Lógica para Computação (IF61B) Introdução à Lógica Slides da disciplina “Lógica para Computação”, ministrada pelo Prof. Celso Antônio Alves Kaestner, Dr.

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1 Lógica para Computação (IF61B) Introdução à Lógica Slides da disciplina “Lógica para Computação”, ministrada pelo Prof. Celso Antônio Alves Kaestner, Dr. Eng.“Lógica para Computação” ( kaestner@dainf.ct.utfpr.edu.br) entre 2007 e 2008. kaestner@dainf.ct.utfpr.edu.br Alterações feitas em 2009 pelo Prof. Adolfo Neto (adolfo@utfpr.edu.br)adolfo@utfpr.edu.br Versão original disponível em http://www.dainf.ct.utfpr.edu.br/~kaestner/Logica/LogicaProposicional.ppt http://www.dainf.ct.utfpr.edu.br/~kaestner/Logica/LogicaProposicional.ppt

2 Lógica para Computação (IF61B) 12/06/09Prof. Celso A A Kaestner2 Introdução Três citações* 1.É razoável esperar que a relação entre a computação e a lógica matemática produza tantos frutos... quanto a que se instalou entre a Análise Matemática e a Física no curso do século XIX (John McCarthy, 1963). (*) extraídas de “Logique: Méthodes pour l´informatique fondamentale”, de Paul Gochet e Pascal Gribomont, Hermes, Paris, 1990.

3 Lógica para Computação (IF61B) 12/06/09Prof. Celso A A Kaestner3 Introdução Três citações 1.Ao longo da maior parte do século XX, a Lógica Matemática foi principalmente utilizada para a introspecção. Como ferramenta para a criação de provas na prática cotidiana, ainda não teve sua chance. Para que possa realizar todas as potencialidades parece ser necessário conceber o objetivo da Lógica como sendo não de mimetizar o pensamento humano, mas como o de fornecer um substituto a este último na forma de um cálculo (Edsger Dijkstra).

4 Lógica para Computação (IF61B) 12/06/09Prof. Celso A A Kaestner4 Introdução Três citações 1.As conexões entre a Lógica e a Informática crescem e se aprofundam rapidamente. Ao lado da demonstração automática, da programação em lógica, da especificação e verificação de programas, outros setores revelam uma fascinante interação mútua com a Lógica, como a teoria de tipos, a teoria do paralelismo, a inteligência artificial, a teoria da complexidade, as bases de dados, a semântica operacional e as técnicas de compilação (José Meseguer).

5 Lógica para Computação (IF61B) 12/06/09Prof. Celso A A Kaestner5 Introdução História da Lógica: http://pt.wikipedia.org/wiki/História_da_lógica Lógica: http://pt.wikipedia.org/wiki/Lógica Obs.: Artigos da Wikipédia (pt) em geral são pouco confiáveis, mas contém rerefências para material de melhor qualidade.

6 Lógica para Computação (IF61B) 12/06/09Prof. Celso A A Kaestner6 Introdução O que é Lógica ? 1.O estudo da Lógica é o estudo dos métodos e princípios usados para distinguir o raciocínio correto do incorreto (“Introdução à Lógica”, Irving M. Copi, Ed. Mestre Jou, São Paulo, 1968); 2.A Lógica formal é uma ciência que determina as formas corretas (ou válidas) de raciocínio (“Noções de Lógica Formal”, Joseph Dopp, Ed. Herder, São Paulo, 1970);

7 Lógica para Computação (IF61B) 12/06/09Prof. Celso A A Kaestner7 Introdução O que é Lógica ? 1.Lógica é o estudo de argumentos. Um argumento é uma seqüência de enunciados na qual um dos enunciados é a conclusão e os demais são premissas, as quais servem para provar, ou pelo menos fornecer alguma evidência para a conclusão (“Lógica”, John Nolt e Dennis Rohatyn, Makron Books, São Paulo, 1991).

8 Lógica para Computação (IF61B) 12/06/09Prof. Celso A A Kaestner8 Introdução O que é Lógica ? 1.Lógica, hoje, designa uma vasta área do conhecimento, com implicações em praticamente todas os demais domínios da investigação. Da antiga disciplina que estudava "o raciocínio correto", ou as "formas válidas de inferência (ou de raciocínio)", a lógica transformou-se em uma disciplina que alcançou resultados que, em termos de complexidade e profundidade,nada ficam devendo aos maiores resultados da matemática. Aliás, a lógica é, presentemente, uma disciplina de características matemáticas... (“Lógica: uma visão geral da lógica atual”, Newton C.A. da Costa e Décio Krause, em preparação).

9 Lógica para Computação (IF61B) 12/06/09Prof. Celso A A Kaestner9 Introdução No artigo intitulado “Truth of a proposition, evidence of a judgment, validity of a proof” o lógico-matemático P. Martin-Löf constata que não se pode expor a Lógica (ou uma lógica) sem utilizar 5 noções primitivas: 1.A noção de proposição; 2.A noção de verdade de uma proposição; 3.A noção de asserção ou julgamento; 4.A noção de evidência ou de prova de um julgamento; 5.A noção de correção ou validade de uma prova.

10 Lógica para Computação (IF61B) 12/06/09Prof. Celso A A Kaestner10 Introdução Outros conceitos: 1.Termos gerais (ou universais) X termos singulares (ou individuais); 1.Designação por intenção X por extensão; –Intenção: qualidades ou propriedades que constituem o conceito; –Extensão: consiste dos elementos (exemplos) que constituem o conceito.

11 Lógica para Computação (IF61B) 12/06/09Prof. Celso A A Kaestner11 Introdução Conceito de proposição (desde Platão): Combinação de um substantivo e de um verbo, constituindo um sentença declarativa à qual se pode atribuir um valor verdade (no caso clássico, verdadeiro ou falso): “O homem aprende”; “O céu é azul”; “Hoje é terça-feira”. Observe que estão excluídas, entre outras, sentenças interrogativas, auto-referentes, etc.

12 Lógica para Computação (IF61B) 12/06/09Prof. Celso A A Kaestner12 Introdução A tradição aristotélica: lógica é o estudo da concepção, do julgamento, e do raciocínio; – Os conceitos são expressos por termos gerais; – Os julgamentos são expressos por proposições; – Os raciocínios são seqüências de proposições. Em Aristóteles as proposições são constituídas por dois termos gerais ligados pelo verbo ser na forma “é” ou “não é” (ligação chamada de cópula lógica). As proposições são relacionadas logicamente de acordo com o “quadrado lógico” ou “ tábua de oposições”.

13 Lógica para Computação (IF61B) 12/06/09Prof. Celso A A Kaestner13 Introdução Tábua de oposições A O I E contraditórias contrárias subcontrárias subalternas

14 Lógica para Computação (IF61B) 12/06/09Prof. Celso A A Kaestner14 Introdução Tipos de proposições e exemplos: –A: afirmação universal (todo homem é mortal); –E: negação universal (nenhum homem é mortal); –I: afirmação particular (algum homem é mortal); –O: negação particular (algum homem não é mortal). Relacionamento entre proposições : –A e E são ditos contrários; se a proposição A é verdadeira então E é falsa; –A e O e também E e I são contraditórios: não podem ser nem verdadeiros nem falsos conjuntamente; –I e O são sub-contrários: não podem ser ambos falsos; –I é subalterno de A, e O é subalterno de E; se A é verdadeira, I também o é, e se E é verdadeira então O também o é.

15 Lógica para Computação (IF61B) 12/06/09Prof. Celso A A Kaestner15 Introdução Relacionamento entre proposições: –A existência de quatro tipos de proposições não é coincidência: representam as quatro relações possíveis entre as extensões dos termos gerais; –O matemático Euler representou as quatro relações lógicas na forma de diagramas de conjuntos (diagramas de Venn-Euler). Se S é o termo sujeito e se P é um predicado então as proposições correspondem aos diagramas a seguir.

16 Lógica para Computação (IF61B) 12/06/09Prof. Celso A A Kaestner16 Introdução Proposição A: inclusão total (todo S é P) Proposição E: exclusão total (nenhum S é P) Proposição I: inclusão parcial de S em P (algum S é P) Proposição O: exclusão parcial de S em P (algum S não é P) SP P P S S S P

17 Lógica para Computação (IF61B) 12/06/09Prof. Celso A A Kaestner17 Introdução Os raciocínios lógicos ocorrem na forma de seqüências de proposições geradas por inferências imediatas obtidas da tábua de oposições. Um silogismo é um discurso no qual, estando dadas certas proposições premissas, uma nova proposição conclusão é obtida necessariamente e unicamente a partir das premissas. Usualmente os silogismos são apresentados da seguinte forma: »Premissa maior »Premissa menor »Conclusão O termo menor (S) é o sujeito da conclusão, o termo maior (P) é o predicado da conclusão, e o termo comum às premissas é o termo médio (M).

18 Lógica para Computação (IF61B) 12/06/09Prof. Celso A A Kaestner18 Introdução Exemplos: –Todos os mamíferos são vertebrados (premissa maior) –Todos os homens são mamíferos (premissa menor) portanto –Todos os homens são vertebrados (conclusão). Neste caso o termo menor S é “todos os homens”, o termo maior P é “vertebrados”, e o termo médio M é “mamíferos”. Este silogismo tem portanto a forma: Todas as proposições são do tipo A. MP SM SP

19 Lógica para Computação (IF61B) 12/06/09Prof. Celso A A Kaestner19 Introdução Considerando que há 4 tipos de proposições (A,E,I e O) então há 4 3 = 64 silogismos por figura (ver abaixo), ou seja 256 silogismos no total; As figuras do silogismo são: 1ª figura2ª figura3ª figura4ª figura Premissa maior MPPMMPPM Premissa menor SM MS Conclusão SP

20 Lógica para Computação (IF61B) 12/06/09Prof. Celso A A Kaestner20 Introdução Nem todos os silogismos são válidos; o estudo da Lógica por Aristóteles, e posteriormente na idade média, buscou separar os silogismos válidos, ou seja, aqueles em que a conclusão segue necessariamente das premissas; Pode-se deduzir a validade ou não de um silogismo a partir dos diagramas de Venn-Euler correspondentes; Exemplo: –Nenhum peixe (M) é mamífero (P) ; –Todos os robalos (S) são peixes (M) ; portanto –Nenhum robalo (S) é mamífero (P). Ou, esquematicamente: S M P MP SM SP

21 Lógica para Computação (IF61B) 12/06/09Prof. Celso A A Kaestner21 Introdução Exemplo: –Todos os animais venenosos (M) são perigosos (P) ; –Algumas serpentes (S) são animais venenosos (M) ; portanto –Algumas serpentes (S) são perigosas (P). Esquematicamente: SM P MP SM SP

22 Lógica para Computação (IF61B) 12/06/09Prof. Celso A A Kaestner22 Introdução Em alguns casos os diagramas de Venn-Euler apresentam o inconveniente de admitir, para um mesmo silogismo, várias representações geométricas; Exemplo: S M P MP SM SP S M P S M P

23 Lógica para Computação (IF61B) 12/06/09Prof. Celso A A Kaestner23 Introdução Verdade e validade (ou correção): –Um silogismo é válido (correto) se e somente se (sse) a verdade da conclusão segue necessariamente da verdade das premissas; –Os silogismos portanto “transmitem” a verdade das premissas à conclusão; –Esta definição exclui a possibilidade de que um silogismo válido possa ter premissas verdadeiras e conclusão falsa; –Isto não exclui a possibilidade de que a conclusão de um silogismo válido seja falsa; neste caso alguma das premissas é falsa. Exemplo: –Todos os animais marinhos são peixes; –Todas as baleias são animais marinhos; portanto –Todas as baleias são peixes.

24 Lógica para Computação (IF61B) 12/06/09Prof. Celso A A Kaestner24 Introdução Exercícios introdutórios: 1.Consulte os links indicados e navegue sobre assuntos relacionados à história da Lógica e à sua definição; 2.Pesquise a definição de paradoxo e exemplifique este conceito; 3.Encontre uma “charada” e apresente sua solução.

25 Lógica para Computação (IF61B) 12/06/09Prof. Celso A A Kaestner25 Introdução Exercícios sobre lógica aristotélica: 1.Indique a forma do silogismo (termos, figura, diagrama), e indique se mesmo é válido ou não: a) Todos os gregos são homens; Todos os atenienses são gregos; Todos os atenienses são homens. b)Todos os socialistas são marxistas; Alguns governantes são marxistas; Alguns governantes são socialistas. c)Todas as ações penais são atos cruéis; Todos os processos por homicídio são ações penais; Todos os processos por homicídio são atos cruéis.

26 Lógica para Computação (IF61B) 12/06/09Prof. Celso A A Kaestner26 Introdução d) Alguns papagaios não são animais nocivos; Todos os papagaios são animais de estimação; Nenhum animal de estimação é nocivo. e)Nenhum ator dramático é um homem feliz; Alguns comediantes não são homens felizes; Alguns comediantes não são atores dramáticos. f)Todos os coelhos são corredores muito velozes; Alguns cavalos são corredores muito velozes; Alguns cavalos são coelhos.

27 Lógica para Computação (IF61B) 12/06/09Prof. Celso A A Kaestner27 Introdução 2.Escreva na forma típica, indique termos, figura, diagrama, e verifique a validade: a)Nenhum submarino de propulsão nuclear é um navio mercante, assim nenhum vaso de guerra é navio mercante, visto que todos os submarinos de propulsão nuclear são vasos de guerra; b)Alguns conservadores não são defensores de tarifas elevadas, porque todos os defensores de tarifas elevadas são republicanos, e alguns republicanos não são conservadores; c)Nenhum indivíduo obstinado que jamais admite um erro é bom professor; portanto, como algumas pessoas bem informadas são indivíduos obstinados que nunca admitem um erro, alguns bons professores não são pessoas bem informadas.