Перейти к содержимому
Topos Uranos

Краткое содержание

Этот урок открывает второй раздел курса, посвящённый выводу. Он представляет пять уроков раздела и нить, которая их связывает, от определения формальной дедуктивной системы до законов де Моргана и дистрибутивности; помещает раздел на путь курса, между языком, уже построенным, и семантикой и метатеорией, которые последуют, и предвосхищает то, что они скажут о нём; обосновывает выбор аксиоматической системы, которая строится в два этапа (система Лукасевича, с тремя схемами аксиом и modus ponens, и система курса, которая добавляет к ней правило замены двойного отрицания), и объясняет, зачем нужно это второе правило и почему оно постулируется, а не доказывается; показывает на коротком выводе, сколько работы скрывает элементарное рассуждение; уточняет, что берётся из предыдущего раздела, а именно однозначность разбора, индукцию (сильную по натуральным числам и структурную) и раскрытие сокращений; и даёт советы, как его изучать.

Цели обучения

  1. Описывать последовательность пяти уроков раздела и объяснять, какие результаты каждого из них использует следующий.
  2. Помещать вывод на путь курса, отличать выводимость Γ⊢φ\Gamma \vdash \varphi от семантического следования Γ⊨φ\Gamma \models \varphi и объяснять, что будут утверждать корректность и полнота.
  3. Объяснять, почему система курса добавляет к системе Лукасевича второе исходное правило, замену двойного отрицания, исходя из того, что три схемы могут и чего не могут увидеть в стрелке Пирса.
  4. Читать короткий вывод по пронумерованным строкам, отличать вывод формул от вывода о выводах, узнавать то, что раздел берёт из предыдущего, и организовывать его изучение, исходя из входной проверки.

Входная проверка

Прежде чем проходить раздел, полезно измерить исходную точку. Эта проверка служит самопроверкой: она не оценивается, и её единственная цель состоит в том, чтобы направить учёбу. Её тринадцать вопросов бывают двух видов. Первые три касаются того, что раздел считает известным из предыдущего: однозначности разбора, сильной индукции и раскрытия сокращений; тот, кто ошибётся в каком-либо из них, должен, прежде чем идти дальше, повторить урок, который называет вопрос. Остальные десять касаются по порядку пяти уроков этого раздела: три относятся к первому, три ко второму, два к третьему, один к четвёртому и один к пятому. Тому, кто никогда не изучал дедуктивную систему, не стоит рассчитывать ответить на них верно, и это не важно: каждый ответ, верный или нет, объясняет суть дела и называет урок, в котором она разбирается. Те же навыки снова измеряются в конце, на итоговом уроке.

Входная проверка

Перед началом раздела оцени свою отправную точку. Это короткая самопроверка: она не оценивается, а результат хранится только в твоём браузере.

  1. Вопрос 1Из предыдущих разделовЦепочка ∙∙∘∙∘∘∙∘∙\sigI\sigI\sigO\sigI\sigO\sigO\sigI\sigO\sigI есть составная формула вида ∙φψ\sigI\varphi\psi. Каковы её компоненты φ\varphi и ψ\psi?

  2. Вопрос 2Из предыдущих разделовВ доказательстве сильной индукцией того, что всякое натуральное nn обладает свойством P(n)P(n), что можно предполагать при доказательстве P(n)P(n)?

  3. Вопрос 3Из предыдущих разделовКакую формулу, записанную через стрелку Пирса и отрицание, обозначает (φ→ψ)(\varphi \rightarrow \psi) при официальных сокращениях курса?

  4. Вопрос 4Схема A1 есть (φ→(ψ→φ))(\varphi \rightarrow (\psi \rightarrow \varphi)). Является ли формула (v1→(v2→v3))(v_{1} \rightarrow (v_{2} \rightarrow v_{3})) частным случаем A1?

  5. Вопрос 5В выводе уже есть строки ψ\psi и (φ→ψ)(\varphi \rightarrow \psi), где φ\varphi и ψ\psi суть различные формулы. Какую формулу позволяет записать modus ponens, применённый к этим двум строкам?

  6. Вопрос 6Известно, что {φ}⊢ψ\{\varphi\} \vdash \psi, то есть что есть вывод ψ\psi, единственная посылка которого есть φ\varphi. Что утверждает тогда теорема о дедукции?

  7. Вопрос 7Что выводится без других посылок из множества {(φ→ψ),(ψ→χ)}\{(\varphi \rightarrow \psi), (\psi \rightarrow \chi)\}?

  8. Вопрос 8Правило замены двойного отрицания (ЗДО) меняет в строке только одно вхождение подформулы и действует на цепочку базового языка. Сколько вхождений подформулы ¬v1\neg v_{1} содержит цепочка, которую обозначает (v1→v2)(v_{1} \rightarrow v_{2})?

  9. Вопрос 9Какая формула получается из (¬φ→ψ)(\neg\varphi \rightarrow \psi) контрапозицией без добавления двойных отрицаний?

  10. Вопрос 10Обозначают ли (φ∨ψ)(\varphi \vee \psi) и (¬φ→ψ)(\neg\varphi \rightarrow \psi) одну и ту же формулу?

  11. Вопрос 11Известно, что φ⊣⊢φ′\varphi \dashv\vdash \varphi', то есть что каждая выводится из другой. Что обосновывает, что также ¬φ⊣⊢¬φ′\neg\varphi \dashv\vdash \neg\varphi'?

  12. Вопрос 12Из множества посылок Γ∪{¬φ}\Gamma \cup \{\neg\varphi\} выводятся формула χ\chi и её отрицание ¬χ\neg\chi. Что можно заключить?

  13. Вопрос 13Какой формуле эквивалентно отрицание импликации, ¬(φ→ψ)\neg(\varphi \rightarrow \psi)?