Методическая
разработка по теме:
«Один
из способов построения таблиц истинности логических выражений»
Пенза,
2018 г.
Содержание.
1. Введение
………………………………………………..………2
2. Немного
теории……………………………………………..…3
3. Построение
таблиц истинности логических выражений...6
4. Приложение
1 (примеры заданий ЕГЭ)……………………10
5. Ответы…………………………………………………………13
Введение.
Для успешной сдачи
ЕГЭ по предмету «Информатика и ИКТ» необходимо уметь строить таблицы
истинности логических выражений. Во всех учебниках указан метод построения
таблиц истинности, который, на мой взгляд, является достаточно сложным и
запутанным. Я использую другой способ построения таблиц истинности логических
выражений. Ученики без проблем осваивают этот способ очень быстро, так как он
основан на том же методе, что мы используем на уроках математики в примерах на
несколько действий. Мы вычисляем значение одного действия и результат
подписываем над действием.
Данная разработка
будет полезна учителям информатики и ИКТ и учащимся для подготовки к ЕГЭ по
информатике.
Немного
теории.
Все логические задачи, предлагаемые на ЕГЭ,
сводятся к работе с логическими выражениями и заключаются либо в построении
таблицы истинности логического выражения, либо в преобразовании логического
выражения (приведения к каноническому виду).
Логические выражения состоят из
логических операций, примененных к логическим элементам.
Логические элементы могут принимать
значения 0 или 1.
Таблица истинности
логического выражения - это таблица, содержащая все возможные комбинации
значений переменных, входящих в это выражение, и значения выражения,
соответствующие каждой из этих комбинаций.
Для
построения таблиц истинности сложной функции необходимо знать таблицы
истинности элементарных функций. (Уже на этом этапе желательно давать таблицы в
таком виде для того, чтобы приучить к записи)
Основных логических операций всего 3:
1) «не А» - отрицание (инверсия, дополнение) производится над
одним
элементом. Обозначается горизонтальной
чертой сверху: А, или знаком ┐А.
Таблица
истинности отрицания (красным – значения переменной, чёрным – значение
функции).
┐А
1 0
0 1
Если исходное логическое выражение истинно, то
результат отрицания будет ложным, и наоборот, если исходное логическое
выражение ложно, то результат отрицания будет истинным.
2) «А и В» - логическое умножение (логическое "и", конъюнкция)
производится над двумя логическими элементами и обозначается обычно знаками х
или /\ (а бывает, что и &).
Таблица
истинности отрицания.
А
& В
0 0 0
0 0 1
1 0 0
1 1 1
Каждая логическая функция имеет исключение (одно
значение отличается от всех остальных). Именно его и надо запоминать.
Логическое умножение считается истинным в том
и только том случае, когда оба простых выражения являются истинными, во
всех остальных случаях данное выражение ложно.
3) «А или В» - логическое сложение (логическое "или", дизъюнкция)
производится над двумя элементами и обозначается обычно знаками + или V.
Таблица
истинности отрицания.
А V В
0 0 0
0 1 1
1 1 0
1 1 1
Логическое сложение ложно тогда и только тогда, когда оба
простых логических выражения ложны, и истинно, если хотя бы одно из простых
логических выражений истинно.
4) «если А то В» -
логическое следование (импликация) производится
над двумя элементами и обозначается обычно знаком →. Данная логическая
операция связывает два простых логических выражения, из которых первое является
условием (А), а второе (В) является следствием.
Таблица
истинности отрицания.
А → В
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 1 1
Логическое следование ложно, когда из истины следует ложь.
5) «А тогда и только тогда когда В» - логическая
равнозначности (эквивалентность) производится над двумя элементами и
обозначается обычно знаком ≡, или ↔.
Таблица
истинности отрицания.
А ≡ В
0 1 0
0 0 1
1 0 0
1 1 1
Эквивалентность является истинным тогда и только
тогда, когда оба простых логических выражения имеют одинаковую истинность.
Обращаю ваше внимание, что отрицание в моём методе надо
записывать ┐. Если формула записана в виде А V (В V С), то её необходимо переписать в виде А V ┐(В V С), а А V (В V С) = А V (┐В V ┐С). На этот переход
необходимо обратить внимание и потренироваться выполнять.
Когда
вы записываете конъюнкцию /\, дизъюнкцию V
это почти всегда ведёт к ошибке перепутать их при составлении таблиц
истинности.. Поэтому конъюнкцию всегда советую записывать & или х, для того
что бы не перепутать их таблицы истинности.
Когда
всё это усвоено и отработано, то переходим к построению таблиц истинности
сложных функций.
Построение
таблиц истинности логических выражений.
Порядок выполнения логических операций в сложном логическом
выражении.
1. Инверсия;
2. Конъюнкция;
3. Дизъюнкция;
4. Импликация;
5. Эквивалентность.
┐ & V → ≡
Для изменения указанного порядка выполнения логических операций
используются скобки.
Алгоритм
построения таблиц истинности для сложных выражений:
1.
Определить последовательность выполнения логических операций
(расставить порядок действий, как в математике);
2.
Определить количество различных переменных (простых
выражений);(n)
3.
Определить количество строк (количество различных наборов 0 и 1):
количество
строк = 2n ,
n -
количество простых высказываний;
4.
Подписать различные значения переменных, используя следующее
правило: под первой переменной записать 2n/2 0, а
затем такое же количество 1; под второй переменной (и на каждом следующем шаге)
в два раза меньше 0, чем в предыдущей переменной, и в 2 раза меньше 1;
последняя переменная – всегда чередование 0 и 1.
5. Выполнить
логические операции по порядку. При этом зачёркиваем столбцы, которые уже
обработали. Для каждого действия берём первые незачёркнутые значения справа и слева.
6. Столбец,
полученный в результате выполнения последнего действия, и есть результат.
Рассмотрим данный
алгоритм на конкретном примере.
Составить таблицу
истинности логического выражения ┐А&(B V ┐C)
Решение:
Перепишем данную
формулу так, чтобы внизу было достаточно места
1 шаг алгоритма
(порядок действий)
3
4 2 1
┐А&(B V ┐C)
2 шаг
алгоритма (количество различных переменных)
В данном выражении
3 различных переменных. n=3.
3 шаг
алгоритма (найти количество строк)
23=8
8 строк.
4 шаг
алгоритма (заполняем таблицу)
3
4 2 1
┐А&(B V ┐C)
0
0 первая переменная А половина 0, половина
1.
0
0
1
1
1
1
3
4 2 1
┐А&(B V ┐C)
0 0
0
0
0 1
0 1 вторая
переменная В два 0, две 1 .
1 0
1 0
1 1
1 1
3
4 2 1
┐А&(B V ┐C)
0 0
0
0 0
1
0 1 0
0 1 1 последняя
переменная С чередование 0 и 1 .
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
5 шаг
алгоритма (выполнение действий)
3
4 2 1
┐А&(B V ┐C)
0
0 1 0
0 0 0
1
0 1 1 0
0 1 0 1 выполнили
первое действие – отрицание («всё наоборот»)
1 0 1 0 значения
переменной С «зачеркнули».
1 0 0 1
1 1 1 0
1 1 0 1
3
4 2 1
┐А&(B V ┐C)
0
0 1 1 0
0 0 0 0
1
0 1 1 1 0
0 1 1 0 1 выполнили
второе действие – дизъюнкцию (ложно
тогда и только
1 0 1 1 0 тогда, когда оба простых логических выражения ложны)
1 0 0 0 1 «обработанные
столбцы «зачеркнули»
1 1 1 1 0
1 1 1 0 1
3
4 2 1
┐А&(B V ┐C)
1 0
0 1 1 0
1 0 0 0 0
1
1 0 1 1 1 0
1 0 1 1 0
1
0 1 0 1 1
0
0 1 0 0 0
1
0 1 1 1 1 0
0 1 1 1 0 1
3
4 2 1
┐А&(B V ┐C)
1 0 1 0 1 1 0
1 0 0 0 0 0
1
1 0 1 1 1 1 0
1 0 1 1 1 0
1
0 1 0 0 1 1
0
0 1 0 0 0 0
1
0 1 0 1 1 1 0
0 1 0 1 1 0 1
Результат
Если в логическом
выражении одна переменная встречается несколько раз, то при заполнении таблицы
записываем ей одинаковые значения. Например:
А V В & А
& В
0 0
0 0 В данном выражении две различные переменные,
0 1
0 1 поэтому 4 строки.
1 0
1 0
1 1
1 1
Приложение
№1 (задания ЕГЭ с сайта http://www.egeinf.ru:8080/or/inf/Main)
1. Задание A8
(№ 212194)
Символом F обозначено одно
из указанных ниже логических выражений от трех аргументов: X, Y, Z.
Дан фрагмент таблицы
истинности выражения F:
X
|
Y
|
Z
|
F
|
1
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
1
|
1
|
1
|
1
|
0
|
|
|
|
|
Какое выражение
соответствует F?
Варианты
ответа
2. Задание A8
(№ 212196)
Дана таблица истинности 4-х
функций от трех логических переменных: F1(X,Y,Z), F2(X,Y,Z), F3(X,Y,Z), F4(X,Y,Z):
X
|
Y
|
Z
|
|
|
|
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
1
|
0
|
1
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
1
|
1
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
1
|
1
|
1
|
0
|
1
|
0
|
1
|
1
|
1
|
1
|
0
|
1
|
1
|
0
|
1
|
0
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
0
|
|
|
|
|
|
|
|
Какая из данных функций
соответствует выражению ?
Варианты
ответа
1. F1
2. F2 3. F3
4. F4
3. Задание A8 (№ 212197)
Дана функция от трех переменных . При каком из указанных значений
аргументов X, Y, Z функция принимает значение, равное 1?
Варианты ответа
1. X=1, Y=0, Z=0 2. X=0, Y=0, Z=0 3. X=1, Y=1, Z=0
4. X=0, Y=0, Z=1
4. Задание A8 (№
212198)
Дана функция от трех
переменных . При
каком из указанных значений аргументов X, Y, Z функция принимает значение,
равное 0?
Варианты
ответа
1. X=1, Y=0, Z=0 2. X=1, Y=1, Z=0 3. X=0, Y=1, Z=0
4. X=0, Y=0, Z=1
5. Задание
A8 (№ 212199)
Для какого числа различных
наборов аргументов X, Y логическая функция принимает значение, равное 1?
Варианты
ответа
1. 0 2. 1 3.
2 4. 3
6. Задание
A8 (№ 212201)
Для какого числа различных
наборов аргументов X, Y, Z логическая функция принимает значение, равное
1?
Варианты
ответа
1. 1 2. 3 3. 6
4. 7
7. Задание
A13 (№ 236896)
Для какого числа X истинно
высказывание ?
Варианты
ответа
1. 1 2. 2 3. 3
4. 4
8. Задание
A13 (№ 236902)
Для какого символьного
набора истинно высказывание:
Первая буква гласная (Третья буква согласная)?
Варианты
ответа
1. AMKIK
2. KAINA 3. IMMAK 4.
IICAI
9. Задание
A13 (№ 236904)
Для какого слова истинно
высказывание
(1 буква —
гласная) (3 буква —
согласная) (4 буква — гласная)?
Варианты
ответа
1. abcde 2. bceda 3. abedc 4. Bcade
10. Задание A13 (№ 236910)
Для каких из указанных значений X и Y
истинно высказывание:
?
Варианты ответа
1. X=0, Y=0 2. X=0, Y=0,5 3. X=0, Y=1 4. X=0,5, Y=0,5
11. Задание A13
(№ 236909)
Для какого символьного
набора ложно высказывание:
((Первая буква —
гласная) (Вторая
буква — гласная)) (Третья буква —
согласная)
Варианты
ответа
1. Крот 2. Атака 3. Арбуз
4. Оазис
12. Задание A13 (№ 236913)
Для каких из указанных значений X и Y
ложно высказывание:
?
Варианты ответа
1. X=0, Y=-0,5 2. X=0,5, Y=-0,75 3. X=0,25, Y=-0,5 4. X=0,5, Y=-0,5
Ответы.
1.
4
2.
2
3.
1
4.
3
5.
2
6.
2
7.
3
8.
2
9.
3
10.
2
11.
3
12.
1
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.