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Lógica Proposicional Resolução. Notação na forma de conjuntos H=(Pv  QvR)^(Pv  Q)^(PvP) Representação na forma de conjuntos: H={[P,  Q,R],[P,  Q],[P]}

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1 Lógica Proposicional Resolução

2 Notação na forma de conjuntos H=(Pv  QvR)^(Pv  Q)^(PvP) Representação na forma de conjuntos: H={[P,  Q,R],[P,  Q],[P]} Note que (Pv  QvR) = [P,  Q,R] (PvP)=[P] Não é necessário representar duplicidade na forma de conjuntos

3 Cláusulas e literais complementares Cláusula em lógica proposicional é uma disjunção de literais Usando a notação de conjuntos: C1={P,  Q,R}, C2={P,  Q}, C3={P} Dois literais são complementares quando um é a negação do outro

4 Resolvente de 2 cláusulas Supondo 2 cláusulas C1={A1,..., An} e C2={B1,..., Bn}, com literais complementares A, um conjunto de literais em C1, tal que -A, um conjunto de literais complementares a A, estão em C2 Resolvente de C1 e C2: Res(C1,C2)=(C1-A)U(C2- -A) Res(C1,C2) pode ser {} Resolvente vazio ou trivial

5 Exemplo de resolvente C1={P,  Q,R} e C2={  P,R} Res (C1,C2) = {  Q,R}, que também é uma cláusula D1={P,  Q} e D2={  P,Q} Res (D1,D2) = {}, que também é uma cláusula

6 Regra de Resolução Supondo 2 cláusulas C1={A1,..., An} e C2={B1,..., Bn}, a Regra de Resolução aplicada a C1 e C2 é: Deduzir Res(C1,C2) Para verificar satisfabilidade Empregar várias vezes até obter a cláusula vazia Expansão por resolução

7 {[  P,Q,R],[P,R],[P,  R]} 1. [  P,Q,R] 2. [P,R] 3. [P,  R] 4. [Q,R] Res (1,2) 5. [Q,P]Res (3,4) 6. [P]Res (2,3) (Não conseguimos obter a cláusula vazia...)

8 Exemplo de expansão por resolução {[  P,Q],[P,R],[P,  Q],[  Q,  R]} 1. [  P,Q] 2. [P,R] 3. [P,  Q] 4. [  Q,  R] 5. [Q,R]Res (1,2) 6. [P,R]Res (3,5) 7. [Q,R]Res (1,6) 8. {}Res(4,7) Expansão fechada – contém a cláusula vazia

9 Forma clausal Dada uma fórmula H, a forma clausal associada a H é Uma fórmula Hc, uma conjunção de cláusulas equivalente a H Toda fórmula proposicional possui uma forma clausal associada

10 Exercício Achar a a forma clausal associada a: (H^(GvH))  (H^G)v(H^H)  (H  G)  (  H  G)  (  (H))  H

11 Principais Leis 1 -Leis de eliminação P  Q = (  PvQ) P  Q = (P  Q)^(Q  P) 2 -Lei da negação  (  H)  H 2 -Leis de De Morgan  (PvQ) =  P ^  Q  (P^Q) =  P v  Q 3 -Leis distributivas: F v (G^H) = (FvG) ^ (FvH) F ^ (GvH) = (F^G) v (F^H)

12 Prova por resolução Dadas uma fórmula H e  Hc (forma clausal associada a  H) Uma Prova de H por resolução é uma expansão fechada sobre  Hc H é um teorema do sistema de resolução

13 Exemplo de Prova por resolução H=((P1vP2vP3)^(P1  P4)^(P2  P4)^ (P3  P4))  P4 Determinar  Hc associada a  H  Hc=  (((P1vP2vP3)^(P1  P4)^(P2  P4)^ (P3  P4))  P4)) =  (  ((P1vP2vP3)^(P1  P4)^(P2  P4)^(P3  P4)) vP4) =(P1vP2vP3)^(  P1vP4)^(  P2vP4)^(  P3vP4)^  P4 ={[P1,P2,P3],[  P1,P4],[  P2,P4],[  P3,P4],[  P4]} Agora, é só fazer a expansão por resolução!

14 Exemplo de Prova por resolução (cont.) 1. [P1,P2,P3] 2. [  P1,P4] 3. [  P2,P4] 4. [  P3,P4] 5. [  P4] 6. [P2,P3,P4]Res(1,2) 7. [P3,P4]Res(3,6) 8. [P4]Res(4,7) 9. {}Res(5,8)

15 Exercício H=((P1vP2)^(P1  P4)^(P2  P4)^ (P3  P4))  P3 Determinar  Hc associada a  H Fazer a expansão por resolução Aberta ou fechada?

16 Conseqüência lógica na resolução Dada uma fórmula H e um conjunto de hipóteses  ={H1,H2,...Hn}, então H é conseqüência lógica de  por resolução se existe uma prova por resolução de (H1^H2^...^Hn)  H

17 Notação de Conseqüência Lógica por Resolução Dada uma fórmula H, se H é conseqüência lógica de um conjunto de hipóteses  ={H1,H2,...Hn} por resolução, diz-se que:  ├ H ou {H1,H2,...Hn} ├ H

18 Exercício de Conseqüência Lógica por Resolução Guga é determinado Guga é inteligente Se Guga é determinado, ele não é um perdedor Guga é um atleta se é amante do tênis Guga é amante do tênis se é inteligente “Guga não é um perdedor” é conseqüência lógica das afirmações acima??

19 Solução Provar H=(D^I^((D^A)  P)^(T  A)^(I  T))  P Mostrando que  H é absurdo  H=(D^I^((D^A)  P)^(T  A)^(I  T))  P gera uma expansão por resolução fechada a partir da sua forma clausal?

20 Resolução e Tableaux [Fitting 1990] Métodos por negação Implementáveis Resolução (Julia Robinson 1965) Prolog [Colmerauer 1972] Em tableaux, usam-se preferencialmente as regras que não bifurcam Bom para DNF Em resolução, usamos CNF Uma expansão fechada por resolução equivale a um tableau fechado

21 Conjunto insatisfatível Como provar que um conjunto de fórmulas é insatisfatível? Por exemplo:  ={  AvB,  (Bv  C), C  D,  (  AvD)}

22 Conjunto insatisfatível (cont.)  é insatisfatível sse H=  ((  AvB)^  (Bv  C)^(C  D)^  (  AvD) for uma tautologia H é tautologia  Expansão por resolução associada a  Hc é fechada  Hc = (  AvB)^  B^C^(  CvD)^A^  D  Hc = {[  A,B],[  B],[C],[  C,D],[A],[  D]} Portanto para provar que  é insatisfatível Provar que  ((  AvB)^  (Bv  C)^(C  D)^  (  AvD)) é tautologia

23 Conjunto insatisfatível (cont.)  ={  AvB,  (Bv  C), C  D,  (  AvD)} é insatisfatível? Provar que  ((  AvB)^  (Bv  C)^(C  D)^  (  AvD)) é tautologia Vimos na parte de semântica (Validade e factibilidade) H é válida   H é contraditória Por resolução Gerar uma expansão por resolução fechada para  (  ((  AvB)^  (Bv  C)^(C  D)^  (  AvD)))

24 Conclusões Dada uma fórmula da lógica proposicional H H é tautologia  Expansão por resolução associada a  Hc (forma clausal de H) é fechada H é contraditória (insatisfatível)   H é tautologia  Expansão por resolução associada a Hc (forma clausal de H) é fechada H é refutável  Expansão por resolução associada a  Hc (forma clausal de H) é aberta

25 Exercício Hoje é Sábado ou Domingo. Se hoje é Sábado então é um fim de semana. Se hoje é Domingo então é um fim de semana. Portanto, hoje é um fim de semana.

26 Exercício Se hoje é Quinta-feira, então amanhã será sexta-feira. Se amanhã for sexta- feira, então depois de amanhã será sábado. Conseqüentemente, se hoje for quinta-feira, então depois de amanhã será sábado.


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