Системы логических уравнений

Содержание

Слайд 2

№1. Сколько различных решений имеет логическое уравнение: (a ∨ ¬ b)

№1. Сколько различных решений имеет логическое уравнение:

 (a ∨ ¬ b)

∧ (b ∨ ¬ c) ∧ (c ∨ ¬ d) ∧ (d ∨ ¬ e) = 1
(a → b) ∧ (b → c) ∧ (c → d) ∧ (d → e) ∧ (e → f)=1
(X1 → X2) ∧ (X2 → X3) ∧ … ∧ (X99 → X100) = 1

Ответ:

Ответ:

Ответ:

6

7

101

Решение:

Ответ:

11

Слайд 3

(a ∨ ¬ b) ∧ (b ∨ ¬ c) ∧ (c

(a ∨ ¬ b) ∧ (b ∨ ¬ c) ∧ (c

∨ ¬ d) ∧ (d ∨ ¬ e) = 1

Количество решений

0

0

0

0

0

1

0

1

0

0

0

0

1

0

0

0

1

0

0

1

2

3

4

5

6

Слайд 4

№2. Сколько существует различных наборов значений логических переменных, которые удовлетворяют всем

№2. Сколько существует различных наборов значений логических переменных, которые удовлетворяют всем

условиям?

(x1 → x2)∧ (x2 → x3) ∧ (x3 → x4) ∧ (x4 → x5) = 1
(z1 → z2) ∧ (z2 → z3) ∧ (z3 → z4)  = 1

Ответ:

30

№3.

(x1 → x3) ∧ (x3 → x5) ∧ … ∧ (x9 → x11) = 1
(x2 → x4) ∧ (x4 → x6) ∧ … ∧ (x8 → x10) = 1

Ответ:

42

Решение:

Слайд 5

(x1 → x2)∧ (x2 → x3) ∧ (x3 → x4) ∧

(x1 → x2)∧ (x2 → x3) ∧ (x3 → x4) ∧

(x4 → x5) = 1
(z1 → z2) ∧ (z2 → z3) ∧ (z3 → z4)  = 1


Количество решений системы уравнений определяется как произведение 5*6 = 30, так как переменные в уравнениях не зависят друг от друга.

Слайд 6

№4. Сколько существует различных наборов значений логических переменных, которые удовлетворяют перечисленным

№4. Сколько существует различных наборов значений логических переменных, которые удовлетворяют перечисленным

условиям?

(x1 → x2) ∧ (x2 → x3) ∧ (x3 → x4) ∧ (x4 → x5) = 1
(x5 → x1) = 1

Ответ:

2

Решение:

Слайд 7

(x1 → x2) ∧ (x2 → x3) ∧ (x3 → x4)

(x1 → x2) ∧ (x2 → x3) ∧ (x3 → x4)

∧ (x4 → x5) = 1
(x5 → x1) = 1

1

1

1

1

1

0

1

0

1

1

1

1

0

1

1

1

0

1

1

0

Первое уравнение имеет 6 решений. Для второго уравнения из них подходят только два решения: 11111 и 00000.

Слайд 8

№ 5. Сколько различных решений имеет система уравнений: № 6. Ответ:

№ 5. Сколько различных решений имеет система уравнений:

№ 6.

Ответ:

11

Решение:

(x1 → x2)

∧ (x2 → x3) ∧ (x3 → x4) ∧(x4 → x5) = 1
(z1 → z2) ∧ (z2 → z3) ∧ (z3 → z4)  = 1
x1 ∨ z1 = 1

Ответ:

10

Решение:

Слайд 9

(x1 → x2) ∧ (x2 → x3) ∧ (x3 → x4)

(x1 → x2) ∧ (x2 → x3) ∧ (x3 → x4)

∧(x4 → x5) = 1
(z1 → z2) ∧ (z2 → z3) ∧ (z3 → z4)  = 1
x1 ∨ z1 = 1


В первом уравнении 5 переменных ⇒ 6 решений.
Во втором уравнении 4 переменных ⇒ 5 решений.
Переменные зависят друг от друга. Возможны варианты:
Если х1=1, то подходят все решения zi⇒ 5 решений.
Если z1=1, то подходят все решения хi⇒ 6 решений.

Такое решение нужно учитывать один раз.

Всего решений: 5+6-1=10

Слайд 10

Количество решений системы уравнений: 6+6-1=11 (решение, выделенное красным цветом, нужно учесть один раз).

Количество решений системы уравнений:
6+6-1=11
(решение, выделенное красным цветом, нужно учесть

один раз).
Слайд 11

№ 7. Сколько различных решений имеет система логических уравнений: (X1 ∨

№ 7. Сколько различных решений имеет система логических уравнений:

(X1 ∨ X2)

∧ (X2 ∨ X3) ∧ (X3 ∨ X4) ∧ (X4 ∨ X5)=1
(¬Y1→Y2)∧(¬Y2→Y3)∧(¬Y3→Y4)∧(¬Y4→Y5)=1
X1 ∨ Y1 = 0

Ответ:

25

Решение:

№ 8.

Решение:

Ответ:

64

Слайд 12

Так как х1 ∧ y1 = 1, то х1=1 (8 решений)

Так как х1 ∧ y1 = 1, то
х1=1 (8

решений) и y1=1 (8 решений).
Переменные независимы. Поэтому для каждого xi существует 8 решений yi.
Количество решений системы уравнений: 8*8=64
Слайд 13

(¬Х1→Х2) ∧ (¬Х2→Х3) ∧ (¬Х3→Х4) ∧(¬Х4→Х5)=1 (¬Y1→Y2) ∧ (¬Y2→Y3) ∧ (¬Y3→Y4)

(¬Х1→Х2) ∧ (¬Х2→Х3) ∧ (¬Х3→Х4) ∧(¬Х4→Х5)=1
(¬Y1→Y2) ∧ (¬Y2→Y3) ∧ (¬Y3→Y4) ∧(¬Y4→Y5)=1
X1

∨ Y1 = 0

Преобразуем первое уравнение и получим систему уравнений:

Дерево решений для второго уравнения будет аналогичное.

Так как X1 ∨ Y1 = 0, то
Х1=0 и y1=0.

Слайд 14

Сколько различных решений имеет система логических уравнений: (x1 → x2)∧ (x2

Сколько различных решений имеет система логических уравнений:

(x1 → x2)∧ (x2 →

x3) ∧ (x3 → x4) ∧ (x4 → x5) = 1
(y1 → y2) ∧ (y2 → y3) ∧ (y3 → y4) ∧ (y4 → y5) = 1

x1 → y1 = 1

Решение:

Ответ:

31

(x1 → x2) ∧ (x2 → x3) ∧ (x3 → x4) ∧ (x4 → x5) = 1
(у1 → у2) ∧ (у2 → у3) ∧ (у3 → у4) ∧ (у4 → у5) = 1
y5 → x5 = 1

Ответ:

31

№ 9_А

№ 9_Б

Слайд 15

(x1 → x2) ∧ (x2 → x3) ∧ (x3 → x4)

(x1 → x2) ∧ (x2 → x3) ∧ (x3 → x4)

∧ (x4 → x5) = 1
(у1 → у2) ∧ (у2 → у3) ∧ (у3 → у4) ∧ (у4 → у5) = 1
x1 → y1 = 1

Для уравнения X1 → Y1 = 1 не подходят те решения, когда х1=1, а y1=0.

Слайд 16

№11. Сколько различных решений имеет система уравнений: Ответ: Ответ: 178 20

№11. Сколько различных решений имеет система уравнений:

Ответ:

Ответ:

178

20

(x1 ≡ x2) ∨ (x1

≡ x3)= 1
(x2 ≡ x3) ∨ (x2 ≡ x4)= 1
(x3 ≡ x4) ∨ (x3 ≡ x5)= 1
……
(x8 ≡ x9) ∨ (x8 ≡ x10)= 1

Решение:

Решение:

Слайд 17

Пусть Х1 = 0 Принцип построения дерева: Если две предыдущие переменные

Пусть Х1 = 0

Принцип построения дерева:
Если две предыдущие переменные имеют

одинаковые значения, то значение текущей переменной может быть 0 и 1.
Если две предыдущие переменные имеют разные значения, то значение текущей переменной должно совпадать
со значением переменной на два уровня выше.

Каждое следующее число на единицу больше предыдущего

Аналогичные рассуждения проводим для Х1 = 1.

Количество решений системы уравнений: 2 * 10 = 20

Слайд 18

Пусть Х1 = 0 Принцип построения дерева: Если две предыдущие переменные

Пусть Х1 = 0

Принцип построения дерева:
Если две предыдущие переменные имеют

одинаковые значения, то значение текущей переменной может быть 0 и 1.
Если две предыдущие переменные имеют разные значения, то значение текущей переменной должно совпадать
со значением предыдущей переменной.

Следующее число является суммой двух предыдущих чисел.

Аналогичные рассуждения проводим для Х1 = 1.

Количество решений системы уравнений: 2 * 89 = 178

К задаче №19

Слайд 19

Сколько различных решений имеет система уравнений: Ответ: 18 Решение: (x2 ≡

Сколько различных решений имеет система уравнений:

Ответ:

18

Решение:

(x2 ≡ x1) ∨ (x2 ≡

x3)=1
(x3 ≡ x1) ∨ (x3 ≡ x4)=1
...
(x9 ≡ x1) ∨ (x9 ≡ x10)=1
(x10 ≡ x1) = 0

(A → B) + (C → D) =1

Решение:

Ответ:

15

Слайд 20

Количество решений системы уравнений: 20-2=18 (x2 ≡ x1) ∨ (x2 ≡

Количество решений системы уравнений: 20-2=18

(x2 ≡ x1) ∨ (x2 ≡ x3)=1
(x3

≡ x1) ∨ (x3 ≡ x4)=1
...
(x9 ≡ x1) ∨ (x9 ≡ x10)=1
Слайд 21

Воспользуемся методом «замены переменных». Введем новые переменные: Х = A →

Воспользуемся методом «замены переменных».
Введем новые переменные: Х = A → B

и Y = C → D
Тогда уравнение принимает вид: X + Y = 1
Решениями уравнения являются: (0;1), (1;0), (1;1)
Слайд 22

№11_d. Сколько различных решений имеет система уравнений: Ответ: 192 Решение:

№11_d. Сколько различных решений имеет система уравнений:

Ответ:

192

Решение:

Слайд 23

Построим дерево решений для новой системы уравнений: Так как Y1 =

Построим дерево решений для новой системы уравнений:

Так как Y1 = X1

≡ X2, то
Y1=0 при двух наборах значений переменных х1 и х2: (0;1), (1;0);
Y1=1 – имеет два решения: (0;0) и (1;1).
Тогда одному решению новой системы соответствует 25 наборов Хi.

Количество решений системы уравнений:
6 *25 = 192

К задаче №15

Слайд 24

№12. Сколько различных решений имеет уравнение (система уравнений): Ответ: Ответ: 64 364 №13. Решение: Решение:

№12. Сколько различных решений имеет уравнение (система уравнений):

Ответ:

Ответ:

64

364

№13.

Решение:

Решение:

Слайд 25

Y1 = (X1 ≡ X2) Y2 = (X3 ≡ X4) Y3

Y1 = (X1 ≡ X2)
Y2 = (X3 ≡ X4)
Y3 = (X5

≡ X6)
Y4 = (X7 ≡ X8)
Y5 = (X9 ≡ X10)

Построим дерево решений:

Так как Yi = (Xi ≡ Xi+1) имеет две пары решений, как для 1, так и для 0. То всего решений для системы уравнений: 2*25 = 64.

Слайд 26

В процессе решения будем использовать формулу: Построим дерево решений для новой

В процессе решения будем использовать формулу:

Построим дерево решений для новой системы

уравнений:

Для подсчета количества решений исходной системы уравнений будем учитывать, что
1) так как X1 ∨ ¬X2 = Y1, то
Y1=0 в одном случае: решением является набор (0;1)
Y1=1 в трех случаях: (1;0), (1;1), (0;0);
2) Переменные Yi независимы.

(00000)=1*1*1*1*1

(10000)=3*1*1*1*1

(11000)=3*3*1*1*1

(11100)=3*3*3*1*1

Количество решений на каждом наборе:

(11110)=3*3*3*3*1

(11111)=3*3*3*3*3

Всего решений:
1+3+32+33+34+35= 364.

Слайд 27

№14. Сколько различных решений имеет система уравнений: Ответ: 64 Решение: ((X1

№14. Сколько различных решений имеет система уравнений:

Ответ:

64

Решение:

((X1 ≡ X2) + (X3

≡ X4))*(¬(X1 ≡ X2) + ¬(X3 ≡ X4)) = 1
((X3 ≡ X4) + (X5 ≡ X6))*(¬(X3 ≡ X4) + ¬(X5 ≡ X6)) = 1
. . . . . . .
((X7 ≡ X8) + (X9 ≡ X10))*(¬(X7 ≡ X8) + ¬(X9 ≡ X10)) = 1
Слайд 28

Дерево решений: Так как Yi = (Xi ≡ Xi+1) имеет две

Дерево решений:

Так как Yi = (Xi ≡ Xi+1) имеет две пары

решений, как для 1, так и для 0. То всего решений для системы уравнений: 2*25 = 64.
Слайд 29

№15. Сколько различных решений имеет система уравнений: Ответ: 192 Решение:

№15. Сколько различных решений имеет система уравнений:

Ответ:

192

Решение:

Слайд 30

Так как См. решение задачи № 11 d. Так как Yi

Так как

См. решение задачи № 11 d.

Так как Yi =

(Xi ≡ Xi+1) имеет две пары решений, как для 1, так и для 0. То всего решений для системы уравнений: 6*25=192.
Слайд 31

№16. Сколько различных решений имеет система уравнений: Ответ: 224 Решение:

№16. Сколько различных решений имеет система уравнений:

Ответ:

224

Решение:

Слайд 32

См. решение задачи № 11 d. Только в нашем случае количество

См. решение задачи № 11 d.
Только в нашем случае количество переменных

шесть, поэтому ответ: 7*26=448.

Так как

Слайд 33

№17. Сколько различных решений имеет система уравнений: Ответ: Ответ: 244 120

№17. Сколько различных решений имеет система уравнений:

Ответ:

Ответ:

244

120

A → B ∨ C

∧ ¬D = 1
C → D ∨ E ∧ ¬F = 1
E →F ∨ G ∧ ¬H = 1
G →H ∨ I ∧ ¬J = 1
I → J ∨ A ∧ ¬B = 0

Решение:

Решение:

Слайд 34

Построим дерево решений для новой системы уравнений: Два решения: (00000) и

Построим дерево решений для новой системы уравнений:

Два решения: (00000) и
(11111).

Для

подсчета количества решений исходной системы уравнений будем учитывать, что
1) так как A ∨ ¬B = Y1, то уравнение
Y1=0 имеет одно решение: (0;1)
Y1=1 имеет три решения: (1;0), (1;1), (0;0);
2) Переменные Yi независимы.

Тогда для исходной системы уравнений набор (00000) дает одно решение, а набор
(11111) дает 3*3*3*3*3=35=243 решения.
Всего решений 1+243=244.

Слайд 35

A → B ∨ C ∧ ¬D = 1 C →

A → B ∨ C ∧ ¬D = 1
C → D

∨ E ∧ ¬ F = 1
E →F ∨ G ∧ ¬ H = 1
G → H ∨ I ∧ ¬ J = 1
I → J ∨ A ∧ ¬ B = 0

Заметим, что ¬ (A → B) = ¬ (¬А ∨ B)= А ∧ ¬B

Дерево решений:

Для подсчета количества решений исходной системы уравнений будем учитывать, что
1) так как A ∨ ¬B = Y1, то уравнение
Y1=0 имеет одно решение: (0;1)
Y1=1 имеет три решения: (1;0), (1;1), (0;0);
2) Переменные Yi независимы.

Четыре решения: (10000)
(11000)
(11100)
(11110)

Тогда для исходной системы уравнений набор (10000) дает 3*1*1*1*1=3 решения
(11000) дает 3*3*1*1*1=32=9 решений
(11100) - 3*3*3*1*1=33=27 решений
(11110) - 3*3*3*3*1=34=81 решение
Всего решений - 120.

Слайд 36

№18. Сколько различных решений имеет система уравнений: Ответ: 3 Решение:

№18. Сколько различных решений имеет система уравнений:

Ответ:

3

Решение:

Слайд 37

1. Построим таблицу истинности для первого уравнения, обозначив слагаемые соответственно y1,

1. Построим таблицу истинности для первого уравнения, обозначив слагаемые соответственно y1,

Y2, y3 и всю сумму - F:

Получили только три набора значений.

2. Составим дерево решений и будем подключать следующие уравнения:

Видим, что количество решений не увеличивается при подключении новых уравнений.

Ответ : 3 решения

Слайд 38

№19. Сколько различных решений имеет система уравнений: Ответ: 110 Решение:

№19. Сколько различных решений имеет система уравнений:

Ответ:

110

Решение:

Слайд 39

Так как То исходная система примет вид: См. решение задачи №

Так как
То исходная система примет вид:

См. решение задачи № 11

b.
Только в нашем случае количество переменных девять, поэтому ответ: 55*2=110.
Слайд 40

№20_А). Сколько различных решений имеет система уравнений: x1 → x2 →

№20_А). Сколько различных решений имеет система уравнений:

x1 → x2 → x3

→ x4 → x5 = 1
y1 → y2 → y3 → y4 → y5 = 0

Ответ:

231

Решение:

Слайд 41

Расставим скобки: т.к. все операции имеют одинаковый приоритет, то они выполняются

Расставим скобки: т.к. все операции имеют одинаковый приоритет, то они выполняются

последовательно слева направо.

(((x1 → x2 )→ x3) → x4 )→ x5 = 1

Рассмотрим x1 → x2. Если х1=0, то получаем два решения: 1 и 1.
Если х1=1, то решениями являются 0 и 1.

x1 → x2

4

3 «1» 1 «0»

(x1 → x2 )→ x3

8

3 «1» 3 «0» 2 «1»
Всего: 5 «1» 3 «0»

5 «1» 5 «0» 3* 2 «1»
Всего: 11 «1» 5 «0»

16

((x1 → x2 )→ x3) → x4

(((x1 → x2 )→ x3) → x4 )→ x5

32

11 «1» 11 «0» 5*2 «1»
Всего: 21 «1» 11 «0»

Решение для системы уравнений:
Т.к. первое уравнение имеет 21 решение, а второе уравнение – 11 решений, и переменные в уравнениях независимы, то система уравнений имеет 21*11=231 решение.

Слайд 42

№20_Б). Сколько различных решений имеет система уравнений: Ответ: 1387 Решение: x1

№20_Б). Сколько различных решений имеет система уравнений:

Ответ:

1387

Решение:

x1 → x2 → x3

→ x4 → x5 → x6 = 1
y1 → y2 → y3 → y4 → y5 → y6 = 1
x1 → y1 = 1
Слайд 43

Рассмотрим x1 → x2. Если х1=0, то получаем два решения: 1

Рассмотрим x1 → x2.
Если х1=0, то получаем два решения: 1

и 1.
Если х1=1, то решениями являются 0 и 1.

x1 → x2

1 «1» 1 «0»

(x1 → x2 )→ x3

1 «1» 1 «0» 2 «1»
Всего: 3 «1» 1 «0»

3 «1» 3 «0» 1* 2 «1»
Всего: 5 «1» 3 «0»

((x1 → x2 )→ x3) → x4

(((x1 → x2 )→ x3) → x4 )→ x5

4

8

16

32

64

2 «1»

2 «1» 2 «0»
Всего: 2 «1» 2 «0»

2 «1» 2 «0» 2*2 «1»
Всего: 6 «1» 2 «0»

5 «1» 5 «0» 3* 2 «1»
Всего: 11 «1» 5 «0»

6 «1» 6 «0» 2* 2 «1»
Всего: 10 «1» 6 «0»

11 «1» 11«0» 5*2 «1»
Всего: 21 «1» 11 «0»

10 «1» 10«0» 6*2 «1»
Всего: 22 «1» 10 «0»

Слайд 44

Решение для системы уравнений: Рассмотрим третье уравнение: x1 → y1 =

Решение для системы уравнений:
Рассмотрим третье уравнение: x1 → y1 = 1.


Если х1=1, то y1=1.
По таблице видим, что подходят варианты для исходной системы уравнений: 21х1*21y1 (переменные в уравнениях независимы).
Если х1=0, то y1 может быть любым: 0 и 1.
По таблице видим, что подходят варианты для исходной системы уравнений: 22х1*(21+22)y1 (переменные в уравнениях независимы).
Всего решений: 21*21+22*43=1387.

64

11 «1» 11«0» 5*2 «1»
Всего: 21 «1» 11 «0»

10 «1» 10«0» 6*2 «1»
Всего: 22 «1» 10 «0»

Слайд 45

(x1 → x2) ∧ (x2 → x3) ∧ (x3 → x4)

(x1 → x2) ∧ (x2 → x3) ∧ (x3 → x4)

= 1
(¬у1 ∨ у2) ∧ (¬у2 ∨ у3) ∧ (¬у3 ∨ у4) =1
(x1 → y1) ∧ (x2 → y2) ∧ (x3 → y3) ∧ (x4 → y4) = 1

№21. Сколько различных решений имеет система уравнений:

Решение:

Ответ:

15

Слайд 46

(x1 → x2)∧(x2 → x3)∧(x3 → x4) = 1 (¬у1 ∨

(x1 → x2)∧(x2 → x3)∧(x3 → x4) = 1
(¬у1 ∨ у2)∧

( ¬у2 ∨ у3) ∧ (¬у3 ∨ у4)=1
(x1→y1)∧(x2 → y2)∧(x3 → y3)∧(x4→ y4)=1

Рассмотрим систему из первых двух уравнений.

Т.к. переменные независимы, то всего решений: 5*5=25

Выясним, какие из этих решений не подходят для третьего уравнения.

4 решения

Всего 6 решений. Однако, решения из первой таблицы уже учтены в первом уравнении и их повторно считать не надо. Ответ: 3 решения.

3 решения

Слайд 47

(x1 → x2)∧(x2 → x3)∧(x3 → x4) = 1 (¬у1 ∨

(x1 → x2)∧(x2 → x3)∧(x3 → x4) = 1
(¬у1 ∨ у2)∧

( ¬у2 ∨ у3) ∧ (¬у3 ∨ у4)=1
(x1→y1)∧(x2 → y2)∧(x3 → y3)∧(x4→ y4)=1

Рассмотрим систему из первых двух уравнений.

Т.к. переменные независимы, то всего решений: 5*5=25

Выясним, какие из этих решений не подходят для третьего уравнения.

4 решения

3 решения

Всего 6 решений. Однако, решения из первой и второй таблиц уже учтены в первом и втором уравнениях и их повторно считать не надо. Ответ: 2 решения.

2 решения

Слайд 48

(x1 → x2)∧(x2 → x3)∧(x3 → x4) = 1 (¬у1 ∨

(x1 → x2)∧(x2 → x3)∧(x3 → x4) = 1
(¬у1 ∨ у2)∧

( ¬у2 ∨ у3) ∧ (¬у3 ∨ у4)=1
(x1→y1)∧(x2 → y2)∧(x3 → y3)∧(x4→ y4)=1

Рассмотрим систему из первых двух уравнений.

Т.к. переменные независимы, то всего решений: 5*5=25

Выясним, какие из этих решений не подходят для третьего уравнения.

4 решения

3 решения

2 решения

1 решение

Проводим аналогичные рассуждения

Всего решений для исходной системы уравнений: 25 – 4 – 3 – 2 – 1 = 15