Exercícios de Fixação

Frank Coelho de Alcantara -2020  

Ex.1: Satisfação

Considere a interpretação $w$ onde o $V(p)\equiv F, V(q) \equiv T$ e $V(r) \equiv T$. Determine se a interpretação $w$ satisfaz, ou não, as seguintes fórmulas.

  1. $(\neg p \vee \neg q) \rightarrow (p \vee \neg r)$
  2. $\neg(\neg p \rightarrow \neg q) \wedge r$
  3. $\neg(\neg p \rightarrow q \wedge \neg r)$

Ex.1.1: Solução

Para a interpretação $w$ onde o $V(p)\equiv F, V(q) \equiv T$ e $V(r) \equiv T$. Aplicada a formula $(\neg p \vee \neg q) \rightarrow (p \vee \neg r)$. teremos:

$p$ $q$ $r$ $(\neg p \vee \neg q)$ $(p \vee \neg r)$ $(\neg p \vee \neg q) \rightarrow (p \vee \neg r)$
$F$ $T$ $T$ $T$ $F$ $F$

Como a função verdade $V$ de $(\neg p \vee \neg q) \rightarrow (p \vee \neg r)$. na interpretação $w$ é falso então a interpretação $w$ não satisfaz $(\neg p \vee \neg q) \rightarrow (p \vee \neg r)$.

Ex. 1.2 , Ex. 1.3: Satisfação

Resolvam os exercícios 1.2 e 1.3.

  1. $(\neg p \vee \neg q) \rightarrow (p \vee \neg r)$
  2. $\neg(\neg p \rightarrow \neg q) \wedge r$
  3. $\neg(\neg p \rightarrow q \wedge \neg r)$

A interpretação $w$ de satisfaz $\neg(\neg p \rightarrow \neg q) \wedge r$ e $\neg(\neg p \rightarrow q \wedge \neg r)$.

Ex.2: Tabelas Verdade

Determine a tabela verdade das seguinte fórmulas.

  1. $(p \rightarrow q) \vee (p \rightarrow \neg q)$
  2. $(\neg p \vee q) \wedge (q \rightarrow \neg q \wedge \neg p) \wedge (p \vee r)$
  3. $p \wedge \neg q \rightarrow p \wedge q$

Ex.2.1: Solução

Considerando: $(p \rightarrow q) \vee (p \rightarrow \neg q)$ teremos:

$p$ $q$ $(p \rightarrow q)$ $(p \rightarrow \neg q)$ $(p \rightarrow q) \vee (p \rightarrow \neg q)$
$T$ $T$ $T$ $F$ $T$
$T$ $F$ $F$ $T$ $T$
$F$ $T$ $T$ $T$ $T$
$F$ $F$ $T$ $T$ $T$

Ex.2.1, Ex.2.2: Tabelas Verdade

Determine a tabela verdade das seguinte fórmulas.

  1. $(p \rightarrow q) \vee (p \rightarrow \neg q)$
  2. $(\neg p \vee q) \wedge (q \rightarrow \neg q \wedge \neg p) \wedge (p \vee r)$
  3. $p \wedge \neg q \rightarrow p \wedge q$

Resolvam os números 2.2 e 2.3.

Ex.3: Equivalência Lógica

Determine se as expressões a seguir são logicamente equivalentes.

  1. $p \rightarrow (q \wedge \neg q) \Leftrightarrow \neg p$
  2. $(\neg p \vee q) \wedge (q \wedge \neg p) \Leftrightarrow (p \vee r)$
  3. $p \vee (q \wedge r) \Leftrightarrow (p \wedge r) \vee q$
  4. $(p \wedge ¬q) \Leftrightarrow \neg (p \leftrightarrow q)$

Ex.3.1: Solução

Considerando: $p \rightarrow (q \wedge \neg q) \Leftrightarrow \neg p$, teremos:

$p$ $q$ $(q \wedge \neg q)$ $p \rightarrow (q \wedge \neg q)$ $\neg p$
$T$ $T$ $F$ $F$ $F$
$T$ $F$ $F$ $F$ $F$
$F$ $T$ $F$ $T$ $T$
$F$ $F$ $F$ $T$ $T$

As duas fórmulas são logicamente equivalentes já que, para cada interpretação, o valor verdade é o mesmo .

Ex.3.2, Ex.3.3, Ex.3.4 Equivalência

Resolvam os exercícios 3.2, 3.3 e 3.4.

  1. $p \rightarrow (q \wedge \neg q) \Leftrightarrow \neg p$
  2. $(\neg p \vee q) \wedge (q \wedge \neg p) \Leftrightarrow (p \vee r)$
  3. $p \vee (q \wedge r) \Leftrightarrow (p \wedge r) \vee q$
  4. $(p \wedge ¬q) \Leftrightarrow \neg (p \leftrightarrow q)$

Ex.4: Consistência

Considerando as fórmulas a seguir, determine se elas são válidas, satisfatíveis ou insatisfatíveis, tautológicas, contraditórias ou contingentes.

  1. $(p \rightarrow (q \rightarrow r)) \rightarrow ((r \rightarrow q))$
  2. $(p \wedge q) \vee (\neg q \wedge \neg p)$
  3. $(\neg p \rightarrow q) ∨ ((p ∧ \neg r) \leftrightarrow q)$
  4. $(p \rightarrow q) ∧ (p \rightarrow \neg q)$

Ex.4.1: Solução

Considerando $(p \rightarrow (q \rightarrow r)) \rightarrow ((r \rightarrow q))$, teremos:

$p$ $q$ $r$ $(q \rightarrow r)$ $(p \rightarrow (q \rightarrow r))$ $(r\rightarrow q)$ $(p \rightarrow (q \rightarrow r)) \rightarrow ((r \rightarrow q))$
$a$ $T$ $T$ $T$ $T$ $T$ $T$ $T$
$b$ $T$ $T$ $F$ $F$ $F$ $T$ $T$
$c$ $T$ $F$ $T$ $T$ $T$ $F$ $F$
$d$ $T$ $F$ $F$ $T$ $T$ $T$ $T$
$e$ $F$ $T$ $T$ $T$ $T$ $T$ $T$
$f$ $F$ $T$ $F$ $F$ $T$ $T$ $T$
$g$ $F$ $F$ $T$ $T$ $T$ $F$ $F$
$h$ $F$ $F$ $F$ $T$ $T$ $T$ $T$

É satisfatível em todas as interpretações exceto c e g. Não é insatisfatível, não é tautologia, não é contradição. Não é válida, mas é contingente.

Ex.4.2, Ex.4.3, Ex.4.4: Consistência

Resolvam os exercícios 4.2, 4.3 e 4.4.

  1. $(p \rightarrow (q \rightarrow r)) \rightarrow ((r \rightarrow q))$
  2. $(p \wedge q) \vee (\neg q \wedge \neg p)$
  3. $(\neg p \rightarrow q) ∨ ((p ∧ \neg r) \leftrightarrow q)$
  4. $(p \rightarrow q) ∧ (p \rightarrow \neg q)$

Ex.5: Formalização de sentenças

Considere uma linguagem proposicional onde $p$ signifique "Sandra é feliz"; $q$ signifique "Patrícia pinta quadros" e $r$ signifique "Amélia é feliz". Formalize as seguintes sequências:

  1. Se Sandra é feliz, então Amélia é feliz.
  2. Se Sandra não é feliz, então Patrícia não pinta quadros.
  3. Já que Sandra e Amélia são felizes, então Patrícia pinta quadros.
  4. Quando Patrícia pinta quadros e Amélia não é feliz Sandra também não é.

Ex.6: Solução de problemas

Beatriz, encontrou os baús $A$ e $B$ em uma caverna. Ela conhece a lenda destes baús e sabe que um contém um tesouro e o outro uma maldição. No baú $A$ está escrito: "Ao menos um destes baús contém um tesouro". Enquanto isso no baú $B$ está escrito: "No baú A existe uma maldição". Beatriz também sabe que ou as duas inscrições são verdadeiras ou as duas são falsas. Será possível encontrar o tesouro? Se sim, qual baú Beatriz deve abrir?

Ex.6: Solução

Considere uma linguagem proposicional onde $p$ representa "baú $A$ contém o tesouro" e $q$ representa baú $B$ contém o tesouro"

Neste ponto podemos afirmar que $\neg p$ significa "baú $A$ contém uma maldição" e que $\neg q$ significa "Baú $B$ contém uma maldição." Apenas um contém o tesouro. Apenas um contém a maldição.

Podemos formalizar o conhecimento de Beatriz:

  • "Ao menos um destes baús contém um tesouro", ou seja $p \vee q$;
  • "O Baú $A$ contém uma maldição", ou seja $\neg p$
  • "Ou as duas inscrições são verdadeiras ou falsas", ou seja $(p \vee q) \leftrightarrow \neg p$

Precisamos verificar existe alguma interpretação que satisfaz $(p \vee q) \leftrightarrow \neg p$ e você pode usar uma tabela verdade para isso.

Ex.6: Solução Continuação

Fazendo a tabela verdade de $(p \vee q) \leftrightarrow \neg p$ teremos.

$p$ $q$ $(p \vee q)$ $(\neg p)$ $((p \vee q)\leftrightarrow \neg p)$
$a$ $T$ $T$ $T$ $F$ $F$
$b$ $T$ $F$ $T$ $F$ $F$
$c$ $F$ $T$ $T$ $T$ $T$
$d$ $F$ $F$ $F$ $T$ $F$

Graças a interpretação $c$, sabemos que Beatriz pode abrir um baú.

Qual Baú ela deve abrir?

Ex.7: Forma Normal Conjuntiva

Sem utilizar uma tabela verdade, reduza as seguinte fórmulas a forma normal conjuntiva.

  1. $\neg (\neg p \vee q) \vee (r \rightarrow \neg s)$
  2. $(\neg p \rightarrow q) \rightarrow (q \rightarrow \neg r)$
  3. $\neg ((((p \rightarrow q)) \rightarrow p) \rightarrow a)$

Ex.7.1: Solução

Considerando $\neg (\neg p \vee q) \vee (r \rightarrow \neg s)$

  1. $\neg (\neg p \vee q) \vee (\neg r \vee \neg s)$
  2. (Distributiva da Negação)
  3. $(\neg \neg p \wedge \neg q) \vee (\neg r \vee \neg s)$
  4. (Retiramos a negação dupla)
  5. $(p \wedge \neg q) \vee (\neg r \vee \neg s)$
  6. (Distributiva da Disjunção)
  7. $(p \vee (\neg r \vee \neg s)) \wedge (\neg q \vee (\neg r \vee \neg s))$

Ex.7.2, Ex.7.3: Solução

Resolvam os exercícios 6.2 e 6.3

Ex.8: Forma Normal Disjuntiva

Sem utilizar uma tabela verdade, reduza as seguinte fórmulas a forma normal disjuntiva.

  1. $q \rightarrow ((p \rightarrow (q \rightarrow r))) \rightarrow ((p \rightarrow q) \rightarrow (p \rightarrow r))$
  2. $(\neg p \rightarrow q) \wedge (q \rightarrow \neg r)$
  3. $\neg (((p \rightarrow q) \rightarrow p) \rightarrow a)$

Ex.8: Solução

Estes são todos com vocês.

Ex.9: Solução de problemas

Após o falecimento do seu pai, homem sério e que nunca disse uma mentira na vida. Tônia encontra três caixas etiquetadas. Na caixa um se lê "o dinheiro não está aqui". Na etiqueta da caixa dois é possível ler "o dinheiro não está aqui" e na caixa três há uma etiqueta que diz "o dinheiro está na caixa 2". Na frente das três caixas existe uma nota do seu pai onde se lê, em letras garrafais, "apenas uma etiqueta contém a verdade, as outras duas são mentiras".

Formalize o problema e determine que caixa Tônia deve abrir.

Gabarito dos Exercícios desta aula

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Obras Citadas

AHO, A. V. et al. Compiladores: princípios, técnicas e ferramentas. 2º. ed. Boston, MA, USA: Pearson Education Inc. , 2007.
CASS, S. The 2016 Top Programming Languages. IEEE Spectrum, 2016. Disponível em: http://spectrum.ieee.org/computing/software/the-2016-top-programming-languages. Acesso em: 22 Set. 2016.