Logica classica: implicazione materiale, deduzione logica e teoremi

Messaggioda Shun » 21/08/2014, 15:20

Ciao a tutti, sono nuovo e volevo chiedere se potevate darmi qualche aiuto su una questione molto elementare (logica matematica, implicazione materiale, deduzione logica, modus ponens, dimostrazione di teoremi) che non mi è totalmente chiara; posso chiedere a voi qualche piccolo chiarimento?
Vi ringrazio in anticipo, e non vi ruberò molto tempo. :oops:

Premessa: dato che non provengo da un liceo scientifico, non ho mai fatto gli elementi principali della logica classica, nemmeno ai corsi di analisi matematica, pertanto per colmare questa lacuna ho studiato gli elementi basilari che ho trovato sull'argomento.

1. Definisco i principali connettivi logici nella logica classica (negazione, congiunzione, disgiunzione inclusiva ed esclusiva, implicazione materiale (diretta, inversa, contraria, contro inversa) e co-implicazione materiale) tramite le tavole di verità; fin qui va tutto bene.
Implicazione materiale $→$
Deduzione logica $⇒$

2. La regola di inferenza deduttiva “modus ponendo ponens (MPP)” ho visto che viene definita in questo modo:

Date due proposizioni $A,B$

Si definisce “premessa del MPP” , la proposizione composta $P≝(A→B)∧A$

Si definisce “conclusione del MPP”, la proposizione $C≝B$

Si definisce regola di deduzione MPP: $P⇒C$ “se P, deduco C”

Quindi si fa vedere che questa regola di deduzione è corretta, in quanto l’implicazione materiale: $P→C$ “se P, allora C” è una tautologia.

Fin qui mi pare di aver capito che la differenza tra la freccia dell'implicazione materiale e quella della deduzione, è che la prima è un connettivo logico e in generale non necessita di un legame di significato (es. nesso causalità) tra le proposizioni $A,B$ che vado a legare con l'implicazione, mentre la seconda indica la direzione del ragionamento (che significa questo?).


3. I miei dubbi principali sono:

D1 – Quando ho davanti un teorema, non mi è chiaro se questo viene inteso nella forma $A→B$, oppure se è inteso nella forma del MPP $P⇒C$.
In generale si parla di ipotesi(H) e tesi (T), ma non mi è chiaro se l’ipotesi del teorema è $A$, se è $P=(A→B)∧A$ (cioè la premessa del MPP), oppure se l’ipotesi dipende dal tipo di dimostrazione che vado a scegliere di fare, ed è rappresentata da ciò che c’è a sinistra della freccia di deduzione (vedere punto D3).
Stessa cosa per la tesi, è $B$, è $C$ (cioè la conclusione del MPP), oppure dipende dal tipo di dimostrazione che vado a scegliere di fare, ed è rappresentata da ciò che c’è alla destra della freccia di deduzione (vedere punto D3)?

D2 – Nel ragionamento del MPP, è solo A che è condizione sufficiente per $C$, o è l’intera $P$ che è condizione sufficiente per $C$?
(In base alla tavola di verità, mi pare che la sola verità di $A$ non sia sufficiente a garantire la verità di $C$, bensì è la verità di P ad essere condizione sufficiente per la verità di C … è giusto?). Come si trasporta questo concetto nei teoremi? Più in generale, un teorema devo vederlo come un ragionamento in forma di modus ponens?

D3 – Dato un teorema, chiamando $H $ l'ipotesi e $T $ la tesi, ho letto che si possono usare varie tecniche di dimostrazione equivalenti, tra cui:
- dimostrazione del teorema nella forma diretta: $H⇒T$ "se H è vera, deduco che T è vera"
- dimostrazione del teorema nella forma contro inversa: $nonT⇒nonH$ "se nonT è vera, deduco che nonH è vera"
- dimostrazione per assurdo: $(H∧nonT)⇒nonH $ "se (H e nonT) è vera, deduco che nonP è vera" e quindi ho una contraddizione, con l'assunto iniziale.
Il mio dubbio è: ma queste sono tutte forme di MPP in cui P è ciò che c'è alla sinistra dell'uguale e C è ciò che c'è a sinistra? O non c'entra nulla? Che legame c'è tra A, P, H e tra B, C, T?

D4 - Infine, consideriamo un esempio semplice per capirci:

"Se un numero $x$ è dispari, allora il suo quadrato $x^2$ è dispari"

Ora io ragionerei in questo modo:
Proposizione A: "il numero $x$ è dispari"
Proposizione B: "il quadrato $x^2$ è dispari"
Quindi la proposizione "Se A, allora B" è l'implicazione materiale: $A→B$

Ciò che non mi è chiaro è: devo dimostrare che l’implicazione materiale $A→B$ è vera, oppure devo dimostrare che date per ipotesi vere le proposizioni $A$ e $A→B$ si deduce che B è vera? Cosa c'entra il modus pones in tutto questo fatto?

Insomma, mi manca di riunire i pezzi, perché sono davvero confuso!
Vi ringrazio davvero se potete aiutarmi a sbrogliare la mia confusione! Scusate il disturbo.
Ultima modifica di Shun il 21/08/2014, 15:49, modificato 1 volta in totale.
Shun
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Re: Logica classica: implicazione materiale, deduzione logica e teoremi

Messaggioda axpgn » 21/08/2014, 15:48

Provo a contribuire ... :)

D1) Il MPP è una regola di inferenza cioè una modalità di dimostrazione non è il teorema da dimostrare.
L'implicazione $A -> B$ non è di per sé né vera né falsa.
Il MPP "funziona" così: se sappiamo che l'implicazione è VERA ed anche che $A$ è VERA allora sicuramente $B$ è VERA (questo perché un'implicazione $A -> B$ è equivalente a $not A vv B$, perciò dato che sappiamo che l'implicazione è vera deve essere vero uno dei due membri del "vel" e dato che sappiamo che $not A$ è falsa allora non rimane che $B$ sia vera)

Sperando di non aver detto stupidaggini ... :)

Cordialmente, Alex
axpgn
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Re: Logica classica: implicazione materiale, deduzione logica e teoremi

Messaggioda Shun » 21/08/2014, 17:38

Grazie per la risposta!

Provo a fare un esempio, per vedere se ho capito! Magari potrà essere utile a qualcuno :D

1 - COSTRUZIONE DELLA PROPOSIZIONE DA DIMOSTRARE
Innanzitutto consideriamo le due proposizioni:
A: "il numero $x$ è dispari"
B: "il quadrato $x^2$ è dispari"

I tipi di proposizioni composte che potrei scrivere tramite implicazioni materiali, partendo da $A,B$ sono:
implicazione diretta: $A→B$
implicazione inversa: $B→A$
implicazione contraria: $not A→not B$
implicazione controinversa: $not B→not A$
co-implicazione: $A ↔ B$

Consideriamo la prop.composta ottenuta per implicazione diretta: "Se $x$ è dispari, allora $x^2$ è dispari"

2 - REGOLA DI INFERENZA CORRETTA
Prima di dimostrare se $A→B$ è vera, ricordiamo alcune regole di inferenza corrette, cioè regole che partendo da una "premessa" vere, ci permettano di ottenere una "conseguenza" vera, senza cadere in contraddizioni.
Direzione del ragionamento (singola deduzione): $ Premessa ⇒ Conseguenza $
La correttezza del ragionamento si verifica verificando che l'implicazione materiale $ Premessa → Conseguenza $, è una tautologia.

Esempi:

Modus Ponendo Ponens:
Premessa: $ (A→B)∧A $
Conseguenza: $B$
Direzione del ragionamento deduttivo: $ (A→B)∧A ⇒ B $
Scrivendo la tavola di verità si nota che esiste un solo caso in cui la premessa è vera, e per quel caso risulta che $B$ è vera.
Inoltre osserviamo che da premessa vera non si può dedurre (⇒) contemporaneamente che la conseguenza è sia vera che falsa; quindi verifichiamo che il ragionamento è corretto, in quanto l'implicazione materiale $ (A→B)∧A →B $ è una tautologia.

Modus Tollendo Tollens:
Premessa: $ (A→B)∧ not B $
Conseguenza: $not A$
Direzione del ragionamento deduttivo: $ (A→ B)∧ not B ⇒ not A $
Scrivendo la tavola di verità si nota che esiste un solo caso in cui la premessa è vera, e per quel caso risulta che $not B$ è vera. Inoltre osserviamo che da premessa vera non si può dedurre (⇒) contemporaneamente che la conseguenza è sia vera che falsa; quindi verifichiamo che il ragionamento è corretto, in quanto l'implicazione materiale $ (A→ B)∧ not B → not A $ è una tautologia)

Fallacia del conseguente: $ (A→B)∧B ⇒ A $ NON è un ragionamento corretto in quanto l'implicazione materiale $ (A→B)∧ B → A $ non è una tautologia.

3 - TECNICA DI DIMOSTRAZIONE

Dal MPP, discende la tecnica della dim. diretta:
Come mi hai fatto notare la premessa $(A→B)∧A$ è vera solo nel caso in cui $(A→B)$ e $A$ sono contemporaneamente vere, ed in particolare questa cosa si ha solo quando $A$ e $B$ sono contemporaneamente vere.
A questo punto per dimostrare se la proposizione $(A→B)$ è vera, si eseguono i seguenti passaggi:
1- Ipotesi della dim. diretta: $A$ è vera
2- Tesi della dim. diretta: $B$ è vera
3- Tramite passaggi logici, dimostrare che partendo dall'ipotesi si ottiene la tesi
4- Se il punto 3 risulta vero, essendo $A$ e $B$ contemporaneamente vere, allora è vera anche la proposizione composta: $A→B$.
Poiché la dim.diretta è figlia del ragionamento MPP, avendo ottenuto che la premessa $(A→B)∧A$ del MPP è vera, ed essendo il MPP un ragionamento corretto, ciò che abbiamo dimostrato è corretto.

Dal MTT, discende la tecnica della dim. controinversa:
In questo caso, la premessa $(A→ B)∧ not B$ è vera solo nel caso in cui $(A→B)$ e $not B$ sono contemporaneamente vere, e questa cosa si ha solo quando $not B$ e $not A$ sono contemporaneamente vere.
A questo punto la dim. controinversa (o contronominale) della proposizione $(A→B)$, si effettua in questo modo:
1- Ipotesi della dim. controinversa: $not B$ è vera
2- Tesi della dim. controinversa: $not A$ è vera
3- Tramite passaggi logici, dimostrare che partendo dall'ipotesi si ottiene la tesi
4- Se il punto 3 risulta vero, essendo $not B$ e $not A$ contemporaneamente vere, allora è vera anche la proposizione composta: $A → B$.
Poiché la dim.controinversa è figlia del ragionamento MTT, avendo ottenuto che la premessa $(A → B)∧not B$ del MTT è vera, ed essendo il MTT un ragionamento corretto, ciò che abbiamo dimostrato è corretto.

Per quanto riguarda il formalismo, credo sia tutto qui. Secondo voi è corretto il quadro?
Ultima modifica di Shun il 22/08/2014, 19:18, modificato 3 volte in totale.
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Re: Logica classica: implicazione materiale, deduzione logica e teoremi

Messaggioda axpgn » 21/08/2014, 18:17

A me sembra di sì (ma non è importante ... :-D); sarebbe utile la parola di qualcun altro ... ;-)

Cordialmente, Alex
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Re: Logica classica: implicazione materiale, deduzione logica e teoremi

Messaggioda Shun » 21/08/2014, 18:39

Eh sì, un parere sarebbe ottimo...
Ad ogni modo, ti ringrazio molto per la tua preziosa risposta precedente, che mi ha fatto ricontrollare le tavole di verità e ha fatto sì che si accendesse la lampadina! :D
Shun
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Re: Logica classica: implicazione materiale, deduzione logica e teoremi

Messaggioda adaBTTLS » 22/08/2014, 16:09

grossomodo sono d'accordo, anche se non ho avuto la pazienza di leggere tutto nel dettaglio (io sono di un'altra generazione, ho proprio bisogno della carta!). ho delle perplessità solo su questo passaggio:
Shun ha scritto:Modus Tollendo Tollens:
Premessa: $ (A→B)∧ not B $
si può scrivere anche nella forma: $ (not B→ not A)∧ not B$ in quanto l'implicazione controinversa $(not B→ not A)$ è logicamente equivalente (stessa tavola di verità) all'implicazione diretta $(A→B)$
Conseguenza: $not A$
Direzione del ragionamento deduttivo: $ (not B→ not A)∧ not B ⇒ not A $

se tieni conto delle motivazioni nella parte evidenziata, stai dicendo semplicemente che il modus tollens è banalmente equivalente al modus ponens, tant'è vero che utilizzando un'equivalenza l'hai trasformato in un modus ponens:
$[(C -> D) ^^ C] => D$, dove $C=not B, D= not A$.
ciao.
Le intuizioni e i concetti costituiscono gli elementi della nostra conoscenza, così non possono esserci concetti senza intuizioni e intuizioni senza concetti. (Immanuel Kant)
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Re: Logica classica: implicazione materiale, deduzione logica e teoremi

Messaggioda Shun » 22/08/2014, 18:46

Ottima ossevazione.
Non sono sicuro al 100% di quel passaggio, e magari modifico il messaggio evitando di farlo.
In effetti la corretta interpretazione dell'equivalenza logica tra implicazione diretta e controinversa, è attraverso la coimplicazione tra le due e non attraverso un'uguaglianza; ovvero:
$(A ->B) ↔ (not B -> not A)$ (legge delle inverse)

In ogni caso la cosa importante è che MPP e MTT sono ragionamenti diversi, ed infatti portano a tecniche di dimostrazione diverse.

Ciao, ti ringrazio per l'osservazione! :-)

----------------
Ho editato il precedente messaggio, senza effettuare quel passaggio.
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