Ú p | ||||
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
F |
1 |
5 |
2 |
3 |
6 |
4 |
Al observar las tablas de valores de verdad se pueden verificar las leyes de idempotencia.
.El uso de cuantificadores y variables no es común en
el lenguaje coloquial, sin embargo cuando se comprende todo el poder expresivo y
a la vez riguroso de ellas se ha dado el primer paso para saber expresarse con
él.
"todo S es P" y algún S es P"
que se representan como:
"x [S(x)
®
P(x)] y $x [S(x) Ù P(x)]
respectivamente, donde S(x) simboliza x es S" y P(x)
simboliza " x es P".
Ejemplos de traducción de la forma anterior son las
cuantificaciones acotadas por conjuntos, que son expresiones de la
forma:
"xÎA, P(x) y $xÎA, P(x)
donde A es un conjunto y P(x) denota una propiedad
acerca de x. Las expresiones anteriores son abreviaturas usuales en matemáticas,
respectivamente de los enunciados:
"x
[xÎA
®
P(x)]
y $x [xÎA Ù
P(x)]
Es común cometer errores en alguno de estos casos al traducir, si bien no hay una regla formal, es bueno recordar que los juicios universales se escriben con implicación y los existenciales con conjunción. Eso no quiere decir que no pueda aparecer un cuantificador universal con conjunción o un existencial con implicación, sino que no es usual.
Por ejemplo considérese el caso de las fórmulas "x[G(x)®M(x)] y "x[G(x)ÙM(x)], si G(x) significa x es gato y M(x) significa x maúlla, entonces la primera fórmula traduce la afirmación todos los gatos maúllan, mientras que la segunda nos dice algo mucho más fuerte que es todos son gatos y maúllan.
El caso del existencial con una implicación es más
complicado pues tiene un significado extraño y poco usual.
Hay que hacer notar que aunque el lenguaje analítico
o formal es limitado por su carácter tan riguroso, tiene varias ventajas, como
son:
a) Evitar la ambigüedad del lenguaje natural.
b) Ser conciso y riguroso.
Pero aún así, muchas nociones se pueden
expresar de varias formas distintas entre sí, pero lógicamente equivalentes, es
decir, que ambas significan exactamente lo mismo, para cualquier
interpretación. Por ejemplo, expresemos "hay un único número primo par" de
tres formas distintas pero lógicamente equivalentes, usando P(x) para simbolizar
x es número primo par":
i) $x [P(x) Ù "y (P(y) ® x = y)]
(Hay un individuo tal que: es primo par y todo primo par es él).
ii) [$x P(x)] Ù "x "y [P(x) Ù P(y) ® x = y]
(Hay un individuo que es primo par. Y cualesquiera dos primos pares son el mismo).
iii) $x"y [x = y « P(y)]
(Hay un individuo tal que: es igual a
todos los primos pares y sólo a esos).
También hay que hacer notar que algunos enunciados no se pueden traducir con todo su significado intuitivo por el contenido psicológico que tienen algunas palabras, como por ejemplo, la palabra "pero", cuya traducción aceptada es una conjunción; es decir, simplemente como una "y", pero que, sin embargo, significa algo más que "y"; algo como no deseado o no esperado y que se quiere enfatizar. Esto no se recupera al traducirlo al lenguaje analítico. Por ejemplo, "6
es par pero no es múltiplo de 4", se
traduce como "6 es par y 6 no es múltiplo de
4".
Otro ejemplo es la expresión "a menos
que", la cual se traduce simplemente como una disyunción, o sea, como "o",
aunque el contenido psicológico induce a muchas personas a traducirla como una
disyunción excluyente: "uno u otro pero no ambos". Por ejemplo, iré de
vacaciones a menos que no tenga dinero, se traduce como iré de vacaciones o no
tengo dinero.
El lenguaje analítico es un valioso
instrumento para analizar, aclarar y expresar en forma precisa, el significado
de enunciados del lenguaje ordinario, ya sea del discurso común o de las
ciencias. Este lenguaje permite enunciar lo que queremos, más
explícitamente que el lenguaje ordinario, y expresar ideas complejas evitando
las ambigüedades que la estructura del lenguaje cotidiano no puede eliminar con
facilidad.
Pongamos como ejemplo el enunciado: él
la vio a ella con el telescopio. No sabemos si él la vio a ella a través del
telescopio o si él la vio a ella y ella llevaba un telescopio. En el lenguaje
analítico se puede precisar exactamente lo que se quiere decir de modo que estas
ambigüedades desaparecen. Pero estas ventajas tienen un precio: hay que aprender
a hacer distinciones poco comunes. Hay que dominar un nuevo lenguaje, y
las nuevas formulaciones de enunciados aparentemente simples, son resultado de
un trabajo analítico cuidadoso.
A pesar de lo anterior, el uso del
lenguaje lógico se ha revelado como útil no sólo en los campos prácticos del
discurso, sino ante todo, en la investigación de la lógica, la matemática pura y
aplicada y en general en el razonamiento correcto. 0 sea en investigaciones en
las cuales hay que registrar distinciones sutiles, y en las que vale la pena
conseguir un máximo de explicitación y de rigor en los enunciados y en las
demostraciones.
9. Criterios de
Verdad
Es muy importante aprender a conocer los criterios de verdad de los conectivos,
los cuantificadores y la igualdad y saber analizar, a partir de ellos, la verdad
o falsedad de cualquier enunciado interpretado, especialmente el caso del
condicional.
Es necesario conocer claramente los
criterios de verdad para la negación, la disyunción, la conjunción, el
condicional, el bicondicional, la cuantificación existencial y la cuantificación
universal.
Una interpretación para el lenguaje
analítico consiste de un conjunto de objetos llamado universo de la
interpretación y de relaciones, operaciones y elementos particulares de ese
universo de la interpretación.
Supongamos que P y Q representan
afirmaciones expresadas en el lenguaje analítico y que respecto a una
interpretación dada son verdaderos o falsos. Los criterios de verdad son
los siguientes:
9.1 Una negación "no P" denotada
(ØP), es
verdadera respecto a la interpretación dada,
si P es falsa respecto a esa interpretación.
9.2 Una disyunción "P o Q" denotada (P
Ú Q), es
verdadera respecto a la
interpretación dada, si P es verdadera respecto a esa interpretación o Q es
verdadera respecto a esa interpretación. Queda incluida aquí la
posibilidad de que ambas, P y Q, sean verdaderas respecto a esa
interpretación.
interpretación dada, si P es verdadera
respecto a esa interpretación, y Q es verdadera respecto a esa
interpretación.
9.4a. Una condicional "si P entonces Q" denotada (P ® Q), es falsa respecto a
la interpretación dada, si P es verdadera respecto a esa interpretación y Q es falsa
respecto a esa
interpretación.
9.4b. Una condicional "si P entonces Q" denotada (P ® Q), es verdadera
respecto a la interpretación dada, si no es falsa respecto a esa interpretación; es
decir si no sucede que P es verdadera
y Q es falsa respecto a esa interpretación.
9.5. Una bicondicional "P si y sólo si Q" denotada (P « Q), es verdadera
respecto a la interpretación dada, si
ambas P y Q son verdaderas respecto a esa interpretación, o bien ambas P y Q son
falsas respecto a tal interpretación.
interpretación dada, si hay al menos un
individuo en el universo de esa interpretación, tal que Q es verdadera respecto
a esa interpretación y respecto a ese individuo.
dada, si para todos los individuos en
el universo de esa interpretación, Q es verdadera respecto a esa interpretación
y respecto a cada uno de ellos.
Es importante tener claro que la verdad
o falsedad de un enunciado en una interpretación depende de lo que signifiquen -
respecto a la interpretación dada - las relaciones, operaciones y objetos
individuales acerca de los cuales "habla" el enunciado. Esto es, la verdad
de un enunciado depende de la interpretación y no es en general absoluta, sino
relativa a la interpretación.
Es decir, un mismo enunciado puede ser verdadero en
una interpretación y falso en otra; por ejemplo el
enunciado
$x "y [x < y Ú x = y]
(hay un individuo en la relación " < " con, o es igual a, cualquier individuo), es verdadero respecto a la interpretación que consiste de N (los números naturales) con su relación de orden usual, pues hay uno menor o igual que todos, pero es falso respecto a la interpretación que consiste de Z (los números enteros) con su relación de orden usual, pues no hay uno menor o igual que todos. Es verdadero también respecto a la interpretación que consiste de P(A) (llamado potencia de A,
el conjunto de todos los subconjuntos
de un conjunto A), con la relación Ì de contención propia entre conjuntos,
pues hay uno contenido en todos (el vacío).
Un caso especial que es excepción de la
relatividad de la verdad explicada en el párrafo anterior, es el caso de los
enunciados universalmente verdaderos o universalmente válidos o verdades
lógicas, que son verdaderos respecto a cualquier interpretación, debido sólo a
su forma, por lo cual se consideran vacíos de contenido, pero son muy útiles en
las demostraciones y en los razonamientos correctos.
Ejemplos de enunciados universalmente válidos
son:
i) P(c) Ú Ø P(c) "c cumple la propiedad P o no la
cumple"
ii) [P(x) ® Q(x)] « [ØQ(x)®ØP(x)] "es el caso que x cumple Q si cumple P,
si y sólo si es el caso que x no cumple P
si no cumple Q"
iii) [P(c) ® Q(c)] « Ø [P(c) Ù ØQ(c)] "es el caso que c cumple Q si cumple P,
si y sólo si no es el caso que c cumpla P
y no cumpla
Q"
iv) [$x"y P(x, y)] ® ["y $x P(x,y)] "si
hay alguien en la relación P con todos, entonces para todos hay
alquien en la relación P con
ellos"
v) P(c) ® $x P(x) "si c cumple la propiedad P, entonces
hay alguien que cumple la propiedad
P"
vi) Un interesante ejemplo de
enunciado universalmente válido
es:
Ø$x"y [ R(y,x) « ØR(y,y) ]
"No hay en el
universo de interpretación un individuo tal que todos los individuos (de ahí)
que no están en la relación R consigo mismos, estén en la relación R con él, y
sólo esos."
Este enunciado universalmente válido es
la explicación lógica a la Paradoja de Russell, ya que interpretando R(y,x) como
"yÎx" en el
universo de los conjuntos, y traduciéndolo al lenguaje natural, tenemos la
versión conjuntista de la paradoja: "no hay un conjunto cuyos elementos sean
exactamente los conjuntos que no se pertenecen a sí mismos, y sólo esos". Este
conjunto no puede existir por una razón que es esta verdad
lógica
Interpretando R(y,x) como "x rasura a
y" en el universo de los hombres de Jonesville, tenemos la versión popular del
barbero: "no hay un hombre ahí que rasure exactamente a aquellos que no se
rasuran a sí mismos, y sólo a esos"
10. Equivalencias Lógicas
Dos enunciados P y Q son lógicamente
equivalentes si y sólo si respecto a cualquier interpretación, ambos P y Q
significan exactamente lo mismo. Es decir, para cualquier interpretación ambos P
y Q son verdaderos o ambos son falsos. Así pues, sin importar cual sea la
interpretación, si P es verdadero entonces Q es verdadero y si Q es verdadero
entonces P es verdadero. Esto lo denotamos P º Q y se lee "P es lógicamente equivalente
a Q", o bien "P y Q son lógicamente equivalentes".
Si P y Q son proposiciones cualesquiera, las siguientes son ejemplos de equivalencias lógicas:
ØØ P º P (P ® Q) º (ØQ ® ØP)
Ø(P Ù Q) º (ØP Ú ØQ) (P ® Q) º (Ø P Ú Q)
Ø(P Ú Q) º (ØP Ù ØQ) (P ® Q) º Ø(P Ù ØQ)
Ø(P ® Q) º (P ÙØQ) "x P º Ø$x ØP
Ø(P « Q) º (P Ù ØQ)Ú (Q ÙØP) $x P º Ø"x ØP
Ø"x P º $x ØP "x (P Ù Q) º ("x P Ù "x Q)
Ø $x P º "x ØP $x (P Ú Q) º $x P Ú $x Q
"x (P Ú Q) º/º "x P Ú "x Q
$x (P Ù Q) º/º $x P Ù $x
Q
Es muy importante saber analizar
argumentos para determinar si un argumento dado es correcto o no,
independientemente de la verdad o falsedad de la conclusión y de las premisas;
es decir analizar el argumento por su forma lógica y no por su contenido.
Un argumento es un conjunto finito y
ordenado de afirmaciones de las cuales se dice que la última, llamada
conclusión, se sigue de las anteriores, llamadas premisas.
Un argumento es correcto si y sólo si
la conclusión es consecuencia lógica de las premisas; esto quiere decir que para
cada interpretación del lenguaje respecto a la cual todas las premisas son
verdaderas, la conclusión será necesariamente verdadera.
Un argumento es correcto o incorrecto,
independientemente de sus interpretaciones. Dicho de otra manera, es correcto si
no hay interpretación alguna para la cual las premisas sean todas verdaderas y
la conclusión sea falsa.
Esto es sumamente importante en
matemáticas, ya que las pruebas en matemáticas son argumentos o sucesiones de
argumentos, y estos deben ser argumentos correctos. Resulta pues obvia la
importancia de saber si un argumento dado es correcto o no lo es.
Hay ejemplos de los cuatro tipos de
argumentos: correctos con conclusión verdadera, correctos con conclusión falsa,
incorrectos con conclusión verdadera e incorrectos con conclusión falsa. (Aquí
verdadera o falsa es respecto a la interpretación usual o
intencional.)
En un argumento correcto, si las
premisas son verdaderas con alguna interpretación, la conclusión será
necesariamente verdadera con esa interpretación. Por lo tanto, en un
argumento correcto, si la conclusión es falsa de acuerdo con alguna
interpretación, entonces al menos una de las premisas debe ser falsa con esa
interpretación.
Si el argumento es incorrecto lo único
que podemos decir es que hay una interpretación para la cual las premisas son
verdaderas y la conclusión es falsa, pero con otras interpretaciones puede
suceder cualquiera otra posibilidad.
Ejemplos de lo anterior, con la interpretación
intencional para verdadero o falso, son los
siguientes:
A) ARGUMENTO CORRECTO
CON C) ARGUMENTO INCORRECTO
CONCONCLUSIÓN VERDADERA CON CONCLUSIÓN
VERDADERA
Todo múltiplo de 6 es Todo número con exactamente
múltiplo de 3. dos divisores es primo.
12 es múltiplo de 6. 4 no tiene exactamente dos
\12 es múltiplo de 3. divisores. (Tiene tres: 1,2,4)
\4 no es
primo.
B) ARGUMENTO CORRECTO D) ARGUMETO INCORRECTO
CON CONCLUSIÓN
FALSA
CON CONCLUSIÓN FALSA
Todo múltiplo de 4 es par. Todo múltiplo de 6 es par.
5 es múltiplo de 4. 8 no es múltiplo de 6.
\ 5 es par. \8 no es par.
Debe ser claro que los dos ejemplos de
argumentos incorrectos C) y D) tienen la misma forma y que el hecho de que la
conclusión pueda ser verdadera (con la interpretación intencional) es una
contingencia; es decir, se debe a la casualidad si únicamente consideramos las
premisas dadas.
Debe ser claro también que en el
ejemplo B) de argumento correcto con conclusión falsa, por el hecho de ser un
argumento correcto, necesariamente alguna de las premisas debe de ser falsa con
la interpretación intencional, que en estos casos es la interpretación de la
aritmética de los números naturales.
Ahora bien, ¿cómo podemos demostrar que
un argumento incorrecto es efectivamente incorrecto?. La manera de hacerlo
es dando una interpretación conveniente o adecuada a los términos y predicados
involucrados, de modo que resulte (respecto a esa interpretación) que las
premisas sean todas verdaderas y la conclusión sea falsa. Esto ocurre en
el argumento D) con la interpretación usual de la aritmética tal como
está.
Para demostrar que el argumento C) es
incorrecto, la interpretación intencional no sirve pues respecto a ella, tanto
las premisas como la conclusión son verdaderas. Daremos otra interpretación con
la misma forma lógica respecto a la cual las premisas sean verdaderas y la
conclusión sea falsa; una interpretación así para C) es la
siguiente:
Todo polinomio con exactamente
dos raíces es cuadrático.
X2-4x+4 no tiene exactamente dos
raíces. (Su única raíz (doble) es 2)
\X2 - 4x + 4 no
es cuadrático.
La manera directa de demostrar que un
argumento es correcto consiste en suponer verdaderas a todas las premisas (con
respecto a alguna interpretación), sin tomar en cuenta la interpretación
intencional, ni ninguna interpretación en particular, y a partir de eso, usando
únicamente los criterios de verdad, hacer ver que la conclusión es
necesariamente verdadera; independientemente de cual fuera la
interpretación. En algunos casos la manera directa no es realizable, por
lo que hay que hacerlo de modo indirecto, por reducción al absurdo, es decir
suponiendo que hubiera una interpretación respecto a la cual todas las premisas
fueran verdaderas y la conclusión fuera falsa, y a partir de ahí llegar a una
contradicción.
Cuatro ejemplos de argumentos de la
misma forma de los anteriores pero con interpretación intencional distinta. Para
mostrar que C) es incorrecto basta con cambiar ave por
animal.
A) ARGUMENTO CORRECTO CON C) ARGUMENTO INCORRECTO CONCONCLUSIÓN VERDADERA CON CONCLUSIÓN VERDADERA
Todo hombre es mortal. Todo pingüino es ave.
Sócrates es hombre. Mi perro no es pingüino.
\Sócrates es
mortal
\ Mi perro no es
ave.
B) ARGUMENTO CORRECTO D) ARGUMETO INCORRECTO
CON CONCLUSIÓN FALSA CON CONCLUSIÓN FALSA
Toda ave es voladora. Todo pez es nadador.
El avestruz es ave. El delfín no es pez (es mamífero).
\ El avestruz es voladora. \El delfín no es
nadador.
Si en un argumento, la conclusión es
falsa con alguna interpretación, sólo podemos concluir que, o bien el argumento
es incorrecto, o bien alguna de las premisas es
falsa.
12. Métodos de demostración en
Matemáticas
En este punto es muy importante discutir acerca de ¿por qué es necesario demostrar en matemáticas? Esto nos lleva a establecer la distinción entre "mostrar" y "demostrar". Hay pruebas de afirmaciones que realmente son "mostraciones" en el sentido de sólo mostrar, para que se vea "con los ojos", que la afirmación es verdadera. Tal puede ser el caso de una mostración visual del Teorema de Pitágoras; pero hay razones que justifican la necesidad de demostrar, en el sentido de apartarse de la evidencia visual, en el caso de que ésta no sea posible o no sea clara, o bien pueda llevar a confusiones. Esto último se puede ejemplificar con "pruebas" falaces que usan la evidencia visual de una figura, de modo incorrecto.
Así pues, es importante entender
lo que sí es y de lo que no es demostrar, así como de cuándo una demostración
está terminada. También es muy importante aclarar la diferencia entre el
proceso de descubrimiento de una demostración (heurística) y la formalización y
organización lógico deductiva de ella, lo cual constituye la demostración
propiamente dicha.
Entre los métodos de demostración
indirectos, veremos los siguientes: por contrapositiva, por casos y por
reducción al absurdo.
(A ® B) « (ØB ® ØA) es universalmente válido. Este es un
ejemplo de la utilidad de las verdades lógicas.
2) Por casos. Para una afirmación A, cuando hay una serie de afirmaciones (los casos) C1, C2, ... , Cn, con n > 2, tales que agotan todas las posibilidades, o sea que necesariamente se cumple una de ellas, es decir el enunciado C1ÚC2Ú ... ÚCn es universalmente válido y además se prueba que: si C1 entonces A, si C2 entonces A, ..., si Cn entonces A.
Puede entonces concluirse en forma correcta que A, ya que se probó el
enunciado:
(C1ÚC2Ú ...
ÚCn )
Ù [(C1
® A) Ù (C2 ® A) Ù . . . Ù (Cn ® A)]
y resulta que el enunciado:
[(C1ÚC2Ú ... ÚCn ) Ù [(C1 ® A) Ù (C2 ® A) Ù . . . Ù (Cn ® A)]] ® A
es universalmente válido.
Entonces en cada caso podemos
concluir correctamente que A. Esto se debe para cada caso a que las tres
afirmaciones siguientes son universalmente válidas:
i) [(ØA ® Ø B) Ù B ] ® A
ii) [(ØA ®C) Ù (ØA ® ØC)] ® A o bien [ØA ® (C Ù ØC)] ® A
iii) [ØA®A]®A
Hay que comentar que si bien la
definición original de reducción al absurdo es: prueba de la falsedad de un
enunciado dado, al obtener de él una consecuencia lógica absurda, lo que
simbolizamos como [A ® (C Ù
ØC)] ® ØA, nosotros lo usamos en forma positiva
para probar la verdad de un enunciado A, usando la verdad lógica conocida como
principio de tercero excluido (AÚØA), para inferir correctamente A a partir de ØØA.
13. Heurística
Generalmente el proceso de
descubrimiento de una demostración es exactamente al revés del proceso lógico
deductivo para presentarla como una demostración organizada, terminada y
rigurosa. Ejemplificaremos esto especialmente para la prueba directa de
enunciados condicionales, o sea afirmaciones de la forma si A entonces B". Se
sugiere construir un "camino" lógico deductivo desde A hasta B, suponiendo
A, pero empezando desde B!. Así pues, los pasos del proceso heurístico
serían los siguientes:
1o. Suponer A, analizar su significado y contenido, y tenerlo presente para usarlo
cuando se considere
conveniente.
2o. Analizar B, su significado y
contenido. Es a lo que queremos llegar.
3o. Reducir el problema a tener
alguna afirmación B1, de modo que B sea consecuencia correcta (tal vez más
fácil de descubrir) a partir de B1.
4o. Posiblemente con A obtengo
B1, y entonces por el paso 3 obtengo B y termino. Si
no:
5o. Reducir el problema a tener
B2 de modo que B1 sea consecuencia correcta de B2.
6o. Posiblemente con A obtengo
B2 y entonces por el paso 5 obtengo B1 y por el 3 obtengo B y termino.
Si no:
7o. Reducir......,
etc.
En algún paso, si el problema fue
convenientemente reducido, con A obtengo Bn y entonces tengo construido el
camino completo y se presenta la demostración en orden lógico deductivo y no
heurístico:
A, Bn, Bn-1, ..., B2, B1, B.
Otra idea heurística para resolver
problemas y que es muy útil en matemáticas, es la idea de representación de un
área de conocimiento en otra: para un problema que en su área no es claro o que
no se ha podido resolver, el hecho de representarlo en otra área, con relaciones
estructurales análogas, puede ser la llave de su solución. Así, en
matemáticas muchos problemas revolucionarios han sido los no bien definidos en
su área; aquellos que ha convenido representarlos en otra
área.
Un ejemplo histórico de este estilo fue
la creación de la Geometría Analítica, por Descartes, al representar la
geometría en el álgebra y así poder trabajar las curvas algebraicamente. Un
ejemplo de este siglo fue el genial proceso de Godel de representar la
metateoría de la aritmética formal en la aritmética y así poder representar por
medio de enunciados formales, propiedades aritméticas que se refieren a
propiedades metateóricas de esos mismos
enunciados.
En el año 1874, apareció el primer
trabajo revolucionario de Cantor sobre la Teoría de
conjuntos.
Georg Ferdinand Ludwing Philipp Cantor
es el creador del concepto. El concepto de conjunto es uno de los más
fundamentales en matemáticas, incluso más que la operación de contar, pues se
puede encontrar implícita o explícitamente, en todas las ramas de las
matemáticas puras y
aplicadas.
En su forma explícita, los principios y terminología de los conjuntos se utilizan para construir proposiciones matemáticas más claras y precisas y para explicar conceptos abstractos como el infinito.
Sabemos que la palabra conjunto implica
la idea de una colección de objetos que se caracterizan en algo
común.
En matemática tiene el mismo significado, sólo que a estos objetos se les llama elementos o miembros del conjunto. La noción simple de una colección o conjunto de objetos es fundamental en la estructura básica de las matemáticas.
No puede darse una definición
satisfactoria de un conjunto en términos de conceptos simples, por lo tanto la
palabra "CONJUNTO" debe aceptarse lógicamente como un término no
definido.
Llamamos conjunto a una colección de
objetos (con determinadas características en común) y a los objetos que lo
forman se les llama elementos del conjunto.
Llamaremos universo (U) al conjunto que
en un momento dado es usado como marco de referencia para formar
conjuntos.
Un conjunto queda determinado por una
colección de atributos que los elementos del universo pueden o no poseer. Así,
los elementos del universo que sí posean los atributos requeridos forman el
conjunto.
Conjunto y universo son términos no definidos.
Diremos que un conjunto está descrito
por enumeración si se han dado explícitamente todos sus elementos y está
descrito por comprensión si sus elementos están dados en forma implícita
mediante una frase que los describa.
A = { a, e, i, o, u } |
A = { x/x es una vocal } | |
B = { 0, 2, 4, 6, 8 } |
B = { x/x es un número par menor que 10 } | |
C = { c, , , j, u, t, s } |
C = { x/x es una letra de la palabra conjuntos } | |
D = { 1, 3, 5, 7, 9 } |
D = { x/x es un número impar menor que 10 } | |
E = { b, c, d, f, g, h, j, . . . } |
E = { x/x es una consonante } |
2. Clases de
Conjuntos
CONJUNTO FINITO Es aquel que consta
de un cierto número de elementos distintos, es decir si al contar los diferentes
elementos del conjunto el proceso de contar puede acabar. En caso contrario, el
conjunto es infinito.
M = { x / x es un río de la tierra } Conjunto finito
N = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ... } Conjunto infinito
P = { x / x es un país de la tierra } Conjunto finito
V = { 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27,
... } Conjunto infinito
IGUALDAD DE
CONJUNTOS
Se dice que 2 conjuntos A y B son iguales cuando ambos tienen los mismos elementos, es decir si cada elemento de A pertenece a B y si cada elemento que pertenece a B pertenece también a A. La igualdad se denota A = B.
En la igualdad, el orden de los
elementos de cada conjunto no importa.
A = {1, 2, 3, 4} |
C = {1, 2, 3, 3, 4, 1} |
E = {vocal de la palabra mundo} | |||||||||||||||||||
B = {3, 4, 1, 2} |
D = {1, 2, 2, 3, 4, 4,} |
F = {u, o} | |||||||||||||||||||
A = B |
C = D |
E = F |
CONJUNTO VACÍO
Es un conjunto que carece de elementos.
Se suele llamarle conjunto nulo, y se le denota por el símbolo ø o { }.
A = { Los perros que vuelan } |
A = { } |
A = Ø | |||
B = { x / x es un mes que tiene 53 días} |
B = { } |
B = Ø | |||
C = { x / x3 = 8 y x es impar } |
C = { } |
C = Ø | |||
D = { x / x es un día de 90 horas } |
D = { } |
D = Ø |
CONJUNTO UNITARIO
Es todo conjunto que está formado por
un sólo y único elemento.
A = { 5 }
B = {números pares entre 6 y 10} = { 8 }
C = {la capital del Perú } = { Lima }
D = {x / 2x = 6} =
{3}
CONJUNTO UNIVERSAL
Es el conjunto que contiene a todos los
elementos del discurso. Es un término relativo. Se le denota por la letra
U.
Sean los conjuntos:
A = { aves } |
B = { peces } |
C = { conejos } |
D = { monos } |
Existe otro conjunto que incluye a los conjuntos A, B, C y D. Es
U = { animales }
.
CONJUNTO POTENCIA
La familia de todos los subconjuntos de
un conjunto M se llama Conjunto Potencia de M. Se le denota como 2M .
a) |
M = { 1, 2 } |
El conjunto M tiene 2 elementos | |
2M = { {1}, {2}, {1, 2}, ø} |
entonces 22 = 4 elementos | ||
b) |
M = { 1, 2, 3 } |
El conjunto M tiene 3 elementos | |
2M = { {1}, {2}, {3}, {1, 2}, {1, 3}, {2, 3}, {1, 2, 3}, ø} |
entonces 23 = 8 elementos | ||
Si un conjunto M es finito con "n"
elementos, entonces su conjunto potencia 2M tendrá 2n
elementos.
CONJUNTOS DISJUNTOS
Si dos conjuntos A y B no tienen ningún
elemento común entonces A y B son disjuntos.
Conjuntos disjuntos |
Conjuntos no disjuntos | |||
A = { 2, 4, 6 } |
M = { o, p, q, r, s } | |||
B = { 1, 3, 5 } |
N = { s, t, v, u } | |||
A y B son disjuntos. |
M y N no son disjuntos. | |||
C = { x/x es una letra del alfabeto } |
P = { x/x es una letra de la palabra aritmética } | |||
D = { x/x es un número } |
Q = { x/x es una letra de la palabra algebra } | |||
C y D son disjuntos |
P y Q no son disjuntos |
A cada conjunto se le considera
encerrado dentro de una curva (plana) cerrada. Los elementos del conjunto
considerado pueden ser específicamente dibujados o pueden quedar
(implícitamente) sobreentendidos.
Los diagramas son empleados, para representar tanto a los conjuntos como a sus operaciones, y constituyen una poderosa herramienta geométrica, desprovista de validez lógica.
Pertenencia / NO
pertenencia:
(x pertenece al conjunto A): indica que x tiene los atributos que determinan al conjunto A.
(x NO pertenece al conjunto
A)
Una palabra o frase que indique cuántos objetos o
cosas cumplen con determinada propiedad, se llama un
cuantificador.
Generalmente, para convertir una proposición abierta
(función proposicional) en una proposición, se utilizan los llamados
cuantificadores:
Para decir
"existe un único x tal que P(x)" escribimos: .
b) Universal: . Y se lee "para
todo x se verifica P(x)".
Las expresiones cuantificadas universal o
existencialmente es una nueva proposición que tiene un valor de verdad que se
establece en los siguientes axiomas de verdad:
Sean A y B dos conjuntos, diremos que A es un
subconjunto de B que escribiremos , si para toda x que pertenece a A se tiene
que x también pertenece a B. Es decir, todos los elementos de A lo son también
de B.
Si A no es
subconjunto de B, lo denotaremos por .
Para todo
conjunto A: .
Sean A y B dos conjuntos cualesquiera. Diremos que A
es un subconjunto propio de B si y sólo si:
La proposición es verdadera si y sólo si donde P es
el conjunto solución de p(x) y Q es el conjunto solución de
q(x).
6. Negación de una Proposición
Dada una proposición p, se llama proposición negativa (o negación) de p, y se escribe , a la afirmación que dice "no p". es verdadera cuando p es falsa.
Algunas negaciones más comunes de proposiciones
cuantificadas:
Proposición Negación
Todos Algunos .... no
Algunos Ningún
Algunos ... no Todos
Ningún
Algunos
7. Negación de los cuantificadores.
La negación de los cuantificadores es de la siguiente
forma:
a)
b)
Si consideramos a U como el conjunto universo y ,
definimos el complemento de A, que denotaremos por
como:
Sean A y B dos conjuntos cualesquiera, definimos el
conjunto diferencia como sigue:
A se puede considerar como la diferencia entre U y
A.
Osea:
A B = A
A
B
8. Álgebra Proposiciones / Álgebra
Conjuntos.
Leyes de idempotencia. |
|
Leyes de idempotencia. |
|
Leyes asociativas. |
|
Leyes asociativas. |
|
Leyes conmutativas. |
|
Leyes conmutativas. |
|
Leyes distributivas. |
|
Leyes distributivas. |
|
Ley de complemento. |
Leyes de identidad. |
| |
Leyes de Morgan. |
|
Leyes de complemento. |
|
Leyes de Morgan. |
|
Diremos que hay una correspondencia biunívoca (o uno
a uno) entre los conjuntos A y B si y sólo si cada elemento del conjunto A está
relacionado con uno y sólo un elemento del conjunto B.
La correspondencia uno a uno entre A y B no es
única.
a
2
a
3
e
5
e
4
i
1
i
2
o
3
o
1
u
4
u
5
etc.
Llamaremos una sección del conjunto de los números naturales,que
denotaremos por al conjunto de los primeros números
naturales, esto es:
Si existe una correspondencia uno a uno entre un
conjunto A y una sección de los naturales, diremos que es la cardinalidad del
conjunto y lo denotaremos por .
De la definición anterior se deduce que la
cardinalidad de un conjunto es el número de elementos de
éste.
Diremos que la cardinalidad del conjunto vacío es
cero, osea:
Diremos que un conjunto A es finito si existe una correspondencia biunívoca entre el conjunto A y una sección de los naturales .
Si un conjunto no es finito, lo llamaremos conjunto
infinito.
Cuando dos conjuntos no son iguales se pueden
presentar dos situaciones que son:
Dos conjuntos A
y B serán conjuntos disjuntos o ajenos si y sólo si
.
Mediante el concepto de cardinalidad,
diagramas de Venn-Euler y las propiedades de las operaciones de conjuntos
(Álgebra de Conjuntos)
podremos determinar el número de elementos de un conjunto
Otro tipo de conjuntos de interés son
aquellos conjuntos cuyos elementos son también conjuntos. Si hablamos, por
ejemplo, del conjunto de estudiantes de una Universidad, podemos pensar en el
conjunto formado por todos los estudiantes de dicha Universidad.
También podemos referirnos al conjunto
formado por todas las carreras que se imparten en dicha Universidad. En esta
segunda forma de expresar el conjunto, los elementos son a la vez el conjunto
formado por el conjunto de estudiantes de cada una de las carreras.
Aí, por ejemplo, si denotamos por
. Y si tomamos A = carrera de
Psicología, encontramos que: que a la vez es un conjunto. Entonces diremos que C
es un conjunto de conjuntos.
Si A es un conjunto cualquiera,
definimos el conjunto potencia de A como el conjunto formado por todos los
subconjuntos de A y lo denotaremos por .
Si A tiene elementos, el conjunto
potencia de A tendrá elementos y por esta razón es costumbre denotar al conjunto
potencia por . Osea:
Definimos
Tabla de Verdad para ("O" EXCLUSIVO).
V |
V |
F |
V |
F |
V |
F |
V |
V |
F |
F |
F |
y queremos
demostrar (la equivalencia) mediante Tablas de Verdad que:
V |
V |
F |
F |
F |
F |
F |
V |
F |
F |
V |
V |
F |
V |
F |
V |
V |
F |
F |
V |
V |
F |
F |
V |
V |
F |
F |
F |
Decimos que las dos proposiciones son equivalentes
dado que tienen la misma tabla de
verdad.
"O" NO EXCLUSIVO:
IF P OR Q THEN
message(OR_VERDADERO)
ELSE
message(OR_FALSO)
END
"O" EXCLUSIVO:
IF (P AND NOT Q) OR (NOT P AND Q) THEN
message(OR_VERDADERO)
ELSE
message(OR_FALSO)
END
COMENTARIOS
Es difícil hacer comentarios sobre
matemáticas, ya que la materia es tan lógica que uno no puede estar en
desacuerdo. Personalmente me gustan mucho las matemáticas y las disfruto, me
parece como un juego. Parte de este trabajo lo tomé de mis propios apuntes de
preparatoria, agregándole algunas cosas de otros libros.
BIBLIOGRAFÍA
Zubieta, G. Manual de Lógica para
Estudiantes de Matemáticas, Editorial Trillas, 1977.
Zubieta, G. Taller de Lógica Matemática
(Análisis Lógico), Mc Graw-Hill, 1993.
Cantú Salinas Humberto Matemáticas
I (Preparatoria Abierta), S.E.P. Editorial Mexicano S:A: de C.V.
1995