3045.

17.v

TEKST ZADATKA

Dokazati da je formula tautologija: (((pq)r)(r(pq)))(pq) (((p \lor q) \Rightarrow r) \land (r \Rightarrow (p \land q))) \Rightarrow (p \Leftrightarrow q) ;


REŠENJE ZADATKA

Obeležimo levu stranu glavne implikacije sa A. A . Da bi cela formula bila tautologija, dovoljno je pokazati da iz tačnosti iskaza A A logički sledi tačnost desne strane, odnosno pq. p \Leftrightarrow q .

A=((pq)r)(r(pq))A = ((p \lor q) \Rightarrow r) \land (r \Rightarrow (p \land q))

Pretpostavimo da je iskaz A A tačan. Pošto je u pitanju konjunkcija, to znači da su obe implikacije koje je čine tačne.

(pq)rir(pq)(p \lor q) \Rightarrow r \quad \text{i} \quad r \Rightarrow (p \land q)

Na osnovu pravila hipotetičkog silogizma (tranzitivnosti implikacije), koje glasi da iz XY X \Rightarrow Y i YZ Y \Rightarrow Z sledi XZ, X \Rightarrow Z , iz prethodne dve implikacije zaključujemo sledeće:

(pq)(pq)(p \lor q) \Rightarrow (p \land q)

Sa druge strane, iz osnovnih pravila iskazne logike znamo da je konjunkcija tačna samo ako su oba iskaza tačna, što znači da je tada i njihova disjunkcija tačna. Zato uvek važi obrnuta implikacija:

(pq)(pq)(p \land q) \Rightarrow (p \lor q)

Kako važe implikacije u oba smera, možemo ih spojiti u logičku ekvivalenciju:

(pq)(pq)(p \lor q) \Leftrightarrow (p \land q)

Disjunkcija i konjunkcija dva iskaza imaju istu istinitosnu vrednost ako i samo ako sami iskazi p p i q q imaju istu istinitosnu vrednost (oba su tačna ili oba netačna). Prema tome, mora važiti:

pqp \Leftrightarrow q

Pošto smo pokazali da iz tačnosti leve strane glavne implikacije nužno sledi tačnost desne strane, zaključujemo da je polazna formula uvek tačna, odnosno da je tautologija.

(((pq)r)(r(pq)))(pq)(((p \lor q) \Rightarrow r) \land (r \Rightarrow (p \land q))) \Rightarrow (p \Leftrightarrow q) \equiv \top