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UNIVERDIDAD JUÁREZ AUTÓNOMA DE TABASCO DIVISIÓN ACADÉMICA DE CIENCIAS BIOLÓGICAS PENSAMIENTO MATEMÁTICO LICENCIATURA: Biología TEMA: UNIDAD: ELEMENTOS DE LOGICA TRABAJO QUE PRESENTA: Verónica Rodríguez montejo Lic; Filemón Baeza Vidal VILLAHERMOSA, TABASC0, MÉXICO 15 DE FEBREO DE 2010 1 | verónica rodríguez montejo INDICE UNIDAD 1 PENSAMIENTO MATEMATICO Introducción………………………………………………………………………… ……3 1.1 Elementos que componen un lenguaje formal………………………………………3 1.1.2Ejemplos de lenguajes formales ………………………………………………..4 1.1.3Especificación de lenguajes formales……………………………………………4 1.2 Símbolo,……………………………………………………………………………….. …………………………………………..4 1.2.1 Definición …………………………………………………………………………………………………… ……. …4 1.2.2 axioma………………………………………………………………………………………… …………………….., 5 1.2.3proposición…………………………………………………………………… ..,7 1.2.4 teorema……………………………………………………………………….12 1.2.5corolario……………………………………………………………………… 13 1.3 El lenguaje matemático……………………………………………………………… 13 1.4Negacion de proposición………………………………………………………………15 1.5 Cuantificadores…………………………………………………………………………… ……………………………….. 15 1.5.1 Para todo 1.5.2 Existe 1.6 Conectivos lógicos entre proposiciones……………………………………………………………………………..1 5 2 | verónica rodríguez montejo 1.6.1 Disyunción…………………………………………………………………………………… …………………..19 1.6.2 Conjunción…………………………………………………………………………………… …………………18 1.6.3 Implicación………………………………………………………………21 1.6.4 Equivalencia………………………………………………………………26 Conclusión ………………………………………………………………………………26 INTRODUCCION Esta unidad está diseñada para expresar, aprender usos y definiciones para lo cual se aplicaran en las tablas de verdad, y proposiciones entre otras cosas. 1.1Lenguaje formal En matemáticas, lógica, y ciencias de la computación, un lenguaje formal es un lenguaje cuyos símbolos primitivos y reglas para unir esos símbolos están formalmente especificados.1 Al conjunto de los símbolos primitivos se lo llama el alfabeto (o vocabulario) del lenguaje, y al conjunto de las reglas se lo llama la gramática formal (o sintaxis). A una cadena de símbolos formada de acuerdo a la gramática se la llama una 3 | verónica rodríguez montejo fórmula bien formada (o palabra) del lenguaje. Estrictamente hablando, un lenguaje formal es idéntico al conjunto de todas sus fórmulas bien formadas. A diferencia de lo que ocurre con el alfabeto (que debe ser un conjunto finito) y con cada fórmula bien formada (que debe tener una longitud también finita), un lenguaje formal puede estar compuesto por un número infinito de fórmulas bien formadas. Por ejemplo, un alfabeto podría ser el conjunto {a,b}, y una gramática podría definir a las fórmulas bien formadas como aquellas que tienen el mismo número de símbolos a que b. Entonces, algunas fórmulas bien formadas del lenguaje serían: ab, ba, abab, ababba, etc.; y el lenguaje formal sería el conjunto de todas esas fórmulas bien formadas. Para algunos lenguajes formales existe una semántica formal que puede interpretar y dar significado a las fórmulas bien formadas del lenguaje. Sin embargo, una semántica formal no es condición necesaria para definir un lenguaje formal, y eso es una diferencia esencial con los lenguajes naturales. En algunos lenguajes formales, la palabra vacía (esto es, la cadena de símbolos de longitud cero) está permitida, notándose frecuentemente mediante , o . 1.1.2Ejemplos de lenguajes formales Un conjunto de todas las palabras sobre . El conjunto es un número primo. El conjunto de todos los programas sintácticamente válidos en un determinado lenguaje de programación. El conjunto de todas las fórmulas bien formadas en la lógica de primer orden. 1.1.3Especificación de lenguajes formales 4 | verónica rodríguez montejo Los lenguajes formales se pueden especificar de una amplia variedad de formas, como por ejemplo: Cadenas producidas por una gramática formal (véase Jerarquía de Chomsky). Cadenas producidas por una expresión regular. Cadenas aceptadas por un autómata, tal como una máquina de Turing. 1.2.Símbolo Un símbolo es la representación perceptible de una idea, con rasgos asociados por una convención socialmente aceptada. Es un signo sin semejanza ni contigüidad, que solamente posee un vínculo convencional entre su significante y su denotado, además de una clase intencional para su designado. El vínculo convencional nos permite distinguir al símbolo del icono como del índice y el carácter de intención para distinguirlo del nombre. Los símbolos son pictografías con significado propio. Muchos grupos tienen símbolos que los representan; existen símbolos referentes a diversas asociaciones culturales: artísticas, religiosas, políticas, comerciales, deportivas, etc. Símbolo científico-técnico En el ámbito científico y técnico, el símbolo es una abreviación constituida por signos o letras que difieren de la abreviatura por carecer de punto. Tal es el caso de los símbolos químicos (ej. C, O, H20, C4H10), matemáticos (ej. ), las unidades (ej. m, kg, cd), los puntos cardinales (ej. N, O), los símbolos de monedas (ej. $, €), etcétera, y cuyo fin fundamental es simplificar la escritura y la trasmisión de las ideas y el conocimiento. 1.2.1Definición Una definición es una proposición que trata de exponer con claridad y exactitud las características específicas y diferenciadoras de algo material o inmaterial. Definición en sentido clásico 5 | verónica rodríguez montejo La doctrina clásica aristotélica establece que, como norma general, una definición ha de incluir el género y la diferencia específica, es decir, la clase de objetos a la que pertenece lo definido, y las características que lo diferencian de esa clase de objetos. Por ejemplo, en la definición de lápiz (instrumento de escritura formado por una barra de grafito envuelta en madera), la primera parte (instrumento de escritura...) es el género, y la segunda (...formado por una barra de grafito envuelta en madera) es la diferencia específica. Las principales reglas aristotélicas para hacer una definición son: un concepto será definido por medio de la mayor aproximación posible a su tipificación (de género y especie), y diferenciación. la diferenciación debe ser una característica o grupo de características que estén presentes. 1.2.2Axioma Un axioma, en epistemología, es una "verdad evidente" que no requiere demostración, pues se justifica a sí misma, y sobre la cual se construye el resto de conocimientos por medio de la deducción; aunque, no todos los epistemólogos están de acuerdo con esta definición "clásica". El axioma gira siempre sobre sí mismo, mientras los postulados y conclusiones posteriores se deducen de éste. En matemática, un axioma no es necesariamente una verdad evidente, sino una expresión lógica utilizada en una deducción para llegar a una conclusión. Etimología La palabra axioma proviene del griego αξιωμα (axioma), que significa "lo que no parece justo" o aquello que es considerado invidente y sin necesidad de demostración. La palabra viene del griego αξιοειν (axioein) que significa "valorar", que a su vez procede de αξιος (axios) que significa "valuable" o "digno". Entre los antiguos filósofos griegos, un axioma era aquello que parecía ser verdadero sin ninguna necesidad de prueba. 6 | verónica rodríguez montejo Lógica La lógica del axioma es partir de una premisa calificada verdadera por sí misma (el axioma) e inferir sobre esta otras proposiciones por medio del método deductivo, obteniendo conclusiones coherentes con el axioma. Los axiomas han de cumplir sólo un requisito: de ellos, y sólo de ellos, han de deducirse todas las demás proposiciones de la teoría dada. Matemáticas En lógica matemática, un axioma no es necesariamente una verdad evidente, sino una expresión lógica utilizada en una deducción para llegar a una conclusión. En matemática se distinguen dos tipos de axiomas: axiomas lógicos y axiomas no-lógicos. Axioma es un enunciado aceptado como cierto, el cual contiene términos no definidos (punto, elemento, conjunto y otros conceptos primitivos a los cuales no hay forma de definirlos sino con ellos mismos). Axiomas lógicos Éstas son ciertas fórmulas en un lenguaje que son universalmente válidas, esto es, fórmulas que son satisfechas por cualquier estructura y por cualquier función variable, en términos coloquiales, éstos son enunciados que son verdaderos en cualquier universo posible, bajo cualquier interpretación posible y con cualquier asignación de valores. Usualmente uno toma como axiomas lógicos un conjunto mínimo de tautologías que es suficiente para probar todas las tautologías en el lenguaje. Ejemplos En el cálculo proposicional es común tomar como axiomas lógicos todas las fórmulas siguientes, donde , , y pueden ser cualquier fórmula en el lenguaje: 1. 2. 3. Cada uno de estos patrones es un esquema de axiomas, una regla para generar un número infinito de axiomas. Por ejemplo, si A, B, y C son variables proposicionales, entonces y son instancias del esquema 1 y por lo 7 | verónica rodríguez montejo tanto son axiomas. Puede probarse que con solamente estos tres esquemas de axiomas y la regla de inferencia modus ponens, alguien puede probar todas las tautologías del cálculo proposicional, también puede probarse que ningún par de estos esquemas es suficiente para probar todas las tautologías utilizando modus ponens. Este conjunto de esquemas axiomáticos también es utilizado en el cálculo de predicados pero son necesarios más axiomas lógicos. Ejemplo: Sea un lenguaje de primer orden. Para cada variable fórmula es universalmente valida. , la Esto significa que, para cualquier símbolo variable , la fórmula puede considerarse un axioma. Para no caer en la vaguedad o en una serie infinita de "nociones primitivas", primeramente se necesita ya sea una idea de lo que queremos decir con o un definir un uso puramente formal y sintáctico del símbolo , y de hecho, la lógica matemática lo hace. Axiomas no-lógicos Los Axiomas no-lógicos son fórmulas específicas de una teoría y se aceptan solamente por acuerdo. Razonando acerca de dos estructuras diferentes, por ejemplo, los números naturales y los números enteros puede involucrar a los mismos axiomas lógicos, sin embargo, los axiomas no-lógicos capturan lo que es especial acerca de una estructura en particular (o un conjunto de estructuras). Por lo tanto los axiomas no-lógicos, a diferencia de los axiomas lógicos, no son tautologías. Otro nombre para los axiomas no-lógicos es postulado. Casi cualquier teoría matemática moderna se fundamenta en un conjunto de axiomas no-lógicos, se pensaba que en principio cualquier teoría puede ser axiomatizada y formalizada, posteriormente esto se demostró imposible. En el discurso matemático a menudo se hace referencia a los axiomas no-lógicos simplemente como axiomas, esto no significa que sean verdaderos en un sentido absoluto. Por ejemplo en algunos grupos, una operación puede ser conmutativa y esto puede ser afirmado introduciendo un axioma adicional, pero aún sin la introducción de este axioma se puede desarrollar la teoría de grupos e incluso se puede tomar su negación como un axioma para estudiar los grupos noconmutativos. 8 | verónica rodríguez montejo Un axioma es el elemento básico de un sistema de lógica formal y junto con las reglas de inferencia definen un sistema deductivo. 1.2.3PROPOSICION En el idioma científico, una proposición se refiere a un enunciado que puede ser verdadero o falso, generalmente una oración enunciativa, base de lo que constituye el lenguaje formal de la lógica simbólica. Una proposición lógica es Expresión enunciativa a la que puede atribuirse un sentido o función lógica de verdad o falsedad. Aunque existen lógicas polivalentes, en orden a la claridad del concepto, aquí consideramos únicamente el valor de Verdad o Falsedad. Otro tipo de entes que se utilizan en computación que también está asociado a “dos” opciones, es lo que se conoce como expresiones booleanas. Estas expresiones, que deben su nombre a George Boole, se pueden ver caracterizadas como verdaderas ó falsas y de acuerdo a esta condición se desarrolla el estudio sobre dichos conceptos. Este tema se conoce como cálculo de proposiciones. Un enunciado lingüístico (generalmente en la forma gramatical de una oración enunciativa) puede ser considerado como proposición lógica cuando es susceptible de ser verdadero o falso. “Es de noche”.Son A ,Ante ,bajo ,con ,contra ,de ,desde ,durante ,en ,entre ,hacia ,hasta ,para ,por ,segun ,sin ,sobre y tras Los argumentos son una de las formas más comunes en matemáticas, en lógica y en computación de establecer razonamientos para llegar a la verdad. Si tenemos un conectivo lógico OR de dos valores de entrada y después un inversor, cuál es la salida. O si en un programa con una instrucción tipo if se tiene la condición X > 3 and X < 10 cómo se sabe si se ejecutó el comando. Desarrollo. La lógica matemática es la disciplina que trata de métodos de razonamiento. En un nivel elemental, la lógica proporciona reglas y 9 | verónica rodríguez montejo técnicas para determinar si es o no valido un argumento dado. El razonamiento lógico se emplea en matemáticas para demostrar teoremas; en ciencias de la computación para verificar si son o no correctos los programas; en las ciencias física y naturales, para sacar conclusiones de experimentos; y en las ciencias sociales y en la vida cotidiana, para resolver una multitud de problemas. Ciertamente se usa en forma constante el razonamiento lógico para realizar cualquier actividad. Proposiciones y operaciones lógicas. Una proposición o enunciado es una oración que puede ser falsa o verdadera pero no ambas a la vez. La proposición es un elemento fundamental de la lógica matemática. A continuación se tienen algunos ejemplos de proposiciones válidas y no válidas, y se explica el porqué algunos enunciados no son proposiciones. Las proposiciones se indican por medio de una letra minúscula, dos puntos y la proposición propiamente dicha. Ejemplo. p: La tierra es plana. q: −17 + 38 = 21 r: x > y-9 s: El Morelia será campeón en la presente temporada de Fut-Bol. t: Hola ¿como estas? w: Lava el coche por favor. Los incisos p y q sabemos que pueden tomar un valor de falso o verdadero; por lo tanto son proposiciones validas. El inciso r también es una proposición valida, aunque el valor de falso o verdadero depende del valor asignado a las variables x y y en determinado momento. La proposición del incisos también está perfectamente expresada aunque para decir si es falsa o verdadera se tendría que esperar a que terminara la temporada de fut-boll. Sin embargo los enunciados t y w no 10 | verónica rodríguez montejo son válidos, ya que no pueden tomar un valor de falso o verdadero, uno de ellos es un saludo y el otro es una orden. Conectivos lógicos y proposiciones compuestas. Existen conectores u operadores lógicas que permiten formar proposiciones compuestas (formadas por varias proposiciones). Los operadores o conectores básicos son: Operador and (y) Se utiliza para conectar dos proposiciones que se deben cumplir para que se pueda obtener un resultado verdadero. Si símbolo es: {Ù, un punto (.), un paréntesis}. Se le conoce como la multiplicación lógica: Ejemplo. Sea el siguiente enunciado “El coche enciende cuando tiene gasolina en el tanque y tiene corriente la batería” Sean: p: El coche enciende. q: Tiene gasolina el tanque. r: Tiene corriente la batería. De tal manera que la representación del enunciado anterior usando simbología lógica es como sigue: p=qÙr Su tabla de verdad es como sigue: qrp=qÙr 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 11 | verónica rodríguez montejo Dónde. 1 = verdadero 0 = falso En la tabla anterior el valor de q=1 significa que el tanque tiene gasolina, r=1 significa que la batería tiene corriente y p = q Ù r=1 significa que el coche puede encender. Se puede notar que si q o r valen cero implica que el auto no tiene gasolina y que por lo tanto no puede encender. Operador Or (o) Con este operador se obtiene un resultado verdadero cuando alguna de las proposiciones es verdadera. Se eindica por medio de los siguientes símbolos: {Ú,+,È}. Se conoce como las suma lógica. Ejemplo. Sea el siguiente enunciado “Una persona puede entrar al cine si compra su boleto u obtiene un pase”. Donde. p: Entra al cine. q: Compra su boleto. r: Obtiene un pase. qrp=qÙr 1 1 0 0 q 1 0 1 0 r 1 0 0 0 La única manera en la que no puede ingresar al cine (p=0), es que no compre su boleto (q=0) y que no obtenga un pase (r=0). p =q Ú r 111 101 12 | verónica rodríguez montejo 011 000 Operador Not (no) Su función es negar la proposición. Esto significa que sí alguna proposición es verdadera y se le aplica el operador not se obtendrá su complemento o negación (falso). Este operador se indica por medio de los siguientes símbolos: {‘, Ø,-}. Ejemplo. La negación de está lloviendo en este momento (p=1), es no está lloviendo en este momento (p’=0) p p’ 10 01 Además de los operadores básicos (and, or y not) existe el operador xor, cuyo funcionamiento es semejante al operador or con la diferencia en que su resultado es verdadero solamente si una de las proposiciones es cierta, cuando ambas con verdad el resultado es falso. PROPOSICIÓN LÓGICA. Es cualquier expresión que puede ser verdadera o falsa pero nunca ambas. PROPOSICIÓN ABIERTA Una expresión que contiene una o mas variables y al sustituir las variables por valores específicos se obtienen una proposición lógica. viii) Los cocodrilos pueden volar Proposición Lógica ix) Las matemáticas son agradables Proposición Abierta x) Esta expresión es falsa Frase 1.2.4Teorema 13 | verónica rodríguez montejo Un teorema es una afirmación que puede ser demostrada como verdadera dentro de un marco lógico. Demostrar teoremas es el asunto central en la matemática. Un teorema generalmente posee un número de condiciones que deben ser enumeradas o aclaradas de antemano y que se denominan respuesta. Luego existe una conclusión, una afirmación matemática, la cual es verdadera bajo las condiciones en las que se trabaja. El contenido informativo del teorema es la relación que existe entre la hipótesis y la tesis o conclusión. Se llamará corolario a una afirmación lógica que sea consecuencia inmediata de un teorema, pudiendo ser demostrada usando las propiedades del teorema previamente demostrado Terminología En matemática una afirmación debe ser interesante o importante dentro de la comunidad matemática para ser considerada un teorema. Las afirmaciones menos importantes se denominan: Lema: una afirmación que forma parte de un teorema más largo. Por supuesto, la distinción entre teoremas y lemas es arbitraria. El Lema de Gauss y el Lema de Zorn, por ejemplo, son considerados demasiado importantes per se para algunos autores, por lo cual consideran que la denominación lema no es adecuada. Corolario: una afirmación que sigue inmediatamente a un teorema. Una proposición A es un corolario de una proposición o teorema B si A puede ser deducida sencillamente de B. Proposición: un resultado no asociado a ningún teorema en particular. Una afirmación matemática que se cree verdadera pero no ha sido demostrada se denomina conjetura o hipótesis. Por ejemplo: la conjetura de Goldbach o la hipótesis de Riemann. Teoremas dentro de la lógica matemática Un teorema requiere de un marco lógico; este marco consistirá en un conjunto de axiomas (Véase también: sistema axiomático) y un proceso de inferencia, el cual permite derivar teoremas a partir de los axiomas y teoremas que han sido derivados previamente. 14 | verónica rodríguez montejo En lógica matemática y en lógica proposicional, cualquier afirmación demostrada se denomina teorema. Más concretamente en lógica matemática se llama demostración a una secuencia finita de fórmulas lógicas bien formadas F1, ...,Fn, tales que cada Fi es o bien un axioma o bien un teorema que se sigue de dos fórmulas anteriores Fj y Fk (tales que j<i y k<i) mediante una regla de deducción. Dada una demostración como la anterior si elemento final Fn no es un axioma entonces es un teorema. Resumiendo lo anterior puede decirse formalmente, un teorema es una fórmula bien formada, que no es un axioma, y que puede es el elemento final de alguan demostración, es decir, un teorema es una fórmula lógica bien formada para la cuale existe una demostración. 1.2.5 COROLARIO 1. Corolario.- En un triángulo rectángulo, el cuadrado de un cateto es igual al cuadrado de la hipotenusa menos el cuadrado del otro cateto. a2 = c2 - b2 b2 = c2 - a2 2. Corolario.- En un triángulo rectángulo isósceles, el cuadrado de la hipotenusa es igual al duplo del cuadrado de un cateto. c2 = a2 + b2 pero como b = a entonces c2 = 2a2 ó c2 = 2b2 1.3 Lenguaje matematico Las matemáticas o la matemática (del lat. mathematĭca, y éste del gr. μαθηματικά, derivado de μάθημα, conocimiento) es una ciencia que, a partir de notaciones básicas exactas y a través del razonamiento lógico, estudia las propiedades y relaciones cuantitativas entre los entes abstractos (números, figuras geométricas, símbolos).2 Mediante las 15 | verónica rodríguez montejo matemáticas conocemos las cantidades, las estructuras, el espacio y los cambios. Los matemáticos buscan patrones,3 4 formulan nuevas conjeturas e intentan alcanzar la verdad matemática mediante rigurosas deducciones. Éstas les permiten establecer los axiomas y las definiciones apropiados para dicho fin.5 Existe cierto debate acerca de si los objetos matemáticos, como los números y puntos, realmente existen o si provienen de la imaginación humana. El matemático Benjamin Peirce definió las matemáticas como "la ciencia que señala las conclusiones necesarias".6 Por otro lado, Albert Einstein declaró que "cuando las leyes de la matemática se refieren a la realidad, no son ciertas; cuando son ciertas, no se refieren a la realidad".7 Mediante la abstracción y el uso de la lógica en el razonamiento, las matemáticas han evolucionado basándose en las cuentas, el cálculo y las mediciones, junto con el estudio sistemático de la forma y el movimiento de los objetos físicos. Las matemáticas, desde sus comienzos, han tenido un fin práctico (véase: Historia de la matemática). Las explicaciones que se apoyaban en la lógica aparecieron por primera vez con la matemática helénica, especialmente con los Elementos de Euclides. Las matemáticas siguieron desarrollándose, con continuas interrupciones, hasta que en el Renacimiento las innovaciones matemáticas interactuaron con los nuevos descubrimientos científicos. Como consecuencia, hubo una aceleración en la investigación que continúa hasta la actualidad. Hoy en día, las Matemáticas se usan en todo el mundo como una herramienta esencial en muchos campos, entre los que se encuentran las ciencias naturales, la ingeniería, la medicina y las ciencias sociales, e incluso disciplinas que, aparentemente, no están vinculadas con ella, como la música (por ejemplo, en cuestiones de resonancia armónica). Las matemáticas aplicadas, rama de las matemáticas destinada a la aplicación de los conocimientos matemáticos a otros ámbitos, inspiran y hacen uso de los nuevos descubrimientos matemáticos y, en ocasiones, conducen al desarrollo de nuevas disciplinas. Los matemáticos también participan en las matemáticas puras, sin tener en cuenta la aplicación de esta ciencia, aunque las aplicaciones prácticas de las matemáticas puras suelen ser descubiertas con el paso del tiempo.8 Etimología 16 | verónica rodríguez montejo La palabra "matemática" (del griego μαθηματικά, «lo que se aprende») viene del griego antiguo μάθημα (máthēma), que quiere decir «campo de estudio o instrucción». El significado se contrapone a μουσική (musiké) «lo que se puede entender sin haber sido instruido», que refiere a poesía, retórica y campos similares, mientras que μαθηματική se refiere a las áreas del conocimiento que sólo pueden entenderse tras haber sido instruido en las mismas (astronomía, aritmética).9 Aunque el término ya era usado por los pitagóricos en el siglo VI a. C., alcanzó su significado más técnico y reducido de "estudio matemático" en los tiempos de Aristóteles (siglo IV a. C.). Su adjetivo es μαθηματικός (mathēmatikós), "relacionado con el aprendizaje", lo cual, de manera similar, vino a significar "matemático". En particular, μαθηματική τέχνη (mathēmatikḗ tékhnē; en latín ars mathematica), significa "el arte matemática". La forma plural matemáticas viene de la forma latina mathematica (Cicerón), basada en el plural en griego τα μαθηματικά (ta mathēmatiká), usada por Aristóteles y que significa, a grandes rasgos, "todas las cosas matemáticas". 1.4Negación de proposición Una proposición es cualquier enunciado lógico al que se le pueda asignar un valor de verdad (1) o falsedad (0). Dada una proposición p, se define la negación de p como la proposición p' que es verdadera cuando p es falsa y que es falsa cuando p es verdadera. Se lee "no p". A partir de una o varias proposiciones elementales se pueden efectuar diversas operaciones lógicas para construir nuevas proposiciones; en este caso, se necesita conocer su valor de verdad o falsedad en función de los valores de las proposiciones de que se componen, lo cual se realiza a través de las tablas de verdad de dichas operaciones. Por ejemplo, la tabla de verdad de la negación es la siguiente: 17 p p' 1 0 | verónica rodríguez montejo 0 1 1.5Cuantificador En Teoría de conjuntos, un cuantificador se utiliza para indicar cuántos elementos de un conjunto dado cumplen con cierta propiedad. Existen tres tipos de cuantificadores, cuyas características resumimos en la siguiente tabla: Cuantificador universal Para todo x, y... Cuantificador existencial Existe/n por lo menos un/os x, y... Cuantificador existencial único Existe un único x, y... Negación del cuantificador existencial No existe ningún x, y... Declaraciones cuantificadas Las declaraciones cuantificadas se escriben en la forma: Para todo x que pertenece a R, se cumple que 2x pertenece a R. 18 | verónica rodríguez montejo Para todo a que pertenece a R, existe x que pertenece a R, que esta comprendido entre a y a+1. Para todo a que pertenece a R diferente de cero, existe un único x que pertenece a R, que cumple que a por x es igual a 1. 1.6CONECTIVOS LÓGICOS. Una proposición es compuesta si se puede partir en partes constitutivas que son a su vez proposiciones simples y están unidas por conectivos lógicos.Comenzamos por hacer abstracciones de ciertas propiedades del lenguaje informal. En particular hacemos abstracción de las propiedades lógicas de las conectivas con las cuales combinamos proposiciones simples para formar proposiciones compuestas. Tenemos que hacer reglas precisas sobre el modo como estas conectivas combinan proposiciones y, para construir un álgebra necesitamos tener una manera simbólica de representar las proposiciones simples y también las conectivas. No debemos olvidar que dentro de la esfera de la lógica tradicional, calcada sobre un gramaticismo un tanto confuso y discutible, el lenguaje corriente presenta ambigüedades. Por eso, en la lógica moderna se trata de simplificar y de purificar el lenguaje lógico de todo elemento que se preste a confusiones y de que, por la tanto, de lugar a malentendidos. Veamos por ejemplo, como ejemplo, lo siguiente: Si quisiéramos expresar en términos de lógica simbólica la siguiente expresión Lenguaje natural: "Pancho es un artista de cine y María se enojó" Se traduciría en lenguaje simbólico en "p ^ q", en donde: p = Pancho es un artista de cine q = María se enojo ^ = conjunción conectiva "y" Por lo pronto vamos a considerar las siguientes conectivas (conectores lógicos), signos de importancia para el manejo de las traducciones al simbolismo lógico, así como para la determinación de verdad o falsedad de las proposiciones. El término "conectivas" se refiere a ciertas conjunciones lógicas que gobiernan las distintas fórmulas lógicas. 19 | verónica rodríguez montejo Recordemos lo siguiente, según Moisés Chong: "llamamos proposiciones coligativas a aquellas proposiciones compuestas, es decir, son proposiciones que consisten en la unión de dos o más proposiciones", Y así, como se vio en el ejemplo anterior, la unión de las proposiciones componentes se efectúa mediante las conjunciones. La característica fundamental de toda proposición coligativa es que su verdad depende de la verdad de las proposiciones coligadas. He aquí las conectivas más corrientes: La negación La conjunción La disyunción inclusiva La disyunción exclusiva La condicional La bicondicional CONECTIVOS LÓGICOS Y TABLA DE VERDAD. A partir de los conectores u operadores lógicos, listado anteriormente, es posible formar proposiciones compuestas (formadas por varias proposiciones simples y conectadas entre sí por los conectores lógicos), sin embargo los criterios de verdad resultantes de los operadores lógicos están regidos por determinadas reglas de la lógica booleana que señalaremos a en forma posterior. Pero para ser más preciso es necesario tener en cuenta que las proposiciones simples están determinadas por condiciones dialécticas de tiempo y espacio. Por ejemplo si se señala "llueve y no tengo paraguas", al construir la tabla de verdad es necesario resolver ¿en dónde? y ¿cuándo? La afirmación "llueve" se entiende en que es en ese momento y ese lugar y con una simple mirada al cielo sabemos si es cierto o falso. Hechas estas observaciones pasamos a revisar las reglas específicas que rigen a cada conector lógico. LA NEGACIÓN La negación se simboliza, generalmente por el signo "~". Este signo puede ser traducido en palabras, así: "no es el caso que" o, más brevemente, "no". A partir de la teoría de conjuntos, establecimos si un elemento pertenece o no a un conjunto y se señaló que si no es elemento del conjunto, entonces es elemento del conjunto complemento. Por tanto la negación se refiere al conjunto complemento. Se establece el siguiente principio para la negación lógica: la negación de un enunciado verdadero es falsa; la negación de un enunciado falso es verdadero. Lo que equivale a decir que la negación de la negación de una proposición verdadera es verdadera; y la negación de la negación de una proposición falsa es falsa. Además la conectiva no es la única de tipo singular del listado de conectores lógicos señalado anteriormente. 20 | verónica rodríguez montejo p ~p V F F 1.6.2LA CONJUNCIÓN. La conjunción es el operador correspondiente al término "y", siendo su símbolo más corriente el siguiente, "^", se le conoce como la multiplicación lógica. Expresado en el lenguaje matemático, la conjunción está regida por la ley asociativa, "(pq)r" equivale a decir "pqr". Pero también es de carácter conmutativo: "pq" y "qp" son irrelevantes en su orden. La regla para establecer los criterios de verdad de la conectiva lógica conjunción es la siguiente: Una conjunción de enunciados en los cuales todos son verdaderos, es verdadera Una conjunción de enunciados en donde no todos son verdaderos es falsa. Lo que equivale a decir que basta que uno de sus componentes sea falsa para que toda la proposición sea falsa y sólo será verdadera en el caso de que ambos componentes lo sean. La expresado anteriormente se resumen simbólicamente de la siguiente manera: P q p^ q V V V V F F F V F F F F Ejemplo: Sea el siguiente enunciado "el auto enciende cuando tiene gasolina en el tanque y tiene corriente en la batería" Sean: 21 | verónica rodríguez montejo p= tiene gasolina el tanque q = tiene corriente la batería r = el auto enciende = p ^ q La conclusión resultante es que para que el auto encienda se debe tener gasolina en el tanque y corriente en la batería, sino se tiene una de estas dos condiciones el auto no arrancará. 1.6.1LA DISYUNCIÓN INCLUSIVA La disyunción inclusiva, llamada también, alternación, expresada ordinariamente mediante la palabra "o", simbólicamente se le representa por medio de la letra "v", colocada entre dos proposiciones. Sin embargo, la "o" en este caso no tiene carácter de encrucijada o de dilema, y se puede interpretar como " o uno u otro o ambos". Por ciertas analogías con el álgebra se le llama también suma lógica. La alternación posee, igualmente, la propiedad asociativa que consiste en la no importancia de la agrupación en relación con la verdad o la falsedad de una proposición dada. También es afectada por la ley conmutativa de que el orden de las alternativas no afecta a la alternación. La regla de la tabla de verdad para esta conectiva lógica es la siguiente: Una disyunción inclusiva es verdadera cuando por lo menos una de sus alternativas es verdadera; solamente será falsa si las dos lo son. La tabla de verdad del enunciado anterior es como sigue: p q pv q V V V V F V F V V F F F Ejemplo: Sea el siguiente enunciado "Una persona puede entrar al cine si compra boleto u obtiene un pase" Sean: p= compra boleto q = obtiene un pase r = una persona entra al cine = p v q La conclusión resultante es obvia, puesto que para entrar al cine es necesario tener por lo menos una de las dos condiciones: comprar un boleto o tener un pase, si se tiene ambas también se puede entrar, si no 22 | verónica rodríguez montejo tengo ninguna de las dos alternativas entonces no se puede entrar al cine. LA DISYUNCIÓN EXCLUSIVA La disyunción exclusiva se simboliza pro el signo "v", corresponde a la expresión " o uno u otro, pero no ambos a la vez". Una de las propiedades de esta conectiva es la de ser conmutativa y la de poseer el carácter asociativo. Se puede mostrar la equivalencia de los esquemas proposicionales así como establecer que es inesencial la agrupación por la cual optemos. Ejemplos de expresiones afines a esta conectiva son " a menos que…" o "salvo que…" La regla de la tabla de verdad para esta conectiva lógica es la siguiente: Una disyunción exclusiva es verdadera cuando una de sus alternativas es verdadera; y será falsa si las dos alternativas son falsas o verdaderas. La tabla de verdad del enunciado anterior es como sigue: p q pv q V V F V F V F V V F F F LA CONDICIONAL La condicional, expresada por la frase "si,… entonces", se simboliza mediante el signo "→" colocado entre las dos proposiciones.. La primera proposición lleva el nombre de antecedente y la segunda proposición la de consecuente. Algunos lógicos la denominan "proposición hipotética" o "proposición implicativa". La importancia de esta clase de proposiciones es la de que la utiliza frecuentemente en el lenguaje de las ciencias, particularmente en la ciencia de la física y en la matemática. El condicional, según veremos, es una conectiva para la cual importa el orden de las cláusulas, esto es, se trata de un conector no conmutativo. En este caso el antecedente es una condición suficiente respecto del consecuente y el consecuente es una condición necesaria respecto del antecedente. La regla de la tabla de verdad para esta conectiva lógica es la siguiente: La condicional será falsa sólo cuando el antecedente es verdadero y el consecuente es falso, en los demás caso será verdadera. La tabla de verdad del enunciado anterior es como sigue: 23 | verónica rodríguez montejo p q p→ q V V V V F F F V V F F V Ejemplo: Si se tiene lo proposición "Si un cuerpo se calienta, entonces se dilata", se observa que estamos diciendo es que la primera proposición "si el cuerpo se calienta" implica a la segunda proposición " entonces se dilata", pero no se afirma que el antecedente es verdadero, ni el consecuente es verdadero, puede ser que el cuerpo no se calentó y el cuerpo se dilato por causa de otros factores ajenos a la temperatura, un golpe LA BICONDICIONAL La bicondicional, expresada por la frase "si y solo sí…", denotada por el signo"↔", significa una relación bidireccional en donde ambas proposiciones se necesitan entre sí. La regla de la tabla de verdad para esta conectiva lógica es la siguiente: La conectiva bicondicional será verdadera solamente si y solo si las dos sentencias que la componen son a la vez verdaderas o si son ambas falsas. La expresado anteriormente se resumen simbólicamente de la siguiente manera: p q p ↔ q V V V V F F F V F F F V 24 | verónica rodríguez montejo 1.6.3 Implicación Etimológicamente del latín “in ─ plicare”, significa el hecho de algo que está “plegado” o doblado en el interior de algo que oculta lo que hay en su interior que, por tanto, aunque está, no es visible o perceptible. Su contraposición se manifiesta en el término latino “explicare”. La “explicación” es el hecho de desplegar lo que está plegado; sacar al exterior, hacer visible, o comprensible, aquello que está “implicado” en el interior de algo que lo hacía oculto o no comprensible. La realidad del mundo como un orden implicado La realidad del mundo no se nos manifiesta como un conjunto de cosas o de hechos aislados, sino que, por el contrario, aparece como un proceso, como un conjunto de hechos y de cosas relacionados entre sí de forma que unos "dependen" de otros, unos hechos "suceden" a otros, o suceden "siempre y cuando" se dé un orden de determinadas circunstancias etc. etc. Estas relaciones en las que unas cosas dependen de otras, o unos hechos suceden a otros, solemos comprenderlas, de forma general, bajo la idea de causa.1 El conocimiento del mundo lo elaboramos a través de unos datos captados por los sentidos; y lo manejamos conceptual y lingüísticamente y lo comunicamos a los demás según interpretamos la realidad y "creemos" que conocemos el mundo como realidad. Esta creencia en el modo de conocer el mundo como relación de causas, la expresamos en el pensamiento y el lenguaje mediante las oraciones hipotéticas u oraciones condicionales que en lógica se formalizan lingüísticamente2 como: "Si llueve el suelo está mojado" "Cuando llueve el suelo está mojado" "Siempre que llueve el suelo está mojado" "Llueve, luego el suelo está mojado" "Llueve, por tanto, el suelo está mojado" etc. 25 | verónica rodríguez montejo Que de forma general vienen a decir que: "El suelo está mojado porque llueve" "La lluvia causa que el suelo esté mojado" "El suelo está mojado a consecuencia de la lluvia" "Todas las lluvias mojan el suelo" En el cálculo lógico de deducción natural este tipo de expresiones se formalizan simbólicamente como que se leen e interpretan como más adelante se explica. Al percibir algunas cosas o algunos hechos, "esperamos", "creemos", que van a suceder otras; o "suponemos" que estas cosas suceden porque antes han sucedido otras. En otras palabras damos por supuesto que unas cosas implican otras y los hechos están implicados unos en otros. Esta implicación de las cosas y los hechos del mundo suceden no de forma arbitraria sino de forma legal, conforme a leyes. El mundo se nos manifiesta conforme a unas "leyes naturales" según las cuales las cosas suceden así por "necesidad", porque tienen que ser así, y no de forma arbitraria, "por voluntad de los dioses" o el "azar". Al expresar nuestro conocimiento por medio del lenguaje, utilizamos unas reglas gramaticales y lógicas que, aunque no las conozcamos, las manejamos de forma inconsciente y natural. Pero mediante ellas, creemos que conocemos y expresamos la realidad del mundo. Pensamos que el conocimiento, cuando es una interpretación adecuada de la realidad, es verdadero. Luego reflexionamos que dicho conocimiento es producto de nuestra interactuación con ella, la realidad, puesto que nosotros somos parte de la misma y del mismo proceso, y esta reflexión es el fundamento del pensamiento racional que da lugar a la ciencia y a la filosofía.3 26 | verónica rodríguez montejo El conocimiento de la ciencia y de la reflexión filosófica supone una gran depuración del conocimiento vulgar. De ahí que la noción de causa, de implicación, de ley científica, la misma noción de experiencia en el contexto científico y filosófico, aunque tengan el mismo fundamento que la noción corriente, requiere un proceso de depuración o formalización para adecuar las nociones lo mejor posible al contenido experimental (que no es lo mismo que la experiencia) de las mismas4 El comprender la realidad del mundo en sus "implicaciones" se hace mediante las "explicaciones" de la ciencia. La ciencia, por su parte, como pensamiento racional, se somete a unas reglas de razonamiento o funcionamiento de la razón, conocidas, elaboradas y formalizadas, que es lo que normalmente entendemos por lógica. En este artículo consideramos la "implicación" en su sentido lógico. Reservando la explicación al ámbito del método científico.5 La implicación lógica requiere algunas precisiones para su correcta comprensión: Implicación y condición Aunque en el lenguaje ordinario no suele tener importancia esta distinción, en su sentido lógico y científico las diferencias pueden tener un sentido importante. Tanto la condición como la implicación en el cálculo lógico se expresa según el esquema A → B, que puede leerse de dos formas: Si A entonces B "Si hoy es martes entonces mañana es miércoles" A implica B "Hoy es martes", implica que, (por tanto) "mañana es miércoles" En el primer caso hemos leído como un condicional. En el segundo como una implicación. 27 | verónica rodríguez montejo 1.- Observamos que, en su escritura, la expresión difiere de forma fundamental en el uso de las comillas: “si A entonces B” es una proposición como tal y, por tanto, en su interpretación lógica, puede tener dos valores posibles de verdad. Su tabla de valores de verdad nos indica que solamente es falsa en el caso en que “A” sea verdadera y “B” sea falsa, y en los demás casos posibles es verdadera. “A” implica “B” afirma dos proposiciones; pero de manera diferente cada una. De modo que afirmando A, como sentencia verdadera en su contenido semántico, se exige la afirmación de B como sentencia verdadera en su contenido semántico. Dicho de otra manera, la afirmación de la segunda depende de la validez epistemológica de la primera. 2.- Lo condicional es una afirmación hipotética sobre una relación meramente formal. “si se da una condición (antecedente), tiene que darse también lo condicionado (consecuente)”. El hecho de que no se dé la condición no afecta al hecho de que se dé o no se dé lo condicionado. En la implicación, sin embargo, la relación se establece sobre sentencia en su condición de "contenido semántico". A debería tomarse como afirmación sobre "A"; y B como afirmación sobre "B". Mientras la condición es una relación meramente sintáctica, la implicación exige además una relación semántica. En este segundo caso la condición responde a un contenido material. Así pues implicación debe entenderse como: “La verdad de ‘A’ exige, o lleva implícita, la verdad de ‘B’ ”; o, si queremos ponerla en forma hipotética, si se afirma como verdadero A tiene que afirmarse como verdadero B. Lo que nos viene a sugerir que, siendo los dos conceptos similares, se debe reservar la implicación sólo a los casos en los que la condición es siempre verdadera 28 | verónica rodríguez montejo Un ejemplo que solemos usar en el lenguaje ordinario puede servir de de ejemplo para lo que intentamos decir. Cuando alguien está contando algo que el oyente considera una fantasía que no puede ser admitida de ningún modo como verdadera, es frecuente, en español, que el oyente manifieste su incredulidad diciendo: “Si esto es verdad, yo soy el Papa de Roma”. Si interpretamos dicha expresión como un condicional, entonces la proposición como tal es lógicamente verdadera, puesto que, partiendo de la falsedad del antecedente, el valor de verdad del consecuente no incide en la verdad del condicional como verdad formal, según las tablas de verdad. Pero si lo interpretamos como una implicación: “Lo que dices” implica que “yo soy el Papa de Roma”, entonces no tiene sentido alguno. Porque “Lo que dices” (como significado) no tiene nada que ver conmigo ni con el Papa de Roma (como significado), y es por tanto un absurdo. "Si esto es un triángulo entonces la suma de sus ángulos tendrá que ser 180º", es una afirmación hipotética, por tanto débil, mínima, similar en su forma a la anterior. Mientras que "Esto es un triángulo implica que (por tanto) la suma de sus ángulos sea (son) 180º", es una afirmación plena en su contenido. Para la prueba argumentativa, o derivación formal en un cálculo, basta la afirmación mínima hipotética, por lo que en la práctica del cálculo formal lógica no es necesario tener en cuenta esta distinción, no así en las afirmaciones con pretensión de verdad cuando hablamos del mundo. "Si llueve el suelo está mojado", es una afirmación formal e hipotética, que no habla del mundo. "Llueve, por tanto el suelo está mojado", es una afirmación con contenido de verdad y habla del mundo. Equivale materialmente a la afirmación doble: "Llueve" y "el suelo está mojado". Implicación lógica La implicación supone un contenido semántico además de formal. 29 | verónica rodríguez montejo un sistema lógico se define como una estructura compuesta por un lenguaje formal junto con una relación binaria de consecuencia semántica (o implicación lógica) o una relación binaria de consecuencia sintáctica ├ (derivabilidad), o ambas. La relación de consecuencia semántica se define con respecto a una clase de estructuras y la relación de consecuencia sintáctica, con respecto a un sistema de pruebas.6 El cálculo lógico formal sirve para establecer una relación, o derivación entre una condición y su condicionado, o el establecimiento de una afirmación hipotética. Si las premisas son verdaderas lo es también la conclusión. Cuando el cálculo tiene una intención argumentativa en su contenido semántico, entonces partimos de un contenido material afirmado como verdadero, cuya verdad es condición necesaria de la verdad de lo condicionado en la conclusión, como implicación. Normalmente el uso lógico del pensamiento es argumentativo en este sentido, y por ello esta distinción no tiene mayor importancia en la vida ordinaria, y suele confundirse con facilidad. 1.6.4 La equivalencia La equivalencia es la igualdad entre las superficies de dos figuras, con independencia de la forma de cada una de ellas. Por ejemplo, los dos triángulos dibujados son equivalentes pues tienen la misma base y la misma altura, aunque sean de distinta forma. La equivalencia tiene su campo de aplicación, entre otros, en la ingeniería en el calculo de conductos de distinta sección, donde se debe de mantener un flujo constante a pesar del cambio de forma, para lo 30 | verónica rodríguez montejo que se recurre a que se mantenga la misma sección o que sean equivalentes. CONCLUCION Este trabajo Nos enseño a utilizar las tablas de verdad, saber definiciones, hacer proposiciones, saber más de la lógica matemática. 31 | verónica rodríguez montejo