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Logica Matematica: Conjuntos y Operaciones Lógicas, Esquemas y mapas conceptuales de Álgebra

Una introducción a la lógica matemática, enfocándose en los conceptos de conjuntos y operaciones lógicas como la conjunción, disyunción, implicación y negación. Se explican las tablas de verdad para cada operación y se demuestran las propiedades de asociatividad, distributividad, idempotencia, transitividad y ley de de morgan. Además, se muestra cómo relacionar conjuntos y proposiciones lógicas y se presentan ejemplos para aplicar los conceptos aprendidos.

Tipo: Esquemas y mapas conceptuales

2022/2023

Subido el 18/02/2024

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Contenidos
Capitulo 2. Rudimentos sobre ogica Matem´atica 3
1. Proposiciones ogicas 3
2. Generaci´on de Proposiciones y Tablas de Verdad 4
3. Ejercicios Resueltos de ogica 6
4. Uso de Cuantificadores 10
5. Ejercicios Propuestos de ogica 12
6. Las proposiciones ogicas y el casting conjuntista 13
7. Ejercicios Resueltos de Conjuntos 16
8. Ejercicios Propuestos de Conjunto 17
9. Situaciones de Desempe˜no: ogica y Conjuntos 18
10. Soluci´on Situaciones de Desempe˜no: ogica y Conjuntos 19
Bibliograf´ıa 23
Indice Alfab´etico 25
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¡Descarga Logica Matematica: Conjuntos y Operaciones Lógicas y más Esquemas y mapas conceptuales en PDF de Álgebra solo en Docsity!

Contenidos

  • Capitulo 2. Rudimentos sobre L´ogica Matem´atica
      1. Proposiciones L´ogicas
      1. Generaci´on de Proposiciones y Tablas de Verdad
      1. Ejercicios Resueltos de L´ogica
      1. Uso de Cuantificadores
      1. Ejercicios Propuestos de L´ogica
      1. Las proposiciones l´ogicas y el casting conjuntista
      1. Ejercicios Resueltos de Conjuntos
      1. Ejercicios Propuestos de Conjunto
      1. Situaciones de Desempe˜no: L´ogica y Conjuntos
      1. Soluci´on Situaciones de Desempe˜no: L´ogica y Conjuntos
  • Bibliograf´ıa
  • Indice Alfab´etico

En este ejemplo, podemos ”seg´un nuestra experiencia” tratar de determinar para ese a ∈ R, el conjunto Sa, es decir tratar de decir quienes son los elementos de Sa, y por ende tambi´en decir quienes no son miembros de Sa, para ello procedemos como sigue:

x ∈ Sa ⇐⇒ x ∈ R ∧ p(x) = a (1) ⇐⇒ x ∈ R ∧ x − 1 = a (2) ⇐⇒ x ∈ R ∧ x = a + 1 (3)

Por tanto, tenemos que

Sa = {a + 1} (4)

Despu´es del procedimiento observamos que:

(1) Para caracterizar los elementos de Sa es necesario, seg´un (1), realizar dos operaciones: Una saber quienes son los elegibles o candidatos y la otra es verificar quienes de esos satisfacen el filtro, o hacen que la proposici´on l´ogica sea verdadera, decir p(x) = a.

(2) La etapa descrita en (2) es una operacionalizaci´on del filtro o proposici´on l´ogica, es decir plantea la ecuaci´on x − 1 = a

(3) La etapa descrita en (3) reduce el problema de pertenecer o no al conjunto, resolviendo en R la ecuaci´on x = a + 1

(4) Finalmente, (4) caracteriza, en este caso, al elemento del conjunto como a + 1, y por ejemplo para a = 0, tenemos que S 0 = { 1 } y en este caso:

1 ∈ S 0 pues es verdadero que p(1) = 0 2 6 ∈ S 0 pues es falso que p(2) = 0

  1. Generaci´on de Proposiciones y Tablas de Verdad

Definici´on 2.1. Si p es una proposici´on l´ogica entonces le asociaremos una ”Tabla de verdad” de la forma:

p 1 0

donde, 1 representa el valor de verdad verdadero(encendido)y 0 representa el valor de verdad falso (apagado).

Definici´on 2.2. Si p es una proposici´on l´ogica entonces ∼ p representar´a la proposici´on negaci´on de p, y le asociaremos una ”Tabla de verdad” de la forma:

p ∼ p 1 0 0 1

Definici´on 2.3. Una proposici´on l´ogica se dir´a compuesta si es formada por m´as de una proposici´on l´ogica. Para las proposiciones p y q, las siguientes proposiciones compuestas por ellas ser´an consideradas b´asicas

Definici´on 2.3.1. Llamaremos Conjunci´on o Producto l´ogico de p y q a p ∧ q, y le asignaremos la ”Tabla de verdad”

p q p ∧ q 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0

Sintetiza el concepto de intersecci´on en el sentido que: p ∧ q ser´a verdadera s´olo si p y q lo son si- mult´aneamente

Definici´on 2.3.2. Llamaremos Disyunci´on o Suma l´ogica de p y q a p ∨ q, y le asignaremos la ”Tabla de verdad”

p q p ∨ q 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0

Sintetiza el concepto de uni´on en el sentido que: Para que p ∨ q sea verdadera basta que una de ellas lo sea

Definici´on 2.3.3. Llamaremos Implicaci´on l´ogica de p y q a p =⇒ q, y le asignaremos la Tabla de verdad

p q p =⇒ q 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1

Sintetiza el concepto de relaci´on causal, en el sentido que p =⇒ q ser´a falsa s´olo cuando la hip´otesis p es verdadera y la conclusi´on q es falsa. Caso contrario la nueva proposici´on es verdadera.

Definici´on 2.3.4. Llamaremos Bicondicional l´ogico de p y q, ´o equivalencia l´ogica, a la proposici´on p ⇐⇒ q, o (p ≡ q) y le asignaremos la ”Tabla de verdad”

p q p ⇐⇒ q 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1

Sintetiza el concepto de equivalencia, concepto central en el proceso de clasificaci´on, p ⇐⇒ q ser´a verdadera s´olo cuando ambas tengan el mismo valor de verdad.

Definici´on 2.4. Una proposici´on compuesta se llama una Tautolog´ıa si su valor de verdad es siempre ver- dadero, independiente del valor de verdad de las proposiciones que la componen

Ejemplo 2.4.1. Si p es una proposici´on l´ogica entonces ∼ (∼ p) ⇐⇒ p es una tautolog´ıa

En efecto

En efecto

p q r q ∨ r p ∧ (q ∨ r) ⇐⇒ p ∧ q p ∧ r (p ∧ q) ∨ (p ∧ r) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0

(3) Si p y q son proposiciones l´ogicas entonces son equivalentes p =⇒ q y ∼ p ∨ q, es decir la proposici´on

(p =⇒ q) ⇐⇒ (∼ p ∨ q)

es una tautolog´ıa conocida como: Transformaci´on de la implicaci´on o inferencia en disyunci´on

En efecto

p q ∼ p p =⇒ q ⇐⇒ ∼ p ∨ q 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1

(4) Si p y q son proposiciones l´ogicas entonces son equivalentes ∼ (p∨q) y (∼ p ∧ ∼ q)es decir la proposici´on

∼ (p ∨ q) ⇐⇒ (∼ p ∧ ∼ q) (6)

es una tautolog´ıa conocida como: Ley de De Morgan para la disyunci´on

En efecto

p q ∼ p ∼ q p ∨ q ∼ (p ∨ q) ⇐⇒ ∼ p ∧ ∼ q 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1

(5) Si p y q son proposiciones entonces

[p ∧ (p =⇒ q)] =⇒ q (7)

es una tautolog´ıa conocida como: Modus Ponens o M´etodo de Afirmaci´on

En efecto

p q p =⇒ q p ∧ (p =⇒ q) [p ∧ (p =⇒ q)] =⇒ q 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1

(6) Si p, q y r son proposiciones entonces

[(p =⇒ q) ∧ (q =⇒ r)] =⇒ (p =⇒ r) (8)

es una tautolog´ıa conocida como: Implicaci´on L´ogica o Ley del Silogismo

En efecto

p q r p =⇒ q q =⇒ r (p =⇒ q) ∧ (q =⇒ r) =⇒ p =⇒ r 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1

(7) Si p y q son proposiciones entonces

[(p =⇒ q)∧ ∼ q] =⇒∼ p

es una tautolog´ıa conocida como: Modus Tollens o M´etodo de Negaci´on

En efecto

p q p =⇒ q ∼ q (p =⇒ q)∧ ∼ q =⇒ ∼ p 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1

(8) Si p es una proposici´on y C una contradicci´on entonces

(∼ p =⇒ C) =⇒ p

En efecto

Si hacemos w = [(p =⇒ q) ∧ (q =⇒ (r ∧ s)) ∧ (∼ r ∨ (∼ t ∨ u)) ∧ (p ∧ t)] entonces

w =⇒ (p =⇒ (r ∧ s)) ∧ (∼ r ∨ (∼ t ∨ u)) ∧ (p ∧ t) silogismo =⇒ (p =⇒ r) ∧ (∼ r ∨ (∼ t ∨ u)) ∧ p [(a ∧ b) =⇒ a]tautolog´ıa =⇒ p ∧ (p =⇒ r) ∧ (∼ r ∨ (∼ t ∨ u)) conmutatividad de ∧ =⇒ r ∧ (∼ r ∨ (∼ t ∨ u)) Modus ponens =⇒ r ∧ ((∼ r∨ ∼ t) ∨ u) Asociatividad de ∨ =⇒ r ∧ (∼ (r ∧ t) ∨ u) De Morgan =⇒ r ∧ (∼ r ∨ u) [(a ∧ b) =⇒ a]tautolog´ıa =⇒ (r∧ ∼ r) ∨ (r ∧ u) distributividad de ∧ en ∨ =⇒ C ∨ (r ∧ u) ley del inverso =⇒ r ∧ u ley del neutro =⇒ u [(a ∧ b) =⇒ b]tautolog´ıa

  1. Uso de Cuantificadores

Una forma natural de generar proposiciones es a trav´es de f´ormulas para hacer proposiciones, como por ejemplo:

(1) p(x): x es un natural mayor que 3

En este caso

Si notamos por I el conjunto de naturales x para los cuales p(x) es verdadera y por O el conjunto de naturales x para los cuales p(x) es falsa entonces

I = {x ∈ N | p(x) verdadera} = { 4 , 5 , 6 ,... } O = {x ∈ N | p(x) falsa} = { 1 , 2 , 3 }

(2) q(x, y) : x ∈ R e y ∈ R ∧ x^2 + y^2 = 1

En este caso, como veremos m´as tarde, I define un circulo con centro en (0, 0) y radio 1 y O es el resto del plano cartesiano R^2

Definici´on 4.1. p(x 1 , x 2 ,... , xn) se llama una f´ormula proposicional definida en un conjunto A si:

◦ Cada xi para 1 = 1, 2 ,... , n son variables en A, es decir pueden tomar valores en el conjunto A

◦ Para cada sustituci´on de las variables en A la f´ormula se transforma en una proposici´on l´ogica

Ejemplo 4.1.1. Ya observamos que (p(x) : x es un natural mayor que 3), es una f´ormula proposicional, y en particular tenemos:

  • p(1) es falsa
  • p(2) es falsa
  • p(3) es falsa
  • p(x) es verdadera para cada x ∈ N y x ≥ 4

As´ı p(x) es verdadera para algunos n´umeros naturales y tambi´en p(x) es falsa para algunos n´umeros natu- rales.

Definici´on 4.2. Si p(x) es una f´ormula proposicional entonces

(1) ” Para alg´un x; p(x)” es una proposici´on y la notaremos por [∃x; p(x)].

(2) ” Para un ´unico x; p(x)” es una proposici´on y la notaremos por [∃! x; p(x)].

(3) ” Para todo x; p(x)” es una proposici´on y la notaremos por [∀x; p(x)]

Ejemplo 4.2.1. Definamos en R las proposiciones:

⋄ p(x) : x ≥ 0

⋄ q(x) : x^2 ≥ 0

⋄ r(x) : x^2 − 3 x − 4 = 0

⋄ s(x) : x^2 − 3 > 0

entonces

◦ ∃x : (p(x) ∧ r(x)) es verdadera, pues existe 4 ∈ R tal que p(4) y r(4) son verdaderas.

◦ ∀x : (p(x) =⇒ q(x)) es verdadera, pues para cualquier valor real a, q(a) es verdadera.

◦ ∀x : (q(x) =⇒ s(x)) es falsa, pues por ejemplo q(1) es verdadera y s(1) es falsa.

La siguiente tabla especifica el comportamiento de los cuantificadores (∃) y (∀)

Proposici´on Verdadera Falsa

∃x : p(x) Para al menos un a, p(a) es verdadera Para cada a, p(a) es falsa

∀x : p(x) Para cada a, p(a) es verdadera Existe a tal que p(a) es falsa

∃x :∼ p(x) Existe a tal que p(a) es falsa Para cada a, p(a) es verdadera

∀x :∼ p(x) Para cada a, p(a) es falsa Existe a tal que p(a) es verdadera

(8) Sean p y q dos proposiciones l´ogicas. Si definimos el nuevo conectivo l´ogico:

p#q ≡ [(q ∧ p) =⇒∼ p]∧ ∼ q Entonces demuestre que

{q ∧ [p =⇒ (p#q)]}∨ ∼ p ≡∼ p

(9) Sean p y q dos proposiciones l´ogicas. Si definimos los dos nuevos conectivos l´ogicos: (p ∗ q =∼ p =⇒∼ q) ∧ (p#q =∼ p ∧ q) Entonces demuestre que (∼ p ∗ q)#(∼ q#p) ≡ p ∧ q

(10) Demuestre usando propiedades que

{[p =⇒ (q∧ ∼ r)] ∧ [p ∧ (q =⇒ r)]} ∨ {(p ∧ q) ∨ [r ∧ (∼ r ∨ q) ∧ p]} ≡ p ∧ q

  1. Las proposiciones l´ogicas y el casting conjuntista

Definici´on 6.1. Relaci´on entre conjunto y proposici´on l´ogica Si p es una proposici´on l´ogica entonces llamaremos Ap o A, si no hay confusi´on al conjunto de elementos que filtra p, es decir

Ap = {x | p es verdadera para el caso o suceso x} := {x | p(x)}

As´ı que, tenemos una ”correspondencia” entre conjuntos y proposiciones que podemos simbolizar como sigue:

p proposici´on l´ogica L9999K Ap := {x | p(x)} (9)

En la simbolizaci´on hecha en (9) hemos ”adoptado un orden” en el sentido que una proposici´on es interpre- tada como un filtro que permite, ”conjuntar” elementos que son homog´eneos respecto del valor de verdad o falsedad de la proposici´on p. Es decir tenemos que.

Si x es un elemento de Ap entonces ”x es un elemento elegible” y x verifica la condici´on descrita por p, y rec´ıprocamente si ”x es un elemento elegible” y x verifica la condici´on descrita por p entonces x es un elemento de Ap en s´ımbolos notaremos

x ∈ Ap ⇐⇒ x es elegible ∧ p(x) es verdadera (10)

Ejemplo 6.1.1. Si u es la proposici´on l´ogica que filtra el hecho de aparecer o no aparecer en la base de datos de alumnos de la Universidad de Santiago entonces

Au = {Alumnos que aparecen en la base de datos de la Universidad de Santiago} (11)

Definici´on 6.2. Conjunto Complemento Si p es una proposici´on l´ogica entonces como ∼ p es una proposici´on l´ogica

A∼p = {x | ∼ p(x)}

Se llama el conjunto complementario o complemento respecto de los elegibles que satisfacen al filtro p, y lo notaremos (A∼p)c^ o Ac^ si no hay confusi´on.

Lema 6.2.1. Si p es una proposici´on l´ogica tal que A = {x | p(x)} entonces

Ac^ = {x | x 6 ∈ A} (12)

En efecto

x ∈ Ac^ ⇐⇒ x es elegible ∧ ∼ p(x) ⇐⇒ x es elegible ∧ p(x) es falsa ( ver (5)) ⇐⇒ x 6 ∈ A

Definici´on 6.3. Uni´on de Conjuntos Si p y q son dos proposiciones l´ogicas entonces llamaremos conjunto uni´on de los conjuntos Ap y Aq a:

Ap ∪ Aq = {x | p(x) ∨ q(x)} (13)

Lema 6.3.1. Operacionalmente la definici´on dada en (13) significa que

x ∈ (Ap ∪ Aq) ⇐⇒ x ∈ Ap ∨ x ∈ Aq (14)

En efecto

x ∈ (Ap ∪ Aq) ⇐⇒ x es elegible ∧ (p(x) ∨ q(x)) ⇐⇒ (x es elegible ∧ p(x)) ∨ (x es elegible ∧ q(x)) ⇐⇒ x ∈ Ap ∨ x ∈ Aq

Ejemplo 6.3.2. Si definimos la proposici´on l´ogica p como los alumnos de la Universidad de Santiago que son alumnos regulares, es decir cumplen los requisitos establecidos por la instituci´on, para ser considerados alumnos con todas las franquicias y deberes que establece el regimen de estudio vigente entonces

Au = Ap ∪ A∼p

donde Au es definido en (11). Pues

(1) Ap = {x ∈ Au | p(x)}

(2) A∼p = {x ∈ Au | ∼ p(x)}

Definici´on 6.4. Intersecci´on de Conjuntos Si p y q son dos proposiciones l´ogicas entonces llamaremos conjunto intersecci´on de los conjuntos Ap y Aq a:

Ap ∩ Aq = {x | p(x) ∧ q(x)} (15)

Lema 6.4.1. Operacionalmente la definici´on dada en (13) significa que

x ∈ (Ap ∩ Aq) ⇐⇒ x ∈ Ap ∧ x ∈ Aq (16)

En efecto

x ∈ (Ap ∩ Aq) ⇐⇒ x es elegible ∧ (p(x) ∧ q(x)) ⇐⇒ (x es elegible ∧ p(x)) ∧ (x es elegible ∧ q(x)) ⇐⇒ x ∈ Ap ∧ x ∈ Aq

  1. Ejercicios Resueltos de Conjuntos

(1) Si A es un conjunto entonces A ∪ A = A Esta propiedad se llama Idempotencia de la uni´on de conjuntos

Soluci´on

Etapa 1. Si usamos el lenguaje definido incipientemente en la parte de l´ogica, es decir, conforme a la identificaci´on definida en (9) hacemos A = {x | p(x)} entonces el resultado sigue del hecho que p ∨ p ⇐⇒ p es una tautolog´ıa.

Etapa 2. Con el lenguaje propio de los conjuntos obtenemos lo siguiente:

x ∈ (A ∪ A) ⇐⇒ x es elegible ∧ (x ∈ A ∨ x ∈ A) ( Ver (14)) ⇐⇒ x es elegible ∧ p(x) es verdadera ⇐⇒ x ∈ {x | p(x)} ( Ver (9)) ⇐⇒ x ∈ A

(2) A ∩ A = A (Idempotencia de la intersecci´on de conjuntos)

Soluci´on

Etapa 1. Si usamos el lenguaje definido incipientemente en la parte de l´ogica, es decir, conforme a la identificaci´on definida en (9) hacemos A = {x | p(x)} entonces el resultado sigue del hecho que p ∧ p ⇐⇒ p es una tautolog´ıa.

Etapa 2. Con el lenguaje propio de los conjuntos obtenemos lo siguiente:

x ∈ (A ∩ A) ⇐⇒ x es elegible ∧ (x ∈ A ∧ x ∈ A) ( Ver (16)) ⇐⇒ x es elegible ∧ p(x) es verdadera ⇐⇒ x ∈ {x | p(x)} ( Ver (9)) ⇐⇒ x ∈ A

(3) (Ac)c^ = A (Idempotencia de la inclusi´on de conjuntos)

Soluci´on

Etapa 1. Si usamos el lenguaje definido incipientemente en la parte de l´ogica, es decir, conforme a la identificaci´on definida en (9) hacemos A = {x | p(x)} entonces el resultado sigue del hecho que ∼ (∼ p) ⇐⇒ p es una tautolog´ıa.

Etapa 2. Con el lenguaje propio de los conjuntos obtenemos lo siguiente:

x ∈ (Ac)c^ ⇐⇒ x es elegible ∧ (x 6 ∈ Ac) ( Ver (12)) ⇐⇒ x es elegible ∧ p(x) es verdadera ⇐⇒ x ∈ {x | p(x)} ( Ver (9)) ⇐⇒ x ∈ A Estos ejercicios nos dicen que, despu´es de la segunda aplicaci´on no obtendremos nueva informaci´on, si se verifica ”la ley de Idempotencia.”

  1. Ejercicios Propuestos de Conjunto

8.1. Para A y B conjuntos: Determine la veracidad o falsedad de las proposiciones.

(1) A ⊂ (A ∪ B)

(2) (A ∩ B) ⊂ (A ∪ B)

(3) (A ∩ B)c^ ⊂ Bc

(4) (A ∪ B)c^ ⊂ (A ∩ B)c

(5) B ⊂ (A ∩ B)

(6) (A ∪ B)c^ ⊂ Ac

(7) (A ∩ B) ∪ B = B

8.2. Para A y B conjuntos: Simplifique las proposiciones.

(1) (A ∩ B) ∪ (Ac^ ∩ B)

(2) (A ∪ B)c^ ∪ (Ac^ ∩ B)

(3) A ∪ B ∪ A

(4) (A ∪ ∅) ∪ A)c

(5) (A ∪ B) ∩ (A ∪ Bc) ∩ (A ∪ B)

8.3. Para A y B conjuntos: Demuestre que.

(1) A ∪ (A ∩ B) = A

(2) A ∩ [B − (A ∩ B)] = ∅

(3) [(A ∩ Bc)c^ − (A ∪ Bc)] ∪ (A ∩ B) = B

  1. Soluci´on Situaciones de Desempe˜no: L´ogica y Conjuntos

(1) Demuestre usando propiedades (algebra de proposiciones) que es una es Tautolog´ıa la siguiente proposici´on.

[(p =⇒ q) =⇒ q] ∨ [∼ p ]

Soluci´on

Etapa 1. Debemos mostrar que [(p =⇒ q) =⇒ q] ∨ [∼ p ] es una tautolog´ıa

Etapa 2. Gesti´on de la informaci´on: Aplicamos directamente propiedades y obtenemos.

[(p =⇒ q) =⇒ q] ∨ [∼ p] ⇐⇒ [∼ (p =⇒ q) ∨ q] ∨ [∼ p] ⇐⇒ [∼ (∼ p ∨ q) ∨ q] ∨ [∼ p] ⇐⇒ [(p ∧ ∼ q) ∨ q] ∨ [∼ p] ⇐⇒ [(p ∨ q) ∧ (∼ q ∨ q)] ∨ [∼ p] ⇐⇒ [(p ∨ q) ∧ (T )] ∨ [∼ p] (T significa tautolog´ıa ) ⇐⇒ [(p ∨ q)] ∨ [∼ p] ⇐⇒ [(p ∨ [∼ p]) ∨ q)] ⇐⇒ [T ∨ q] ⇐⇒ T

(2) Si definimos el conectivo l´ogico # como sigue:

q#p = [p ⇒ (∼ q∧ ∼ p)] ∨ (q ∨ p) entonces demuestre que

(∼ p ⇒ q)#[(p∧ ∼ q)# ∼ q)# ∼ q] (∗) Es una tautolog´ıa

Soluci´on

Etapa 1. Por demostrar que (∗) es una tautolog´ıa, o sea que es una proposici´on siempre verdadera

Etapa 2. Gesti´on de la informaci´on

Observamos aplicando directamente la definici´on que

[p ⇒ (∼ q∧ ∼ p)] ∨ q ∨ p ⇐⇒ [∼ p ∨ (∼ q∧ ∼ p)] ∨ (q ∨ p) ⇐⇒ [∼ p∨ ∼ (q ∨ p)] ∨ (q ∨ p) ⇐⇒ ∼ [p ∧ (q ∨ p)] ∨ (q ∨ p) ⇐⇒ ∼ [q ∨ p] ∨ (q ∨ p) Luego, q#p es una tautolog´ıa

Etapa 3. Articulaci´on de la informaci´on

As´ı que, (∼ p ⇒ q)#[(p∧ ∼ q)# ∼ q)# ∼ q] es una tautolog´ıa.

(3) Si definimos el conectivo l´ogico ∗

p ∗ q es Falsa s´olo si p y q son verdaderas, caso contrario p ∗ q es Verdadera. entonces determinemos el valor de verdad de la proposici´on

[(p =⇒ q) ∨ q] ⇐⇒ [(p∧ ∼ q)∗ ∼ q] (∗∗)

Soluci´on

Etapa 1. Debemos estudiar el valor de verdad de la proposici´on (∗∗)

Etapa 2. Gesti´on de la informaci´on

  • Si usamos las tautolog´ıas: (p =⇒ q) ∨ q ⇐⇒ (∼ p ∨ q) ∨ q ⇐⇒∼ p ∨ q entonces estudiar la proposici´on (∗∗) es equivalente a estudiar la proposici´on: (∼ p ∨ q) ⇐⇒ [(p∧ ∼ q)∗ ∼ q]
  • M´as a´un, conforme a la ley de De Morgan ∼ (p∧ ∼ q) ⇐⇒∼ p ∨ q De donde (∗∗) se transforma en (∼ p ∨ q) ⇐⇒∼ (∼ p ∨ q)∗ ∼ q Si hacemos m =∼ p ∨ q entonces (∗∗) finalmente se reduce a la proposici´on

m ⇐⇒∼ m∗ ∼ q Etapa 3. Conclusiones:

Caso 1. Si m es verdadera ∼ m es falsa y entonces por definici´on ∼ m∗ ∼ q es verdadera, y m ⇔∼ m∗ ∼ q es verdadera

Caso 2. Si m es falsa entonces ∼ m es verdadera y tenemos dos subcasos:

(i) Si ∼ q es verdadera entonces ∼ m∗ ∼ q es falsa, y se tiene que m ⇔∼ m∗ ∼ q es verdadera

(ii) Si ∼ q es falsa entonces q es verdadera y m =∼ p ∨ q es verdadera, lo cual contradice la hip´otesis, por tanto este subcaso, no es posible

Luego, (∗∗) es una tautolog´ıa