Таблица истинности

cover
14471
Как понять, что тебя обманывают? В жизни нам приходится анализировать, искать доказательства. А вот в логике для этого есть специальный инструмент — таблицы истинности. Рассказываем, что это такое.
22 сентября 2023 г.
Содержание статьи

Что такое таблицы истинности

Таблицы истинности — это математические таблицы, которые используют в логике и математике для определения истинности и ложности логических выражений


Таблица истинности, как и любая другая таблица, состоит из колонок и строк. Каждая строка в ней соответствует одной из возможных комбинаций значений входных переменных, а каждый столбец — одной из логических операций. Каждая ячейка таблицы — это пересечение данных из строки и из столбца, это результат выполнения соответствующей операции для соответствующих значений входных переменных.


Например, таблица истинности для операции "И" (AND) будет иметь 4 строки, так как есть два возможных исходных значения (истина и ложь) для двух переменных.


В этой операции результат будет истиной только в том случае, если обе переменные истинны.

Логические выражение

Логические выражения — это математические выражения, которые состоят из логических операций (например, AND, OR, NOT, XOR) и логических переменных, принимающих значения истины (True) или лжи (False).


Логические выражения в таблице истинности могут показывать значения выражения для всех возможных комбинаций значений входных переменных. 


Например, если логическое выражение состоит из двух переменных X и Y и операции AND, таблица истинности будет содержать четыре строки (по одной для каждой из возможных комбинаций значений X и Y) и один столбец (для операции AND). В каждой ячейке таблицы будет указано значение, которое принимает логическое выражение для соответствующих значений X и Y.


В представленной ниже таблице истинности логическое выражение X AND Y состоит из переменных X и Y и операции AND. Каждая строка представляет одну из четырех возможных комбинаций значений переменных X и Y, а последний столбец показывает, какое значение принимает логическое выражение для каждой из этих комбинаций.

Логические операции

Логические операции выполняются на логических значениях, каждое из которых может быть истиной или ложью. Логические выражения же, в свою очередь, могут быть построены из логических операций и переменных.


Так что, говоря простым языком, таблицы истинности показывают все возможные комбинации исходных значений и результат выполнения операции. 


Основных логических операций всего три, и ты их точно уже знаешь. Это инверсия, конъюнкция, дизъюнкция. Именно они позволяют анализировать логические высказывания и делать выводы на их основе.


Правильное использование этих терминов помогает принимать правильные решения в различных ситуациях, где важно учитывать логические связи между высказываниями.


Чтобы точно разобраться, давай рассмотрим их подробнее.



Инверсия

Инверсия — это простое правило, которое говорит, что если высказывание А верно, то его отрицание — не А — ложно. И наоборот. Инверсия может быть представлена в виде таблицы истинности, которая показывает, как изменяется значение высказывания при инверсии. Например, если А — «я люблю кофе», то не А — «я не люблю кофе».

Конъюнкция

Конъюнкция — это операция, которая соединяет два высказывания, требуя, чтобы оба из них были истинными. То есть если два высказывания истинны, то их конъюнкция истинна. Например, если А — «сегодня солнечный день» и В — «я поеду на пикник», то А и В — «сегодня солнечный день и я поеду на пикник».

Дизъюнкция

Дизъюнкция — это операция, которая соединяет два высказывания, требуя, чтобы хотя бы одно из высказываний было истинным. Тогда и их дизъюнкция будет истинной. Например, если А — «завтра выходной» и В — «я поеду на экскурсию», то А или В — «завтра выходной или я поеду на экскурсию».

Правила составления таблицы истинности

В таблицах истинности нет никаких сложностей и заморочек — и это нам только на руку. Но есть несколько общих правил, которые помогут понять, как составлять таблицы истинности для различных логических выражений.


Пошаговый алгоритм для составления таблицы истинности:

  1. Определить, сколько переменных входит в выражение.
  2. Создать столбцы для каждой переменной и один столбец для результата выражения.
  3. Заполнить все возможные комбинации значений переменных в столбцах переменных. Например, если есть две переменные, каждая из которых может быть 0 или 1, нужно заполнить столбцы переменных таким образом, чтобы они содержали все возможные комбинации: 00, 01, 10, 11.
  4. Определить значение результата выражения для каждой комбинации значений переменных, используя правила логических операций. Значение результата может быть 0 или 1.
  5. Заполнить столбец результата для каждой комбинации значений переменных, используя значения, определенные в предыдущем шаге.


Ну а теперь — те самые общие правила для составления таблицы истинности:

  1. Если выражение состоит из нескольких логических операций, начинать нужно с операций, имеющих высший приоритет, а после — двигаться к менее приоритетным позициям, пока не будет получен окончательный результат. Высший приоритет у инверсии, после нее идет конъюнкция, а последней — дизъюнкция.
  2. Если в выражении есть скобки, сначала нужно вычислить выражение в скобках, а затем использовать его результат в дальнейшем.
  3. Таблица истинности должна содержать все возможные комбинации значений переменных и правильно отображать результаты выражения для каждой комбинации.


Примеры построения таблицы истинности

Вот несколько примеров построения таблиц истинности для разных логических операций:

Таблицы истинности используют для того, чтобы доказать или опровергнуть определенные логические утверждения. Если можно показать, что для всех возможных комбинаций исходных значений логическое утверждение является истинным, то мы делаем вывод, что это утверждение верно. Если можно найти хотя бы одну комбинацию исходных значений, для которой утверждение является ложным, это позволяет опровергнуть утверждение.


Таблицы истинности используются в алгебре и логике, где логические высказывания являются основой для построения математических доказательств, а также в компьютерных науках и информатике.



Admin1