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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
Fundamentos de Matemática
LÓGICA
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
Semestre 2023-A
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 1 / 60
Contenido
1 Teorı́as Matemáticas
2 Proposiciones
3 Caracterı́sticas de Proposiciones
Ejemplos
4 Sintaxis de la Lógica
5 Tablas de verdad
6 Tautologı́as y Contradicciones
Tautologı́as relevantes
Lo que “nos dice” algunas tautologı́as relevantes
Ejemplos de Tautologı́as relevantes
7 “Forma” de una proposición
Ejemplos
Forma de algunas tautologı́as de uso frecuente
8 Equivalencia lógica
Algunas Equivalencias Lógicas
9 Deducción Lógica
Definición
Ejemplos
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 2 / 60
Clase 01
Clase 01
1. Caracterı́sticas de las proposiciones
2. Proposiciones expresadas por otras
3. Reglas de Sintaxis
4. Expresar proposiciones en el lenguaje de la lógica.
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 3 / 60
Teorı́as Matemáticas
Teorı́as Matemáticas (axiomáticas)
Teorı́as
axiomáticas
conceptos|proposiciones
Conceptos
primitivos
Conceptos
definidos
Axiomas
Teoremas
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 4 / 60
Caracterı́sticas de Proposiciones
Caracterı́sticas de Proposiciones
1. Tercero excluido:
El valor de verdad de toda proposición o bien es verdadero o bien es falso.
2. No contradicción:
Si el valor de verdad de una proposición es verdadero, no puede ser
también falso; y si es falso, su valor de verdad no puede ser verdadero.
3. Conectivas:
Hay proposiciones que se expresan mediante otras proposiciones y de una
o más de las siguientes palabras (a las que se les denomina conectivas):
negación, conjunción, disyunción, implicación o doble implicación.
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 5 / 60
Caracterı́sticas de Proposiciones
Caracterı́sticas de Proposiciones
4. Proposiciones simples:
Hay proposiciones (denominadas simples) que no se expresan mediante
otras proposiciones.
5. Proposiciones:
Toda proposición es, o bien simple, o bien se expresa únicamente
mediante otras proposiciones y una o varias de las conectivas: negación,
conjunción, disyunción, implicación o doble implicación.
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 6 / 60
Caracterı́sticas de Proposiciones Ejemplos
Ejemplos
Proposiciones expresadas mediante otras proposiciones
Si el producto de dos números reales es igual a 0, entonces al menos uno
de los dos es igual a 0.
Si una figura geométrica es una recta, entonces existen dos puntos tales
que son distintos y están en la recta.
Una función biyectiva es inyectiva y sobreyectiva.
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 7 / 60
Caracterı́sticas de Proposiciones Ejemplos
Ejemplos
El cuadrado de un número real es igual a 0 si y solo si el número es igual a
0.
Si T es triángulo equilátero, entonces T es isósceles.
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 8 / 60
Caracterı́sticas de Proposiciones Ejemplos
Ejemplos
Proposiciones que no se expresan mediante otras
Una recta es un conjunto de puntos.
Un plano es un conjunto de puntos.
El número 0 es el elemento neutro de la suma.
Las siguientes no son proposiciones:
1. El conjunto vacı́o.
2. La clase universal.
3. La intersección de dos clases.
4. La unión de dos conjuntos.
5. El número cero.
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 9 / 60
Sintaxis de la Lógica
Sintaxis de la Lógica
1. Para representar proposiciones usaremos las letras A , B, C , . . . , P, Q, R,
etcétera.
2. Para las conectivas utilizaremos los siguientes signos:
¬, ∧, ∨, ⇒ y ⇔ .
3. Las reglas para el uso de las letras que representan las proposiciones y los
signos para las conectivas son las siguientes:
1) La conectiva negación se escribe como prefijo de un signo que
representa una proposición.
¬A
2) Las conectivas conjunción, disyunción, implicación y doble
implicación se escriben entre dos signos que representan
proposiciones1
. Por ejemplo:
A ∧ B, A ∨ B, A ⇒ B y A ⇔ B.
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 10 / 60
Sintaxis de la Lógica
Sintaxis de la Lógica
4. Utilizaremos los signos v y f para representar valor de verdad verdadero y
valor de verdad falso, respectivamente.
5. Utilizaremos los paréntesis ( y ) como signos de agrupación, con el fin de
evitar ambigüedades.
ü Abuso de lenguaje
Aunque A no es una proposición, abusaremos del lenguaje y diremos
con frecuencia
“A es una proposición” o
“la proposición A ”
en lugar de decir
“A representa una proposición” o
“la proposición representada por A ”
1
En el caso de la implicación A ⇒ B, la proposición A es denominada antecedente y la
proposición B, consecuente de la implicación.
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 11 / 60
Valor de verdad
Clase 02
1. Valor de verdad de una proposición (conectivas)
2. Ejercicios Valor de verdad
3. Tautologı́as
4. Forma de una proposición
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 12 / 60
Valor de verdad
Axioma del valor de verdad de una proposición
Si A y B representan proposiciones, entonces:
1. Axioma de la negación: El valor de verdad de la negación de una
proposición es el valor de verdad opuesto de dicha proposición.
Ası́, el valor de verdad de ¬A es el valor de verdad opuesto al de A .
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 13 / 60
Valor de verdad
Axioma del valor de verdad de una proposición
2. Axioma de la conjunción: El valor de verdad de la conjunción de dos
proposiciones es verdadero únicamente si el valor de verdad de ambas
proposiciones es verdadero.
Ası́, el valor de verdad de A ∧ B es verdadero únicamente si los valores de
verdad de A y B son ambos verdadero.
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 14 / 60
Valor de verdad
Axioma del valor de verdad de una proposición
3. Axioma de la disyunción: El valor de verdad de la disyunción de dos
proposiciones es falso únicamente si el valor de verdad de ambas
proposiciones es falso.
Luego, el valor de verdad de A ∨ B es falso únicamente si los valores de
verdad de A y B son ambos falso.
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 15 / 60
Valor de verdad
Axioma del valor de verdad de una proposición
4. Axioma de la implicación: El valor de verdad de implicación de dos
proposiciones es falso únicamente si el valor de verdad del antecedente
es verdadero y el del consecuente, falso.
Es decir, el valor de verdad de A ⇒ B es falso únicamente si el valor de
verdad de A es verdadero y el de B es falso.
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 16 / 60
Valor de verdad
Axioma del valor de verdad de una proposición
5. Axioma de la doble implicación: El valor de verdad de la doble
implicación de dos proposiciones es verdadero únicamente si las dos
proposiciones tienen el mismo valor de verdad.
Luego, el valor de verdad de A ⇔ B es verdadero únicamente si los
valores de verdad de A y B son iguales.
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 17 / 60
Valor de verdad
Axioma del valor de verdad de una proposición
Para resumir:
A ¬A
v f
f v
A B A ∧ B
v v v
v f f
f v f
f f f
A B A ∨ B
v v v
v f v
f v v
f f f
A B A ⇒ B
v v v
v f f
f v v
f f v
A B A ⇔ B
v v v
v f f
f v f
f f v
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 18 / 60
Tablas de verdad
Tablas de verdad
Realizar una tabla de verdad de:
A ∨ ¬A
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 19 / 60
Tablas de verdad
Tablas de verdad
Realizar una tabla de verdad de:
((A ∨ B) ∧ A ) ⇒ B
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 20 / 60
Tablas de verdad
Tablas de verdad
Realizar una tabla de verdad de:
((A ∨ ¬B) ∧ C ) ⇔ B
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 21 / 60
Tablas de verdad
Ejercicios
¿Por qué el signo
¬A ⇒ ¬B
es una proposición? Justifique.
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 22 / 60
Tablas de verdad
Ejercicios
Escriba la forma en que se lee la proposición
¬(¬A ⇒ (B ∨ A )).
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 23 / 60
Tablas de verdad
Ejercicios
Dadas las proposiciones A , B y C , de acuerdo con la reglas de sintaxis de la
Lógica, escriba los signos que representan la siguiente proposición:
La doble implicación de la negación de B y la conjunción de la nega-
ción de la conjunción de A y B; y C .
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 24 / 60
Tablas de verdad
Ejercicios
Si A es f y B es v,
a) ¿cuál es el valor de verdad de ¬B ∨ A ?
b) ¿cuál es el valor de verdad de (A ∧ B) ∨ ¬B?
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 25 / 60
Tablas de verdad
Ejercicios
Si A , B y C representan proposiciones, determine el valor de verdad de la
proposición
A ⇒ (B ∨ ¬C )
si A es falsa.
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 26 / 60
Tautologı́as y Contradicciones
Tautologı́as y Contradicciones
 Tautologı́a
Una proposición que se expresa mediante otras proposiciones se deno-
mina tautologı́a si su valor de verdad es verdadero independientemente
de los valores de verdad de las otras proposiciones.
 Contradicción
Una proposición que se expresa mediante otras proposiciones se deno-
mina contradicción si su valor de verdad es falso independientemente
de los valores de verdad de las otras proposiciones.
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 27 / 60
Tautologı́as y Contradicciones Tautologı́as relevantes
Tautologı́as relevantes
La proposición
A ∨ ¬A
es verdadera, independientemente de qué proposición represente A ; puesto
que,
si A es verdadera, su negación es falsa; y si A es falsa, su negación es
verdadera, luego, en ambos casos, la disyunción de A y ¬A es verda-
dera 2
Esta tautologı́a se denomina PRINCIPIO DEL TERCERO EXCLUIDO pues expresan lo
mismo que
una proposición es verdadera o es falsa
2
Note que no es necesario hacer una tabla de verdad para determinar que la proposición es una
tautologı́a.
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 28 / 60
Tautologı́as y Contradicciones Tautologı́as relevantes
Tautologı́as relevantes
Y Ejemplo
¿Se puede determinar el valor de verdad de las siguientes de las siguien-
tes proposiciones?
a.) El conjunto A es conjunto vacı́o o no.
b.) (A ⇒ B) ∨ ¬(A ⇒ B)
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 29 / 60
Tautologı́as y Contradicciones Tautologı́as relevantes
Tautologı́as relevantes
Y Ejemplo
¿Es la proposición (A ∧ B) ⇔ (B ∧ A ) una tautologı́a?a
a
Sugerencia: Una manera sencilla de contestar esta pregunta es a través de la
elaboración de una tabla de verdad de la proposición:
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 30 / 60
Tautologı́as y Contradicciones Tautologı́as relevantes
Tautologı́as relevantes
A B A ∧ B B ∧ A (A ∧ B) ⇔ (B ∧ A )
v v v v v
v f f f v
f v f f v
f f f f v
Esta tautologı́a se denomina PROPIEDAD CONMUTATIVA DE LA CONJUNCIÓN.
Por el axioma de la doble implicación, ¿qué sucede con los valores de verdad
de A ∧ B y B ∧ A ?
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 31 / 60
Tautologı́as y Contradicciones Tautologı́as relevantes
Tautologı́as relevantes
Por ejemplo, si la proposición
a y b son distintos de 0
o lo que es lo mismo
a es distinto de 0 y b es distinto de 0
es verdadera, sin más que por la apelación a la tautologı́a
PROPIEDAD CONMUTATIVA DE LA CONJUNCIÓN,
aseguramos que también es verdadera la proposición
b es distinto de 0 y a es distinto de 0
o lo que es lo mismo
b y a son distintos de 0
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 32 / 60
Tautologı́as y Contradicciones Tautologı́as relevantes
Tautologı́as relevantes
Otra tautologı́a relevante es MODUS PONENS
3
:
((A ⇒ B) ∧ A ) ⇒ B. (1)
Una manera de “entender” lo que “nos dice” esta tautologı́a es la siguiente:
[1.] La implicación
((A ⇒ B) ∧ A ) ⇒ B
es verdadera independientemente de los valores de verdad de A y de B.
[2.] El antecedente de esta implicación es
(A ⇒ B) ∧ A .
Si este antecedente fuera una proposición verdadera, el consecuente de
la implicación en [1.] tendrı́a que ser verdadera necesariamente por el
axioma de la implicación. Y como B es ese consecuente, entonces B
serı́a una proposición verdadera necesariamente.
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 33 / 60
Tautologı́as y Contradicciones Tautologı́as relevantes
Tautologı́as relevantes
[3.] Bajo el supuesto de que el antecedente de [1.] es una proposición
verdadera, por el axioma de la conjunción, las dos proposiciones
A ⇒ B y A
también serı́an verdaderas.
Con base en [3.] y en [2.], diremos “que la tautologı́a Modus Ponens asegura
que”:
Si A ⇒ B y A son verdaderas, necesariamente B es verdadera. (2)
Y esto lo podemos decir únicamente porque ((A ⇒ B) ∧ A ) ⇒ B es una
tautologı́a.
3
lo cual es fácil verificar mediante una tabla de verdad de la proposición
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 34 / 60
Tautologı́as y Contradicciones Lo que “nos dice” algunas tautologı́as relevantes
Lo que “nos dice” algunas tautologı́as relevantes
Principio de no contradicción
¬(A ∧ ¬A )
Transitiva de la implicación
((A ⇒ B) ∧ (B ⇒ C )) ⇒ (A ⇒ C ).
Si A ⇒ B y B ⇒ C son verdaderas, necesariamente A ⇒ C es verda-
dera.
Doble negación
A ⇔ ¬¬A
A y ¬¬A , aunque proposiciones diferentes, tienen el mismo valor de
verdad para los mismos valores de verdad de A .
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 35 / 60
Ejemplos de tautologı́as
Clase 03
1. Tautologı́as relevantes
2. Forma de una proposición
3. Equivalencia lógica
4. Deducción lógica
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 36 / 60
Ejemplos de tautologı́as Ejemplos de Tautologı́as relevantes
Tautologı́as relevantes
1. Doble negación
¬¬A ⇔ A
2. Principio del tercero excluido
A ∨ ¬A
3. Principio de no contradicción
¬(A ∧ ¬A )
4. Conmutativa de la Disyunción
(A ∨ B) ⇔ (B ∨ A )
5. Conmutativa de la Conjunción
(A ∧ B) ⇔ (B ∧ A )
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 37 / 60
Ejemplos de tautologı́as Ejemplos de Tautologı́as relevantes
Tautologı́as relevantes
6. Asociativa de la disyunción
((A ∨ B) ∨ C ) ⇔ (A ∨ (B ∨ C ))
7. Asociativa de la conjunción
((A ∧ B) ∧ C ) ⇔ (A ∧ (B ∧ C ))
8. Distributiva de la conjunción respecto de la disyunción
(A ∧ (B ∨ C )) ⇔ ((A ∧ B) ∨ (A ∧ C ))
9. Distributiva de la disyunción respecto de la conjunción
(A ∨ (B ∧ C )) ⇔ ((A ∨ B) ∧ (A ∨ C ))
10. Ley de DeMorgan para la negación de la disyunción
¬(A ∨ B) ⇔ (¬A ∧ ¬B)
11. Ley de DeMorgan para la negación de la conjunción
¬(A ∧ B) ⇔ (¬A ∨ ¬B)
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 38 / 60
Ejemplos de tautologı́as Ejemplos de Tautologı́as relevantes
Tautologı́as relevantes
12. Contrapositiva
(A ⇒ B) ⇔ (¬B ⇒ ¬A )
13. Implicación-Disyunción
(A ⇒ B) ⇔ (¬A ∨ B)
14. Negación de implicación
¬(A ⇒ B) ⇔ (A ∧ ¬B)
15. Conmutativa de la doble implicación
(A ⇔ B) ⇔ (B ⇔ A )
16. Doble implicación-implicación
(A ⇔ B) ⇔ ((A ⇒ B) ∧ (B ⇒ A ))
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 39 / 60
Ejemplos de tautologı́as Ejemplos de Tautologı́as relevantes
Tautologı́as relevantes
17. Modus Ponens
((A ⇒ B) ∧ A ) ⇒ B
Asegura que:
Si A ⇒ B y A son verdaderas,
necesariamente B es verdadera.
18. Modus Tollens
((A ⇒ B) ∧ ¬B) ⇒ ¬A
Asegura que:
Si A ⇒ B es verdadera y B es falsa,
necesariamente A es falsa.
19. Transitiva de la implicación
((A ⇒ B) ∧ (B ⇒ C )) ⇒ (A ⇒ C )
20. Dilema constructivo
(((A ∨ B) ∧ (A ⇒ C )) ∧ (B ⇒ C )) ⇒ C
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 40 / 60
“Forma” de una proposición
“Forma” de una proposición
Sea la proposición
A ∧ ¬B,
donde A y B representan proposiciones cualesquiera, la “forma” de esta
proposición es:
La conjunción de una proposición y la negación de otra proposición.
Luego, una proposición que tiene su misma “forma” es:
(C ⇒ B) ∧ ¬(C ∨ F).
Cada caso particular de esta forma será denominado ejemplificación de la
forma de la proposición A ∧ ¬B. Usaremos como sinónimo de ejemplificación
las palabras caso particular.
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 41 / 60
“Forma” de una proposición
“Forma” de una proposición
Podemos probar que
((A ⇒ B) ∧ A ) ⇒ B
es una tautologı́a. Ası́,
((¬B ⇒ ¬A ) ∧ ¬B) ⇒ ¬A
también es una tautologı́a.
Cualesquiera de las dos representaciones (independientemente de la(s)
letra(s) que utilicemos y de los valores de verdad de las proposiciones) expresa
que:
la implicación de la conjunción de una implicación de dos proposicio-
nes y el antecedente de esta, y el consecuente de esta es verdadera
independientemente de las proposiciones mediante las que se expre-
sa.
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 42 / 60
“Forma” de una proposición
“Forma” de una proposición
Ası́, por ejemplo, la proposición
((C ∨ A ) ⇒ B) ∧ (C ∨ A )) ⇒ B
tiene la misma “forma” que las proposiciones
((¬A ⇒ B) ∧ ¬A ) ⇒ B,
(((C ⇒ B) ⇒ A ) ∧ (C ⇒ B)) ⇒ A
o que
((B ⇒ A ) ∧ B) ⇒ A
(entre muchas otras). Y todas estas proposiciones son verdaderas porque son
ejemplificaciones de la tautologı́a Modus Ponens.
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 43 / 60
“Forma” de una proposición Ejemplos
Ejemplo de la “forma” de una proposición
La Propiedad Reflexiva de Implicación es la tautologı́a
A ⇒ A
por lo que, las siguientes proposiciones son tautologı́as:
1. (B ∧ C ) ⇒ (B ∧ C )
2. ¬¬A ⇒ ¬¬A
3. (A ⇒ A ) ⇒ (A ⇒ A )
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 44 / 60
“Forma” de una proposición Ejemplos
Ejemplo de la “forma” de una proposición
Y Ejemplo
Escriba una ejemplificación de la proposición
¬(A ∨ B) ⇔ (¬A ∧ ¬B)
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 45 / 60
“Forma” de una proposición Ejemplos
Ejemplo de la “forma” de una proposición
Y Ejemplo
La proposición
¬¬¬G ⇔ ¬G
es un caso particular de la tautologı́a:
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 46 / 60
“Forma” de una proposición Forma de algunas tautologı́as de uso frecuente
Forma de algunas tautologı́as de uso frecuente
1. La Doble negación es:
¬¬A ⇔ A .
Su “forma” es:
La doble implicación de:
I. la negación de la negación de una proposición; y
II. la proposición.
2. La Ley de De Morgan para la negación de la disyunción es:
¬(A ∨ B) ⇔ (¬A ∧ ¬B).
Su “forma” es:
La doble implicación de:
I. la negación de la disyunción de dos proposiciones; y
II. la conjunción de las negaciones de las proposiciones.
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 47 / 60
“Forma” de una proposición Forma de algunas tautologı́as de uso frecuente
Forma de algunas tautologı́as de uso frecuente
3. La Contrapositiva es:
(A ⇒ B) ⇔ (¬B ⇒ ¬A ).
Su “forma” es:
La doble implicación de:
I. la implicación de dos proposiciones; y
II. la implicación de la negación del consecuente y la negación del
antecedente de la primera implicación.
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 48 / 60
“Forma” de una proposición Forma de algunas tautologı́as de uso frecuente
Forma de algunas tautologı́as de uso frecuente
Y Ejemplo
La forma de la proposición
(D ∧ E ) ⇒ D
es:
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 49 / 60
Equivalencia lógica
Definición
 Equivalencia lógica
Se dice que una proposición A es equivalente lógicamente a B si la
doble implicación de A y B es una tautologı́a; es decir, si A ⇔ B es una
proposición verdadera, independientemente de los valores de verdad
de A y de B.
Utilizaremos el signo
A ≡ B
para indicar que A es equivalente lógicamente a B.
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 50 / 60
Equivalencia lógica Algunas Equivalencias Lógicas
Algunas Equivalencias Lógicas
● Equivalencia Lógica: Doble Negación
Si A es una proposición, entonces
¬¬A ≡ A .
Es fácil ver esto si realizamos la tabla de verdad de ¬¬A ⇔ A :
A ¬A ¬¬A ¬¬A ⇔ A
v f v v
f v f v
Como vemos, tiene el mismo nombre que el de su tautologı́a.
● Tenemos que
A ∧ (A ∨ B) ≡ A ,
lo que significa
(A ∧ (A ∨ B)) ⇔ A .
es una tautologı́a.
Observación: la mayorı́a de equivalencias lógicas relevantes tienen una denominación
especı́fica.
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 51 / 60
Equivalencia lógica Algunas Equivalencias Lógicas
Propiedades de la Equivalencia Lógica
1. Reflexiva: si A es una proposición, entonces
A ≡ A
2. Simétrica: si A y B son proposiciones, entonces
si A ≡ B, entonces B ≡ A .
3. Transitiva: si A , B y C son proposiciones, entonces
si A ≡ B y B ≡ C , entonces A ≡ C .
4. Negación: si A y B son proposiciones, entonces
si A ≡ B, entonces ¬A ≡ ¬B.
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 52 / 60
Equivalencia lógica Algunas Equivalencias Lógicas
Propiedades de la Equivalencia Lógica
5. Principio de sustitución por equivalentes lógicos: Dada la proposición C en
la que aparece la proposición A lo que se representa por
C (A ).
Si A ≡ B, entonces la proposición
C (B)
que es la proposición C donde se han sustituido una o más de las
apariciones de A por B (no necesariamente todas) tiene el mismo valor
de verdad que C (A ). Es decir,
C (A ) ≡ C (B)
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 53 / 60
Equivalencia lógica Algunas Equivalencias Lógicas
Equivalencias Lógicas
Doble negación Contrapositiva
¬¬A ≡ A A ⇒ B ≡ ¬B ⇒ ¬A
Conmutativa de la conjunción Conmutativa de la disyunción
A ∧ B ≡ B ∧ A A ∨ B ≡ B ∨ A
Asociativa de la conjunción Asociativa de la disyunción
A ∧ (B ∧ C ) ≡ (A ∧ B) ∧ C A ∨ (B ∨ C ) ≡ (A ∨ B) ∨ C
Conmutativa de la doble
implicación
Doble implicación - implicación
A ⇔ B ≡ B ⇔ A A ⇔ B ≡ (A ⇒ B) ∧ (B ⇒ A )
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 54 / 60
Equivalencia lógica Algunas Equivalencias Lógicas
Equivalencias Lógicas
Implicación-disyunción Negación de la implicación
A ⇒ B ≡ ¬A ∨ B ¬(A ⇒ B) ≡ A ∧ ¬B
De Morgan: negación de la
conjunción
De Morgan: negación de la
disyunción
¬(A ∧ B) ≡ ¬A ∨ ¬B ¬(A ∨ B) ≡ ¬A ∧ ¬B
Distributiva: conjunción respecto
de disyunción
Distributiva: disyunción respecto de
conjunción
A ∧ (B ∨ C ) ≡ (A ∧ B) ∨ (A ∧ C ) A ∨ (B ∧ C ) ≡ (A ∨ B) ∧ (A ∨ C )
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 55 / 60
Deducción Lógica Definición
Deducción
 Deducción lógica
Se dice que la proposición B se deduce lógicamente de la proposición
A si la implicación de A y B es una tautologı́a.
Utilizaremos el signo
A ⊧ B
para indicar que B se deduce lógicamente de A .
Son sinónimos de “B se deduce lógicamente de A ”:
1. De A se deduce lógicamente B.
2. A implica lógicamente B.
3. B se infiere de A .
4. De A se infiere B.
El hecho de deducir una proposición a partir de otras por la aplicación de una
tautologı́a (de una implicación de dos proposiciones) denominaremos regla
de inferencia.
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 56 / 60
Deducción Lógica Ejemplos
Ejemplos
1. Decimos que
la proposición B se deduce de las proposiciones A ⇒ B y A
porque la proposición
((A ⇒ B) ∧ A ) ⇒ B
es una tautologı́a.
Acordemos, entonces, también decir y escribir lo siguiente:
1) B se deduce de (A ⇒ B) ∧ A .
2) B se deduce de A ⇒ B y de A .
3) De A ⇒ B y de A , se deduce B.
4) A ⇒ B, A ⊧ B.
Cuando se deduce la proposición B de A ⇒ B y de A diremos que
B se ha deducido por la aplicación de Modus Ponens a A ⇒ B y A .
El hecho de deducir una proposición a partir de otras por la aplicación de
la tautologı́a Modus Ponens se denomina
regla de inferencia Modus Ponens
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 57 / 60
Deducción Lógica Ejemplos
Ejemplos
y puede leerse ası́:
De la implicación de dos proposiciones y del antecedente de esta im-
plicación, se deduce el consecuente la misma.
Dicho de otro modo,
si la implicación de dos proposiciones y su antecedente son verdade-
ras, el consecuente de la implicación también es verdadera.
Se suele representar a la regla de inferencia Modus Ponens de la siguiente
manera:
A ⇒ B
A
B
Notemos que esta representación es solo una manera alternativa de escribir
A ⇒ B, A ⊧ B.
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 58 / 60
Deducción Lógica Ejemplos
Ejemplos
Y Ejemplo
Se conoce que las siguientes proposiciones son verdaderas:
(P ∧ Q) ⇒ R
y
P ∧ Q
Utilizando la regla de inferencia Modus Ponens indique la proposición
que se deduce de ellas.
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 59 / 60
Deducción Lógica Ejemplos
Ejemplos
Y Ejemplo
Se conoce que las siguientes proposiciones son verdaderas:
P ⇒ (Q ⇒ R)
y
¬(Q ⇒ R)
Utilizando la regla de inferencia Modus Tollens indique la proposición que
se deduce de ellas.
Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 60 / 60

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Fundamentos Lógica EPN 2023

  • 1. ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL Fundamentos de Matemática LÓGICA ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL Semestre 2023-A Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 1 / 60
  • 2. Contenido 1 Teorı́as Matemáticas 2 Proposiciones 3 Caracterı́sticas de Proposiciones Ejemplos 4 Sintaxis de la Lógica 5 Tablas de verdad 6 Tautologı́as y Contradicciones Tautologı́as relevantes Lo que “nos dice” algunas tautologı́as relevantes Ejemplos de Tautologı́as relevantes 7 “Forma” de una proposición Ejemplos Forma de algunas tautologı́as de uso frecuente 8 Equivalencia lógica Algunas Equivalencias Lógicas 9 Deducción Lógica Definición Ejemplos Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 2 / 60
  • 3. Clase 01 Clase 01 1. Caracterı́sticas de las proposiciones 2. Proposiciones expresadas por otras 3. Reglas de Sintaxis 4. Expresar proposiciones en el lenguaje de la lógica. Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 3 / 60
  • 4. Teorı́as Matemáticas Teorı́as Matemáticas (axiomáticas) Teorı́as axiomáticas conceptos|proposiciones Conceptos primitivos Conceptos definidos Axiomas Teoremas Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 4 / 60
  • 5. Caracterı́sticas de Proposiciones Caracterı́sticas de Proposiciones 1. Tercero excluido: El valor de verdad de toda proposición o bien es verdadero o bien es falso. 2. No contradicción: Si el valor de verdad de una proposición es verdadero, no puede ser también falso; y si es falso, su valor de verdad no puede ser verdadero. 3. Conectivas: Hay proposiciones que se expresan mediante otras proposiciones y de una o más de las siguientes palabras (a las que se les denomina conectivas): negación, conjunción, disyunción, implicación o doble implicación. Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 5 / 60
  • 6. Caracterı́sticas de Proposiciones Caracterı́sticas de Proposiciones 4. Proposiciones simples: Hay proposiciones (denominadas simples) que no se expresan mediante otras proposiciones. 5. Proposiciones: Toda proposición es, o bien simple, o bien se expresa únicamente mediante otras proposiciones y una o varias de las conectivas: negación, conjunción, disyunción, implicación o doble implicación. Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 6 / 60
  • 7. Caracterı́sticas de Proposiciones Ejemplos Ejemplos Proposiciones expresadas mediante otras proposiciones Si el producto de dos números reales es igual a 0, entonces al menos uno de los dos es igual a 0. Si una figura geométrica es una recta, entonces existen dos puntos tales que son distintos y están en la recta. Una función biyectiva es inyectiva y sobreyectiva. Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 7 / 60
  • 8. Caracterı́sticas de Proposiciones Ejemplos Ejemplos El cuadrado de un número real es igual a 0 si y solo si el número es igual a 0. Si T es triángulo equilátero, entonces T es isósceles. Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 8 / 60
  • 9. Caracterı́sticas de Proposiciones Ejemplos Ejemplos Proposiciones que no se expresan mediante otras Una recta es un conjunto de puntos. Un plano es un conjunto de puntos. El número 0 es el elemento neutro de la suma. Las siguientes no son proposiciones: 1. El conjunto vacı́o. 2. La clase universal. 3. La intersección de dos clases. 4. La unión de dos conjuntos. 5. El número cero. Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 9 / 60
  • 10. Sintaxis de la Lógica Sintaxis de la Lógica 1. Para representar proposiciones usaremos las letras A , B, C , . . . , P, Q, R, etcétera. 2. Para las conectivas utilizaremos los siguientes signos: ¬, ∧, ∨, ⇒ y ⇔ . 3. Las reglas para el uso de las letras que representan las proposiciones y los signos para las conectivas son las siguientes: 1) La conectiva negación se escribe como prefijo de un signo que representa una proposición. ¬A 2) Las conectivas conjunción, disyunción, implicación y doble implicación se escriben entre dos signos que representan proposiciones1 . Por ejemplo: A ∧ B, A ∨ B, A ⇒ B y A ⇔ B. Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 10 / 60
  • 11. Sintaxis de la Lógica Sintaxis de la Lógica 4. Utilizaremos los signos v y f para representar valor de verdad verdadero y valor de verdad falso, respectivamente. 5. Utilizaremos los paréntesis ( y ) como signos de agrupación, con el fin de evitar ambigüedades. ü Abuso de lenguaje Aunque A no es una proposición, abusaremos del lenguaje y diremos con frecuencia “A es una proposición” o “la proposición A ” en lugar de decir “A representa una proposición” o “la proposición representada por A ” 1 En el caso de la implicación A ⇒ B, la proposición A es denominada antecedente y la proposición B, consecuente de la implicación. Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 11 / 60
  • 12. Valor de verdad Clase 02 1. Valor de verdad de una proposición (conectivas) 2. Ejercicios Valor de verdad 3. Tautologı́as 4. Forma de una proposición Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 12 / 60
  • 13. Valor de verdad Axioma del valor de verdad de una proposición Si A y B representan proposiciones, entonces: 1. Axioma de la negación: El valor de verdad de la negación de una proposición es el valor de verdad opuesto de dicha proposición. Ası́, el valor de verdad de ¬A es el valor de verdad opuesto al de A . Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 13 / 60
  • 14. Valor de verdad Axioma del valor de verdad de una proposición 2. Axioma de la conjunción: El valor de verdad de la conjunción de dos proposiciones es verdadero únicamente si el valor de verdad de ambas proposiciones es verdadero. Ası́, el valor de verdad de A ∧ B es verdadero únicamente si los valores de verdad de A y B son ambos verdadero. Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 14 / 60
  • 15. Valor de verdad Axioma del valor de verdad de una proposición 3. Axioma de la disyunción: El valor de verdad de la disyunción de dos proposiciones es falso únicamente si el valor de verdad de ambas proposiciones es falso. Luego, el valor de verdad de A ∨ B es falso únicamente si los valores de verdad de A y B son ambos falso. Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 15 / 60
  • 16. Valor de verdad Axioma del valor de verdad de una proposición 4. Axioma de la implicación: El valor de verdad de implicación de dos proposiciones es falso únicamente si el valor de verdad del antecedente es verdadero y el del consecuente, falso. Es decir, el valor de verdad de A ⇒ B es falso únicamente si el valor de verdad de A es verdadero y el de B es falso. Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 16 / 60
  • 17. Valor de verdad Axioma del valor de verdad de una proposición 5. Axioma de la doble implicación: El valor de verdad de la doble implicación de dos proposiciones es verdadero únicamente si las dos proposiciones tienen el mismo valor de verdad. Luego, el valor de verdad de A ⇔ B es verdadero únicamente si los valores de verdad de A y B son iguales. Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 17 / 60
  • 18. Valor de verdad Axioma del valor de verdad de una proposición Para resumir: A ¬A v f f v A B A ∧ B v v v v f f f v f f f f A B A ∨ B v v v v f v f v v f f f A B A ⇒ B v v v v f f f v v f f v A B A ⇔ B v v v v f f f v f f f v Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 18 / 60
  • 19. Tablas de verdad Tablas de verdad Realizar una tabla de verdad de: A ∨ ¬A Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 19 / 60
  • 20. Tablas de verdad Tablas de verdad Realizar una tabla de verdad de: ((A ∨ B) ∧ A ) ⇒ B Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 20 / 60
  • 21. Tablas de verdad Tablas de verdad Realizar una tabla de verdad de: ((A ∨ ¬B) ∧ C ) ⇔ B Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 21 / 60
  • 22. Tablas de verdad Ejercicios ¿Por qué el signo ¬A ⇒ ¬B es una proposición? Justifique. Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 22 / 60
  • 23. Tablas de verdad Ejercicios Escriba la forma en que se lee la proposición ¬(¬A ⇒ (B ∨ A )). Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 23 / 60
  • 24. Tablas de verdad Ejercicios Dadas las proposiciones A , B y C , de acuerdo con la reglas de sintaxis de la Lógica, escriba los signos que representan la siguiente proposición: La doble implicación de la negación de B y la conjunción de la nega- ción de la conjunción de A y B; y C . Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 24 / 60
  • 25. Tablas de verdad Ejercicios Si A es f y B es v, a) ¿cuál es el valor de verdad de ¬B ∨ A ? b) ¿cuál es el valor de verdad de (A ∧ B) ∨ ¬B? Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 25 / 60
  • 26. Tablas de verdad Ejercicios Si A , B y C representan proposiciones, determine el valor de verdad de la proposición A ⇒ (B ∨ ¬C ) si A es falsa. Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 26 / 60
  • 27. Tautologı́as y Contradicciones Tautologı́as y Contradicciones Tautologı́a Una proposición que se expresa mediante otras proposiciones se deno- mina tautologı́a si su valor de verdad es verdadero independientemente de los valores de verdad de las otras proposiciones. Contradicción Una proposición que se expresa mediante otras proposiciones se deno- mina contradicción si su valor de verdad es falso independientemente de los valores de verdad de las otras proposiciones. Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 27 / 60
  • 28. Tautologı́as y Contradicciones Tautologı́as relevantes Tautologı́as relevantes La proposición A ∨ ¬A es verdadera, independientemente de qué proposición represente A ; puesto que, si A es verdadera, su negación es falsa; y si A es falsa, su negación es verdadera, luego, en ambos casos, la disyunción de A y ¬A es verda- dera 2 Esta tautologı́a se denomina PRINCIPIO DEL TERCERO EXCLUIDO pues expresan lo mismo que una proposición es verdadera o es falsa 2 Note que no es necesario hacer una tabla de verdad para determinar que la proposición es una tautologı́a. Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 28 / 60
  • 29. Tautologı́as y Contradicciones Tautologı́as relevantes Tautologı́as relevantes Y Ejemplo ¿Se puede determinar el valor de verdad de las siguientes de las siguien- tes proposiciones? a.) El conjunto A es conjunto vacı́o o no. b.) (A ⇒ B) ∨ ¬(A ⇒ B) Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 29 / 60
  • 30. Tautologı́as y Contradicciones Tautologı́as relevantes Tautologı́as relevantes Y Ejemplo ¿Es la proposición (A ∧ B) ⇔ (B ∧ A ) una tautologı́a?a a Sugerencia: Una manera sencilla de contestar esta pregunta es a través de la elaboración de una tabla de verdad de la proposición: Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 30 / 60
  • 31. Tautologı́as y Contradicciones Tautologı́as relevantes Tautologı́as relevantes A B A ∧ B B ∧ A (A ∧ B) ⇔ (B ∧ A ) v v v v v v f f f v f v f f v f f f f v Esta tautologı́a se denomina PROPIEDAD CONMUTATIVA DE LA CONJUNCIÓN. Por el axioma de la doble implicación, ¿qué sucede con los valores de verdad de A ∧ B y B ∧ A ? Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 31 / 60
  • 32. Tautologı́as y Contradicciones Tautologı́as relevantes Tautologı́as relevantes Por ejemplo, si la proposición a y b son distintos de 0 o lo que es lo mismo a es distinto de 0 y b es distinto de 0 es verdadera, sin más que por la apelación a la tautologı́a PROPIEDAD CONMUTATIVA DE LA CONJUNCIÓN, aseguramos que también es verdadera la proposición b es distinto de 0 y a es distinto de 0 o lo que es lo mismo b y a son distintos de 0 Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 32 / 60
  • 33. Tautologı́as y Contradicciones Tautologı́as relevantes Tautologı́as relevantes Otra tautologı́a relevante es MODUS PONENS 3 : ((A ⇒ B) ∧ A ) ⇒ B. (1) Una manera de “entender” lo que “nos dice” esta tautologı́a es la siguiente: [1.] La implicación ((A ⇒ B) ∧ A ) ⇒ B es verdadera independientemente de los valores de verdad de A y de B. [2.] El antecedente de esta implicación es (A ⇒ B) ∧ A . Si este antecedente fuera una proposición verdadera, el consecuente de la implicación en [1.] tendrı́a que ser verdadera necesariamente por el axioma de la implicación. Y como B es ese consecuente, entonces B serı́a una proposición verdadera necesariamente. Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 33 / 60
  • 34. Tautologı́as y Contradicciones Tautologı́as relevantes Tautologı́as relevantes [3.] Bajo el supuesto de que el antecedente de [1.] es una proposición verdadera, por el axioma de la conjunción, las dos proposiciones A ⇒ B y A también serı́an verdaderas. Con base en [3.] y en [2.], diremos “que la tautologı́a Modus Ponens asegura que”: Si A ⇒ B y A son verdaderas, necesariamente B es verdadera. (2) Y esto lo podemos decir únicamente porque ((A ⇒ B) ∧ A ) ⇒ B es una tautologı́a. 3 lo cual es fácil verificar mediante una tabla de verdad de la proposición Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 34 / 60
  • 35. Tautologı́as y Contradicciones Lo que “nos dice” algunas tautologı́as relevantes Lo que “nos dice” algunas tautologı́as relevantes Principio de no contradicción ¬(A ∧ ¬A ) Transitiva de la implicación ((A ⇒ B) ∧ (B ⇒ C )) ⇒ (A ⇒ C ). Si A ⇒ B y B ⇒ C son verdaderas, necesariamente A ⇒ C es verda- dera. Doble negación A ⇔ ¬¬A A y ¬¬A , aunque proposiciones diferentes, tienen el mismo valor de verdad para los mismos valores de verdad de A . Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 35 / 60
  • 36. Ejemplos de tautologı́as Clase 03 1. Tautologı́as relevantes 2. Forma de una proposición 3. Equivalencia lógica 4. Deducción lógica Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 36 / 60
  • 37. Ejemplos de tautologı́as Ejemplos de Tautologı́as relevantes Tautologı́as relevantes 1. Doble negación ¬¬A ⇔ A 2. Principio del tercero excluido A ∨ ¬A 3. Principio de no contradicción ¬(A ∧ ¬A ) 4. Conmutativa de la Disyunción (A ∨ B) ⇔ (B ∨ A ) 5. Conmutativa de la Conjunción (A ∧ B) ⇔ (B ∧ A ) Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 37 / 60
  • 38. Ejemplos de tautologı́as Ejemplos de Tautologı́as relevantes Tautologı́as relevantes 6. Asociativa de la disyunción ((A ∨ B) ∨ C ) ⇔ (A ∨ (B ∨ C )) 7. Asociativa de la conjunción ((A ∧ B) ∧ C ) ⇔ (A ∧ (B ∧ C )) 8. Distributiva de la conjunción respecto de la disyunción (A ∧ (B ∨ C )) ⇔ ((A ∧ B) ∨ (A ∧ C )) 9. Distributiva de la disyunción respecto de la conjunción (A ∨ (B ∧ C )) ⇔ ((A ∨ B) ∧ (A ∨ C )) 10. Ley de DeMorgan para la negación de la disyunción ¬(A ∨ B) ⇔ (¬A ∧ ¬B) 11. Ley de DeMorgan para la negación de la conjunción ¬(A ∧ B) ⇔ (¬A ∨ ¬B) Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 38 / 60
  • 39. Ejemplos de tautologı́as Ejemplos de Tautologı́as relevantes Tautologı́as relevantes 12. Contrapositiva (A ⇒ B) ⇔ (¬B ⇒ ¬A ) 13. Implicación-Disyunción (A ⇒ B) ⇔ (¬A ∨ B) 14. Negación de implicación ¬(A ⇒ B) ⇔ (A ∧ ¬B) 15. Conmutativa de la doble implicación (A ⇔ B) ⇔ (B ⇔ A ) 16. Doble implicación-implicación (A ⇔ B) ⇔ ((A ⇒ B) ∧ (B ⇒ A )) Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 39 / 60
  • 40. Ejemplos de tautologı́as Ejemplos de Tautologı́as relevantes Tautologı́as relevantes 17. Modus Ponens ((A ⇒ B) ∧ A ) ⇒ B Asegura que: Si A ⇒ B y A son verdaderas, necesariamente B es verdadera. 18. Modus Tollens ((A ⇒ B) ∧ ¬B) ⇒ ¬A Asegura que: Si A ⇒ B es verdadera y B es falsa, necesariamente A es falsa. 19. Transitiva de la implicación ((A ⇒ B) ∧ (B ⇒ C )) ⇒ (A ⇒ C ) 20. Dilema constructivo (((A ∨ B) ∧ (A ⇒ C )) ∧ (B ⇒ C )) ⇒ C Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 40 / 60
  • 41. “Forma” de una proposición “Forma” de una proposición Sea la proposición A ∧ ¬B, donde A y B representan proposiciones cualesquiera, la “forma” de esta proposición es: La conjunción de una proposición y la negación de otra proposición. Luego, una proposición que tiene su misma “forma” es: (C ⇒ B) ∧ ¬(C ∨ F). Cada caso particular de esta forma será denominado ejemplificación de la forma de la proposición A ∧ ¬B. Usaremos como sinónimo de ejemplificación las palabras caso particular. Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 41 / 60
  • 42. “Forma” de una proposición “Forma” de una proposición Podemos probar que ((A ⇒ B) ∧ A ) ⇒ B es una tautologı́a. Ası́, ((¬B ⇒ ¬A ) ∧ ¬B) ⇒ ¬A también es una tautologı́a. Cualesquiera de las dos representaciones (independientemente de la(s) letra(s) que utilicemos y de los valores de verdad de las proposiciones) expresa que: la implicación de la conjunción de una implicación de dos proposicio- nes y el antecedente de esta, y el consecuente de esta es verdadera independientemente de las proposiciones mediante las que se expre- sa. Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 42 / 60
  • 43. “Forma” de una proposición “Forma” de una proposición Ası́, por ejemplo, la proposición ((C ∨ A ) ⇒ B) ∧ (C ∨ A )) ⇒ B tiene la misma “forma” que las proposiciones ((¬A ⇒ B) ∧ ¬A ) ⇒ B, (((C ⇒ B) ⇒ A ) ∧ (C ⇒ B)) ⇒ A o que ((B ⇒ A ) ∧ B) ⇒ A (entre muchas otras). Y todas estas proposiciones son verdaderas porque son ejemplificaciones de la tautologı́a Modus Ponens. Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 43 / 60
  • 44. “Forma” de una proposición Ejemplos Ejemplo de la “forma” de una proposición La Propiedad Reflexiva de Implicación es la tautologı́a A ⇒ A por lo que, las siguientes proposiciones son tautologı́as: 1. (B ∧ C ) ⇒ (B ∧ C ) 2. ¬¬A ⇒ ¬¬A 3. (A ⇒ A ) ⇒ (A ⇒ A ) Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 44 / 60
  • 45. “Forma” de una proposición Ejemplos Ejemplo de la “forma” de una proposición Y Ejemplo Escriba una ejemplificación de la proposición ¬(A ∨ B) ⇔ (¬A ∧ ¬B) Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 45 / 60
  • 46. “Forma” de una proposición Ejemplos Ejemplo de la “forma” de una proposición Y Ejemplo La proposición ¬¬¬G ⇔ ¬G es un caso particular de la tautologı́a: Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 46 / 60
  • 47. “Forma” de una proposición Forma de algunas tautologı́as de uso frecuente Forma de algunas tautologı́as de uso frecuente 1. La Doble negación es: ¬¬A ⇔ A . Su “forma” es: La doble implicación de: I. la negación de la negación de una proposición; y II. la proposición. 2. La Ley de De Morgan para la negación de la disyunción es: ¬(A ∨ B) ⇔ (¬A ∧ ¬B). Su “forma” es: La doble implicación de: I. la negación de la disyunción de dos proposiciones; y II. la conjunción de las negaciones de las proposiciones. Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 47 / 60
  • 48. “Forma” de una proposición Forma de algunas tautologı́as de uso frecuente Forma de algunas tautologı́as de uso frecuente 3. La Contrapositiva es: (A ⇒ B) ⇔ (¬B ⇒ ¬A ). Su “forma” es: La doble implicación de: I. la implicación de dos proposiciones; y II. la implicación de la negación del consecuente y la negación del antecedente de la primera implicación. Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 48 / 60
  • 49. “Forma” de una proposición Forma de algunas tautologı́as de uso frecuente Forma de algunas tautologı́as de uso frecuente Y Ejemplo La forma de la proposición (D ∧ E ) ⇒ D es: Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 49 / 60
  • 50. Equivalencia lógica Definición Equivalencia lógica Se dice que una proposición A es equivalente lógicamente a B si la doble implicación de A y B es una tautologı́a; es decir, si A ⇔ B es una proposición verdadera, independientemente de los valores de verdad de A y de B. Utilizaremos el signo A ≡ B para indicar que A es equivalente lógicamente a B. Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 50 / 60
  • 51. Equivalencia lógica Algunas Equivalencias Lógicas Algunas Equivalencias Lógicas ● Equivalencia Lógica: Doble Negación Si A es una proposición, entonces ¬¬A ≡ A . Es fácil ver esto si realizamos la tabla de verdad de ¬¬A ⇔ A : A ¬A ¬¬A ¬¬A ⇔ A v f v v f v f v Como vemos, tiene el mismo nombre que el de su tautologı́a. ● Tenemos que A ∧ (A ∨ B) ≡ A , lo que significa (A ∧ (A ∨ B)) ⇔ A . es una tautologı́a. Observación: la mayorı́a de equivalencias lógicas relevantes tienen una denominación especı́fica. Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 51 / 60
  • 52. Equivalencia lógica Algunas Equivalencias Lógicas Propiedades de la Equivalencia Lógica 1. Reflexiva: si A es una proposición, entonces A ≡ A 2. Simétrica: si A y B son proposiciones, entonces si A ≡ B, entonces B ≡ A . 3. Transitiva: si A , B y C son proposiciones, entonces si A ≡ B y B ≡ C , entonces A ≡ C . 4. Negación: si A y B son proposiciones, entonces si A ≡ B, entonces ¬A ≡ ¬B. Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 52 / 60
  • 53. Equivalencia lógica Algunas Equivalencias Lógicas Propiedades de la Equivalencia Lógica 5. Principio de sustitución por equivalentes lógicos: Dada la proposición C en la que aparece la proposición A lo que se representa por C (A ). Si A ≡ B, entonces la proposición C (B) que es la proposición C donde se han sustituido una o más de las apariciones de A por B (no necesariamente todas) tiene el mismo valor de verdad que C (A ). Es decir, C (A ) ≡ C (B) Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 53 / 60
  • 54. Equivalencia lógica Algunas Equivalencias Lógicas Equivalencias Lógicas Doble negación Contrapositiva ¬¬A ≡ A A ⇒ B ≡ ¬B ⇒ ¬A Conmutativa de la conjunción Conmutativa de la disyunción A ∧ B ≡ B ∧ A A ∨ B ≡ B ∨ A Asociativa de la conjunción Asociativa de la disyunción A ∧ (B ∧ C ) ≡ (A ∧ B) ∧ C A ∨ (B ∨ C ) ≡ (A ∨ B) ∨ C Conmutativa de la doble implicación Doble implicación - implicación A ⇔ B ≡ B ⇔ A A ⇔ B ≡ (A ⇒ B) ∧ (B ⇒ A ) Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 54 / 60
  • 55. Equivalencia lógica Algunas Equivalencias Lógicas Equivalencias Lógicas Implicación-disyunción Negación de la implicación A ⇒ B ≡ ¬A ∨ B ¬(A ⇒ B) ≡ A ∧ ¬B De Morgan: negación de la conjunción De Morgan: negación de la disyunción ¬(A ∧ B) ≡ ¬A ∨ ¬B ¬(A ∨ B) ≡ ¬A ∧ ¬B Distributiva: conjunción respecto de disyunción Distributiva: disyunción respecto de conjunción A ∧ (B ∨ C ) ≡ (A ∧ B) ∨ (A ∧ C ) A ∨ (B ∧ C ) ≡ (A ∨ B) ∧ (A ∨ C ) Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 55 / 60
  • 56. Deducción Lógica Definición Deducción Deducción lógica Se dice que la proposición B se deduce lógicamente de la proposición A si la implicación de A y B es una tautologı́a. Utilizaremos el signo A ⊧ B para indicar que B se deduce lógicamente de A . Son sinónimos de “B se deduce lógicamente de A ”: 1. De A se deduce lógicamente B. 2. A implica lógicamente B. 3. B se infiere de A . 4. De A se infiere B. El hecho de deducir una proposición a partir de otras por la aplicación de una tautologı́a (de una implicación de dos proposiciones) denominaremos regla de inferencia. Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 56 / 60
  • 57. Deducción Lógica Ejemplos Ejemplos 1. Decimos que la proposición B se deduce de las proposiciones A ⇒ B y A porque la proposición ((A ⇒ B) ∧ A ) ⇒ B es una tautologı́a. Acordemos, entonces, también decir y escribir lo siguiente: 1) B se deduce de (A ⇒ B) ∧ A . 2) B se deduce de A ⇒ B y de A . 3) De A ⇒ B y de A , se deduce B. 4) A ⇒ B, A ⊧ B. Cuando se deduce la proposición B de A ⇒ B y de A diremos que B se ha deducido por la aplicación de Modus Ponens a A ⇒ B y A . El hecho de deducir una proposición a partir de otras por la aplicación de la tautologı́a Modus Ponens se denomina regla de inferencia Modus Ponens Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 57 / 60
  • 58. Deducción Lógica Ejemplos Ejemplos y puede leerse ası́: De la implicación de dos proposiciones y del antecedente de esta im- plicación, se deduce el consecuente la misma. Dicho de otro modo, si la implicación de dos proposiciones y su antecedente son verdade- ras, el consecuente de la implicación también es verdadera. Se suele representar a la regla de inferencia Modus Ponens de la siguiente manera: A ⇒ B A B Notemos que esta representación es solo una manera alternativa de escribir A ⇒ B, A ⊧ B. Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 58 / 60
  • 59. Deducción Lógica Ejemplos Ejemplos Y Ejemplo Se conoce que las siguientes proposiciones son verdaderas: (P ∧ Q) ⇒ R y P ∧ Q Utilizando la regla de inferencia Modus Ponens indique la proposición que se deduce de ellas. Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 59 / 60
  • 60. Deducción Lógica Ejemplos Ejemplos Y Ejemplo Se conoce que las siguientes proposiciones son verdaderas: P ⇒ (Q ⇒ R) y ¬(Q ⇒ R) Utilizando la regla de inferencia Modus Tollens indique la proposición que se deduce de ellas. Curso de nivelación Fundamentos de Matemática (EPN) Lógica Semestre 2023-A 60 / 60