- •1. Предикаты и кванторы
- •Определение
- •Примеры
- •Операции над предикатами
- •Логические операции
- •Кванторные операции
- •Примеры
- •Введение в понятие
- •Кванторы в математической логике
- •Свободные и связанные переменные
- •Операции над кванторами
- •2. Комбинаторные правила. Правило птичьих гнёзд. Правило сложения
- •Тема 2. Элементы теории множеств и комбинаторика
- •3. Общие правила комбинаторики
- •Пример 1
- •Пример 2
- •3. Правило умножения
- •4. Размещение с повторениями и без повторений
- •Количество размещений
- •Размещение с повторениями
- •Размещения без повторений
- •Где все это применяется, уже очевидно. Осталось только привести несколько хитрых примеров:
- •5. Сочетания без повторений
- •6. Сочетания с повторениями. Разбитие множеств на части
- •Определение
- •Разбиения конечных множеств
- •Примеры
- •7. Отношения. Представления и свойства отношений
- •8. Отношения эквивалентности. Связь отношений эквивалентности и разбиений множеств
- •Связанные определения
- •Примеры отношений эквивалентности
- •Факторизация отображений
- •9. Отношение эквивалентности. Связь отношений эквивалентности и разбиений множеств Отношение частичного порядка
- •10. Отношения линейного порядка Отношение линейного порядка
- •Упорядоченные множества
- •11. Логические функции. Задание и элементарные функции
- •Основные сведения
- •Нульарные функции
- •Унарные функции
- •Бинарные функции
- •Тернарные функции
- •[Править]Полные системы булевых функций Суперпозиция и замкнутые классы функций
- •Тождественность и двойственность
- •Полнота системы, критерий Поста
- •Представление булевых функций
- •Дизъюнктивная нормальная форма (днф)
- •Конъюнктивная нормальная форма (кнф)
- •Элементарные функции по Лиувиллю
- •Дифференцирование элементарных функций
- •Интегрирование элементарных функций
- •12. Дизъюнктивные нормальные формы
- •Примеры и контрпримеры
- •Построение днф Алгоритм построения днф
- •Пример построения днф
- •Переход от днф к сднф
- •13. Минимизация днф
- •14. Монотонные функции
- •Определения
- •Другая терминология
- •Свойства монотонных функций
- •Условия монотонности функции
- •15. Графы. Представления графов. Пути в графах
- •Путь и цикл в графе. Эйлеровые линии
Тернарные функции
При n = 3 число булевых функций равно 22³ = 28 = 256. Некоторые из них определены в следующей таблице:
x |
y |
z |
x↓y↓z |
≥2(x,y,z) |
x≠y≠z |
x|y|z |
min(x,y,z) |
x=y=z |
x ⊕ y ⊕ z |
≥2(x,y,z) |
f1 |
f2 |
max(x,y,z) |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Названия булевых функций трех переменных:
Обозначения |
Названия |
x y z = (x,y,z) = Webb2(x,y,z) |
3-ИЛИ-НЕ, функция Вебба, функция Даггера, стрелка Пирса |
|
Переключатель по большинству с инверсией, 3-ППБ-НЕ, мажоритарный клапан с инверсией |
x≠y≠z = [≠(x,y,z)] = NE(x,y,z,v) |
Неравенство |
x y z = (x,y,z) |
3-И-НЕ, штрих Шеффера |
x&y&z = &(x,y,z) = (x AND y AND z) = AND(x,y,z) = (x И y И z) = И(x,y,z) = min(x,y,z) |
3-И, минимум |
(x=y=z) = [=(x,y,z)] = EQV(x,y,z,v) |
Равенство |
x⊕2y⊕2z = x+2y+2z = ⊕2(x,y,z) = +2(x,y,z) |
Тернарное сложение по модулю 2 |
[>=2(x,y,z)] = (x И y) ИЛИ (y И z) ИЛИ (z И x) |
переключатель по большинству, 3-ППБ, мажоритарный клапан |
f1 |
Разряд займа при тернарном вычитании |
f2 |
Разряд переноса при тернарном сложении |
(x+y+z) = +(x,y,z) = max(x,y,z) = (x OR y OR z) = OR(x,y,z) = (x ИЛИ y ИЛИ z) = ИЛИ(x,y,z) |
3-ИЛИ, максимум |
[Править]Полные системы булевых функций Суперпозиция и замкнутые классы функций
Результат вычисления булевой функции может быть использован в качестве одного из аргументов другой функции. Результат такой операции суперпозиции можно рассматривать как новую булеву функцию со своей таблицей истинности. Например, функции (суперпозиция конъюнкции, дизъюнкции и двух отрицаний) будет соответствовать следующая таблица:
x |
y |
z |
|
f(x,y,z) |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
|
0 |
Говорят, что множество функций замкнуто относительно операции суперпозиции, если любая суперпозиция функций из данного множества тоже входит в это же множество. Замкнутые множества функций называют также замкнутыми классами.
В качестве простейших примеров замкнутых классов булевых функций можно назвать множество {x}, состоящее из одной тождественной функции, или множество {0}, все функции из которого тождественно равны нулю вне зависимости от своих аргументов. Замкнуты также множество функций и множество всех унарных функций. А вотобъединение замкнутых классов может таковым уже не являться. Например, объединив классы {0} и , мы с помощью суперпозиции сможем получить константу 1, которая в исходных классах отсутствовала.
Разумеется, множество P2 всех возможных булевых функций тоже является замкнутым.