A seguir, uma demonstração do livro. Para adquirir a versão completa em papel, acesse: www.pagina10.com.br Fragmentos de Matemática Discreta - 2 CONECTIVO IMPLICA Exemplo 1O Considere as seguintes proposições de valores lógicos desconhecidos: s: André é sorocabano. p: André é paulista. Sorocabano é o natural da cidade de Sorocaba do estado de São Paulo. Paulista é quem nasceu no estado de São Paulo. Apesar de não sabermos os valores lógicos destas proposições, mas sabermos previamente que Sorocaba é uma cidade do estado de São Paulo, poderemos eliminar a 2ª linha da tabela verdade de s e p: s p V V V F F V F F Realmente, se é V que André é sorocabano, será V que André é paulista. Agora, se é F Desta forma, as proposições s e p mantêm uma relação de dependência, que André é sorocabano, poderá ser V ou F isto é, André não poderá ser sorocabano sem ser paulista. Tal relação que André seja paulista (poderá ser paulista poderá ser formulada na seguinte proposição composta: de São Roque ou carioca, por exemplo, respectivamente). Se André é sorocabano então André é paulista. Esta frase é sempre verdadeira, pois é impossível a possibilidade André sorocabano (s é V) e André não-paulista (p é F); por isso, riscamos esta linha da tabela verdade de s e p. Exemplo 1P Considere as seguintes proposições de valores lógicos desconhecidos: a: Hoje é domingo. b: Bruno irá à missa. Apesar de não sabermos os valores lógicos destas proposições, considere a proposição composta seguinte: Se hoje é domingo então Bruno irá à missa. Esta frase será falsa para a 2ª linha da tabela verdade de a e b, isto é, "hoje é domingo e Bruno não irá à missa" e verdadeira para as demais 3 linhas. Isso difere do exemplo anterior, onde não havia a possibilidade de falsidade pois a Geografia não permite que alguém seja sorocabano sem Assim, a proposição composta do exemplo ser paulista. Assim, não riscaremos a 2ª linha, apenas sinalizamos que 3.1 não pode ser falsa, enquanto que a deste nela a proposição composta "Se hoje é domingo então Bruno irá à missa" exemplo 3.2 pode ser ou verdadeira ou falsa. será falsa. Fragmentos de Matemática Discreta - 3 Assim, se é V que hoje é domingo e é V que a b Proposição Composta V V V será verdadeira. Igualmente, se é F que hoje V F F é domingo, mas V que Bruno vai à missa, a F V V proposição composta não estará errada, pois F F V Bruno irá à missa, a proposição composta a mesma nada fala sobre se Bruno vai à Veja como esta tabela assemelha-se às tabelas dos conectivos missa ou não nos outros dias. Da mesma maneira, se é F que hoje é domingo e F também que Bruno irá à missa, a proposição composta não será invalidada pela mesma razão. Esta proposição composta somente será falsa se tivermos um domingo em que Bruno não vai à missa, isto é, V que seja lógicos apresentados no capítulo 1 por relacionar a veracidade de uma proposição composta aos valores lógicos de seus componentes. Assim, a estrutura desta proposição composta dará origem a um novo conectivo, denominado IMPLICA. Seu símbolo será uma flecha horizontal apontada para direita e sua tabela verdade poderá ser obtida a partir da reprodução da tabela anterior, utilizando-se do símbolo : domingo e F que Bruno vá à missa. A proposição A é sempre V porque não é possível alguém ser carioca e não ser brasileiro, eliminando assim a 2ª linha. Por outro lado, é possível alguém ser carioca e ser brasileiro (1ª linha), alguém não ser carioca e ser brasileiro (3ª linha) e alguém não ser carioca nem brasileiro (4ª linha). Todos a b ab V V V V F F F V V F F V Exemplo 1Q Para as seguintes proposições compostas, dizer quais delas serão sempre verdadeiras, quais não poderão ter ambas proposições componentes verdadeiras (incoerentes), quais não poderão ter ambas verdadeiras nem ambas falsas (duplamente incoerentes) e quais poderão ser ou verdadeiras ou falsas. estes 3 casos não invalidam a proposição Proposição Composta Classificação A Se Ana é carioca, então Ana é brasileira. Sempre V B Se Bruna é paulista, então Bruna é argentina. Incoerente C Se Clara é bonita, então Joana é linda. Ou V ou F D Se Diana não chegar em 1 minuto então perderá o vôo. Ou V ou F E Se hoje é domingo, então hoje não é segunda. Sempre V F Se Francisco é alto, então Francisco não é alto. Duplamente Incoerente G Se George é alto, então Guilherme não é alto. Ou V ou F H Se Hélia toca clarinete, então Hélia toca instrumento. Sempre V I Se está chovendo, então não está chovendo. Duplamente Incoerente J Se João é inteligente, então João aceitará a oferta. Ou V ou F composta "Se Ana é carioca, então Ana é brasileira." A proposição B é incoerente porque não é possível alguém ser paulista e argentina ao mesmo tempo, o que elimina a 1ª linha. Porém veja que as outras três linhas são possíveis, ainda que a argumentação da 2ª linha seja falsa, isto é, verdadeiro de Bruna ser paulista e falso de ser argentina. A proposição C poderá ser ou verdadeira ou falsa, sendo falsa quando Clara for bonita e Joana não for linda. A frase inteira será verdadeira nos outros 3 casos das possibilidades da tabela verdade. Igualmente, A coluna auxiliar detalha sobre a classificação de algumas proposições D será falsa apenas se Diana não chegar em compostas anteriores. Este exercício é válido para ressaltar que apenas as 1 minuto e não perder o vôo. A proposição E proposições compostas por SE... ENTÃO que poderão ser classificadas ou é sempre V, pois a 2ª linha (V F) está V ou F terão interesse na Lógica Matemática, pois apenas estas geram eliminada. A proposição F é duplamente tabelas verdades, enquanto que as sempre V eliminam a 2ª linha, as incoerente pois suas componentes não incoerentes eliminam a 1ª linha e as duplamente incoerentes eliminam poderão ser ambas verdadeiras ou ambas falsas (o que elimina a 1ª e 4ª linhas). a 1ª e a 4ª linhas. De qualquer modo, as proposições sempre V são amplamente utilizadas na didática do conectivo IMPLICA conforme veremos no exemplo a seguir. A marca registrada do conectivo implica é a estrutura SE... ENTÃO. Porém, tal conectivo estará presente em estruturas linguísticas que se valem de outros recursos e isso tem sido a fonte de muitos erros e confusões sobre este conectivo. Fragmentos de Matemática Discreta - 4 Exemplo 1R Vamos utilizar uma proposição composta pelo conectivo implica sempre verdadeira apenas para justificar as diferentes maneiras de expressá-la. s: André é sorocabano. p: André é paulista. Esta é a forma inicial apresentada para o conectivo. Veja que a proposição e o conhecimento prévio de Geografia eliminam a possibilidade de André sorocabano e não- A proposição composta s p poderá ser dita de diferentes formas: (i) Se André é sorocabano, Então André é paulista. paulista. Esta forma coloca o SE na proposição p de tal forma que se tenha o mesmo significado: impossível André ser sorocabano sem ser (ii) Somente André será sorocabano Se André for paulista. paulista. Esta forma altera a posição do SOMENTE para junto do SE e forma o bloco SOMENTE (iii) André será sorocabano somente Se André for paulista. SE que deverá, então, ser entendido como substituto da estrutura SE... ENTÃO inicial. Importante estrutura para compreender o próximo conectivo, o EQUIVALE. Desta forma, a garantia de veracidade para André sorocabano é suficiente para garantir a veracidade de André paulista. (iv) André ser sorocabano é condição suficiente para que André seja paulista. Expressão sinônima da anterior. (v) Basta que André seja sorocabano Aqui, inverte-se a ordem das proposições Para que André seja paulista. simples sem alterarmos o sentido inicial. Isso porque a constatação de André sorocabano é suficiente para a veracidade de (vi) André ser paulista é condição necessária para que André seja sorocabano. André paulista. Porém não é necessário que André seja sorocabano para ser paulista. Aqui, inverteu-se a ordem das proposições simples. De fato, é necessário que André seja paulista para ser sorocabano, mas isto (vii) André ser sorocabano é condição suficiente e não-necessária para que André seja paulista. não é suficiente: André poderá ser paulista de Itu e não ser sorocabano, por exemplo. (viii) André ser paulista é condição necessária e não-suficiente para que André seja sorocabano. Fragmentos de Matemática Discreta - 5 Podemos resumir estas 8 diferentes maneiras de expressar o Observe como tal esquema destaca as conectivo IMPLICA no seguinte esquema: equivalências das expressões SE... ENTÃO e SOMENTE SE, tão importante para a André sorocabano compreensão do próximo conectivo. Além disso, mostra claramente qual proposição é SE condição suficiente (a do início da flecha) e ENTÃO SOMENTE qual proposição é a condição necessária (a do André paulista SE COND. SUFICIENTE COND. NECESSÁRIA final da flecha). Exemplo 1S Obtenha a tabela verdade para a seguinte proposição composta a (a b). Inicialmente, resolvemos os parênteses, isto é, fazemos a b e, em seguida, aplicamos a lógica do conectivo IMPLICA Observe que, em nenhuma das linhas, teremos V F, o que resultaria em valor lógico F para a expressão final. Esta expressão, como veremos adiante, é a b a b a (a b) V V V V V F V V F V V V F F F V classificada como tautologia por ser sempre verdadeira, independentemente dos valores Não surpreende o fato de que a tabela verdade para a (a b) ser lógicos de seus componentes. sempre verdadeira pois a mesma, em linguagem comum, poderá ser substituída por frases do tipo: "Se João está em casa então João está em casa ou está nevando". Exemplo 1T Obtenha a tabela verdade para a seguinte proposição composta (a b) Inicialmente, obtemos a coluna a b pois c'. está entre parênteses, o que significa que a b c a b c' V V V V F F V V F V V V deverá ser resolvido primeiro. Isso é feito colocando-se F apenas quando ambos a e b forem F e colocando-se V nos demais casos. (a b) c' V F V V F F Em seguida, obtemos a coluna c' negando V F F V V V toda a coluna c, isto é, invertendo todos os F V V V F F seus valores lógicos. Finalmente, para F V F V V V obtermos a expressão desejada, nos fixamos F F V F F V F F F F V V apenas sobre as colunas e procuramos onde algo V implica em algo F (1ª, 3ª e 5ª linhas), marcando F nestes casos e V nos demais. A coluna auxiliar traz os detalhes para a confecção desta tabela verdade. Observe que, como são três proposições, inicialmente fazemos todas as 3x 18 x 6 combinações possíveis para a, b e c, procedendo-se como já explicado no y 7 y 2 49 capítulo 1. A idéia do conectivo IMPLICA é largamente utilizada na y 2 49 y 7 Matemática. Em particular, quando estamos resolvendo uma equação, é Veja que y ser 49 não implica comum utilizar a notação (conectivo implica) ou a notação necessariamente termos y = 7, pois y (implicação) ao longo da resolução, como ilustra a coluna auxiliar. Assim, poderia ser também 7. se é verdadeiro que 3x é igual a 18, então, também será verdadeiro que x 2 será igual a 6. Se é verdadeiro que y é igual a 7, então será verdadeiro que y ao quadrado será 49. Agora, y ao quadrado igual a 49 não implica necessariamente y ser 7. Fragmentos de Matemática Discreta - 6 Exemplo 1U Numa cidade, é verdadeiro que todos os comerciantes são cultos. Utilizando tabelas verdade e diagramas de Venn: a) Teste a validade da proposição "Se João é comerciante, então João é culto." b) Teste a validade da proposição "Se João é culto então João é comerciante." c) Teste a validade da proposição "Se João não é culto então João não é comerciante." a) a: João é comerciante. b: João é culto. Como ser comerciante implica em ser culto, a b: Se João é comerciante então João é culto. considere apenas as linhas onde a b é V, isto é, 1ª, 3ª e 4ª linhas. Assim, riscamos a 2ª linha. Agora, como João é comerciante então a é V, o que riscamos a 3ª e a 4ª linhas. Com isso, sobrou apenas a 1ª linha onde a é V, a b ab V V V V F F F V V F F V isto é, João é culto. O diagrama de Venn mostra nitidamente que João o conjunto dos comerciantes está totalmente comerciantes contido no dos cultos. Como João é comerciante, escrevemos seu nome dentro do balão dos comerciantes e concluímos que cultos também estará dentro do balão dos cultos. b) Novamente, como ser comerciante implica em ser culto, riscamos a 3ª linha onde isso seria F. Como João é culto, segue que b é V, a: João é comerciante. b: João é culto. b a: Se João é culto então João é comerciante. onde riscamos a 4ª linha. Com isso, sobram a b ab V V V verdadeiro e falso que João seja V F F comerciante. Assim, não podemos concluir F V V que João seja comerciante. F F V as linhas 1 e 3, onde será, respectivamente, O diagrama de Venn mostra claramente que o fato de João ser culto não descarta a possibilidade de João ser comerciante, mas ?João não a garante. Assim, escrevemos o nome ?João comerciantes João duas vezes precedido por ? para reforçar a incerteza de sua localização. A única certeza é a de que João ficará dentro cultos do balão dos cultos. Em geral, a b e b a têm valores lógicos diferentes. Por exemplo, ser sorocabano implica em ser paulista, mas ser paulista não implica em ser sorocabano necessariamente. Fragmentos de Matemática Discreta - 7 Visite o site e conheça melhor estes e outros livros didáticos. www.pagina10.com.br