Preposizioni logiche: conversione univoca linguaggio corrente in "matematichese"

Discussione di esercizi sul Precorso e le parti preliminari del programma
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alabarba
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Preposizioni logiche: conversione univoca linguaggio corrente in "matematichese"

Post by alabarba »

Salve,
ho difficoltà ad esprimere alcune preposizioni scritte in linguaggio corrente usando il "matematichese". Di seguito alcuni esempi:

Esempio1: "Tutti gli studenti di matematica, che amano la geometria, odiano l'analisi" Pongo:
  • s: studente
  • sm: studente di matematica
  • Math(x): x studia matematica
  • G(x): x ama la geometria
  • A(x): x odia l'analisi
Vedo due opzioni che mi sembrano entrambe valide, ma non necessariamente equivalenti:
  1. \( \forall sm (G(sm)) \Rightarrow (A(sm))\)
  2. \( \forall s (G(s) \wedge Math(s)) \Rightarrow (A(s))\)

Esempio2: "Nessun grasso ama la geometria" Pongo:
  • p: persona
  • Grasso(x): x è grassa
  • G(x): x ama la geometria
Anche qui vedo almeno due opzioni non necessariamente equivalenti:
  1. \( \nexists p: (Grasso(p) \wedge G(x)) \)
  2. \( \forall p (Grasso(p)) \Rightarrow (\nexists p: G(p))\)
Negli esempi indicati:
  • Le due opzioni proposte vi sembrano corrette?
  • Come faccio a capire se le due opzioni sono equivalenti? In particolare se devo usare le tabelle di verità come faccio a tenere conto dei quantificatori?
  • Vi vengono in mente altri modi di tradurre le preposizioni dal linguaggio corrente in "matematichese"?
Grazie a chi risponderà!

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Massimo Gobbino
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Re: Preposizioni logiche: conversione univoca linguaggio corrente in "matematichese"

Post by Massimo Gobbino »

Nota introduttiva. Le prime lezioni del mio corso di Analisi 1 non vogliono essere lezioni di Logica Matematica formale, ma soltanto una via di mezzo tra il linguaggio naturale ed il "matematichese". Quindi non sono pensate per essere del tutto formali/rigorose.
alabarba wrote:
Wednesday 1 July 2020, 16:30
Esempio1: "Tutti gli studenti di matematica, che amano la geometria, odiano l'analisi" Pongo:
  • s: studente
  • sm: studente di matematica
  • Math(x): x studia matematica
  • G(x): x ama la geometria
  • A(x): x odia l'analisi
Vedo due opzioni che mi sembrano entrambe valide, ma non necessariamente equivalenti:
  1. \( \forall sm (G(sm)) \Rightarrow (A(sm))\)
  2. \( \forall s (G(s) \wedge Math(s)) \Rightarrow (A(s))\)
Queste due sono veramente la stessa cosa. Io ne utilizzerei pure una terza, fatta così: introdurrei l'insieme SM degli studenti di matematica, e poi direi

\(\forall s\in SM \quad [G(s) \Rightarrow A(s)]\)

Questa ovviamente si può anche mettere in forma equivalente (l'equivalenza segue facilmente dalle tavole di verità dell'implicazione e del "vel")

\(\forall s\in SM \quad [A(s) \vee \mbox{not }G(s)]\)

Aggiungo una piccola nota stilistica: io avrei definito G(s) come "s ama la geometria" e A(s) come "s ama l'analisi", e avrei definito l'odio per l'analisi come not A(s) (assumendo ovviamente una psicologia 0/1, in cui o si odia o si ama :wink: ).

Nelle due proposizioni di sopra si rispetta l'indicazione che ricordo sempre, e cioè di quantificare dicendo dove sta la variabile che si sta quantificando. I logici un giorno spiegheranno che, per dire che ogni elemento a dell'insieme A soddisfa la proprietà P(a) si può scrivere

\(\forall a\in A\quad P(a)\)

ma anche (quantificando senza specificare dove)

\(\forall a\ [a\in A\Rightarrow P(a)]\)

Quest'ultima la trovo un po' una perversione, dunque la evito.
alabarba wrote:
Wednesday 1 July 2020, 16:30
Esempio2: "Nessun grasso ama la geometria" Pongo:
  • p: persona
  • Grasso(x): x è grassa
  • G(x): x ama la geometria
Anche qui vedo almeno due opzioni non necessariamente equivalenti:
  1. \( \nexists p: (Grasso(p) \wedge G(x)) \)
  2. \( \forall p (Grasso(p)) \Rightarrow (\nexists p: G(p))\)
Qui la seconda non mi sembra per nulla chiara, oltre al fatto che servirebbero delle parentesi per chiarire meglio a chi si riferisce la prima quantificazione.

Io introdurrei l'insieme P delle persone e poi direi

\( \not\exists p\in P\ [\mbox{Grasso}(p) \wedge G(p)] \)

che poi è sostanzialmente la prima delle tue. In alternativa

\(\forall p\in P\ [G(p)\Rightarrow \mbox{not Grasso}(p)] \)

Dimostrare l'equivalenza tra queste due è un ottimo esercizio.
[+] Hint_Esercizio
La prima (per negazione di predicati quantificati) è equivalente a

\(\forall p\in P\ \mbox{not}[\mbox{Grasso}(p) \wedge G(p)] \)

Ora si tratta di verificare (ad esempio con le tavole di verità) che \(\mbox{not}[A \wedge B]\) è equivalente a \(B\Rightarrow\mbox{not} A\)

alabarba
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Re: Preposizioni logiche: conversione univoca linguaggio corrente in "matematichese"

Post by alabarba »

Grazie! Ora mi è chiaro. Riporto in allegato come ho provato a svolgere l'esercizio proposto.

alabarba
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Re: Preposizioni logiche: conversione univoca linguaggio corrente in "matematichese"

Post by alabarba »

Grazie! Ora mi è chiaro. Riporto in allegato come ho provato a svolgere l'esercizio proposto.
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