Презентация, доклад к уроку информатики Элементы алгебры логики, математические основы информатики

Содержание

Ключевые слова алгебра логики высказывание логическая операция конъюнкция дизъюнкция отрицание логическое выражение таблица истинности законы логики

Слайд 1ЭЛЕМЕНТЫ АЛГЕБРЫ ЛОГИКИ
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ

ЭЛЕМЕНТЫ АЛГЕБРЫ ЛОГИКИМАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ

Слайд 2Ключевые слова
алгебра логики
высказывание
логическая операция
конъюнкция
дизъюнкция
отрицание
логическое

выражение
таблица истинности
законы логики
Ключевые слова алгебра логики высказывание логическая операция конъюнкция дизъюнкция отрицание логическое выражение таблица истинности законы логики

Слайд 3Клод Шеннон (1916-2001). Его исследования позволили применить алгебру логики в вычислительной

технике

Логика

Аристотель (384-322 до н.э.). Основоположник формальной логики (понятие, суждение, умозаключение).

Джордж Буль (1815-1864). Создал новую область науки - Математическую логику (Булеву алгебру или Алгебру высказываний).

Клод Шеннон (1916-2001). Его исследования позволили применить алгебру логики в вычислительной техникеЛогикаАристотель (384-322 до н.э.). Основоположник формальной

Слайд 4Алгебра - наука об общих операциях, аналогичных сложению и умножению, которые

могут выполняться над разнообразными математическими объектами – числами, многочленами, векторами и др.

Алгебра





Алгебра - наука об общих операциях, аналогичных сложению и умножению, которые могут выполняться над разнообразными математическими объектами

Слайд 5Высказывание - это предложение на любом языке, содержание которого можно однозначно

определить как истинное или ложное.

В русском языке высказывания выражаются повествовательными предложениями:
Земля вращается вокруг Солнца.
Москва - столица.

Побудительные и вопросительные предложения высказываниями не являются.
Без стука не входить!
Откройте учебники.
Ты выучил стихотворение?

Высказывание

Но не всякое повествовательное предложение является высказыванием:
Это высказывание ложное.

Высказывание - это предложение на любом языке, содержание которого можно однозначно определить как истинное или ложное.В русском

Слайд 6Высказывание или нет?
Зимой идет дождь.
Снегири живут в Крыму.
Кто к нам пришел?
У

треугольника 5 сторон.
Как пройти в библиотеку?
Переведите число в десятичную систему.
Запишите домашнее задание




Высказывание или нет?Зимой идет дождь.Снегири живут в Крыму.Кто к нам пришел?У треугольника 5 сторон.Как пройти в библиотеку?Переведите

Слайд 7Алгебра логики определяет правила записи, вычисления значений, упрощения и преобразования высказываний.
В

алгебре логики высказывания обозначают буквами и называют логическими переменными.
Если высказывание истинно, то значение соответствующей ему логической переменной обозначают единицей (А = 1), а если ложно - нулём (В = 0).
0 и 1 называются логическими значениями.

Алгебра логики

Алгебра логики определяет правила записи, вычисления значений, упрощения и преобразования высказываний.В алгебре логики высказывания обозначают буквами и

Слайд 8Простые и сложные высказывания
Высказывания бывают простые и сложные.
Высказывание называется простым, если

никакая его часть сама не является высказыванием.
Сложные (составные) высказывания строятся из простых с помощью логических операций.
Простые и сложные высказыванияВысказывания бывают простые и сложные.Высказывание называется простым, если никакая его часть сама не является

Слайд 9Конъюнкция - логическая операция, ставящая в соответствие каждым двум высказываниям новое

высказывание, являющееся истинным тогда и только тогда, когда оба исходных высказывания истинны.
Другое название: логическое умножение.
Обозначения: ∧ , ×, &, И.

Логические операции

Таблица истинности:

Графическое представление

A

B


А&В

Конъюнкция - логическая операция, ставящая в соответствие каждым двум высказываниям новое высказывание, являющееся истинным тогда и только

Слайд 10Дизъюнкция - логическая операция, которая каждым двум высказываниям ставит в соответствие

новое высказывание, являющееся ложным тогда и только тогда, когда оба исходных высказывания ложны.
Другое название: логическое сложение.
Обозначения: V, |, ИЛИ, +.

Логические операции

Таблица истинности:

Графическое представление

A

B

АVВ

Дизъюнкция - логическая операция, которая каждым двум высказываниям ставит в соответствие новое высказывание, являющееся ложным тогда и

Слайд 11
Инверсия - логическая операция, которая каждому высказыванию ставит в соответствие новое

высказывание, значение которого противоположно исходному.
Другое название: логическое отрицание.
Обозначения: НЕ, ¬ , ¯ .

Логические операции имеют следующий приоритет:
инверсия, конъюнкция, дизъюнкция.

Логические операции

Таблица истинности:

Графическое представление


A

Ā

Инверсия - логическая операция, которая каждому высказыванию ставит в соответствие новое высказывание, значение которого противоположно исходному.Другое название:

Слайд 12Пусть А = «На Web-странице встречается слово "крейсер"», В = «На

Web-странице встречается слово "линкор"».
В некотором сегменте сети Интернет 5000000 Web-страниц. В нём высказывание А истинно для 4800 страниц, высказывание В - для 4500 страниц, а высказывание АVВ - для 7000 страниц.
Для какого количества Web-страниц в этом случае будут истинны следующие выражения и высказывание?
а) НЕ (А ИЛИ В);
б) А & B;
в) На Web-странице встречается слово "крейсер" И НЕ встречается слово "линкор".

Решаем задачу

Пусть А = «На Web-странице встречается слово

Слайд 135000000 – 7000 = 4 993 000 Web-страниц НЕ (А ИЛИ

В)

A = 4800, B = 4500.
4800 + 4500 = 9300

4800 – 2300 = 2500 Web-страниц

Представим условие задачи графически:

На 2500 Web-страницах встречается слово "крейсер" И НЕ встречается слово "линкор".


5 000 000

7 000

НЕ (А ИЛИ В)

Сегмент Web-страниц

A

B

A&B

9300 – 7000 = 2300 Web-страниц A&B

A

И

А ИЛИ В

5000000 – 7000 = 4 993 000 Web-страниц НЕ (А ИЛИ В) A = 4800, B =

Слайд 14Построение таблиц истинности для логических выражений
подсчитать n - число переменных в

выражении

подсчитать общее число логических операций в выражении

установить последовательность выполнения логических операций

определить число столбцов в таблице

заполнить шапку таблицы, включив в неё переменные и операции

определить число строк в таблице без шапки: m =2n

выписать наборы входных переменных

провести заполнение таблицы по столбцам, выполняя логические
операции в соответствии с установленной последовательностью

Построение таблиц истинности для логических выраженийподсчитать n - число переменных в выраженииподсчитать общее число логических операций в

Слайд 15А V A & B
n = 2, m = 22 =

4.
Приоритет операций: &, V

Пример построения таблицы истинности

А V A & Bn = 2, m = 22 = 4. Приоритет операций: &, V Пример

Слайд 16Свойства логических операций
Законы алгебры-логики
A & B = B & A
A V

B = B V A

A&(BVC)= (A&B) V (A&C)

AV(B&C) = (AVB)&(AVC)

(A & B) & C = A & ( B & C)

(A V B) V C =A V ( B V C)

Переместительный

Сочетательный

Распределительный

Закон двойного
отрицания

A & Ā = 0

A V Ā = 1

A & 0=0; A &1 = A

A V 0 = A; A V 1 = 1

A & A = A

A V A = A

Закон исключения
третьего

Закон повторения

Законы операций
с 0 и 1

Законы общей
инверсии

Свойства логических операцийЗаконы алгебры-логикиA & B = B & AA V B = B V AA&(BVC)= (A&B)

Слайд 17Распределительный закон для логического сложения: A v (B & C) =

(A v B) & (A v C).

Доказательство закона

Умножаем В на С и выводим результат.

0

0

0

0

0

0

1

1

Складываем А и В и выводим результат.

0

0

0

1

1

1

1

1

Складываем А и (В&С) и выводим результат.

0

0

1

1

1

1

1

1

Складываем А и C и выводим результат.

0

0

1

1

1

1

1

1

Умножаем (АvB) на (AvC )и выводим результат.

0

0

0

1

1

1

1

1

Равенство выделенных столбцов доказывает распределительный закон.



Распределительный закон для логического сложения:  A v (B & C) = (A v B) & (A

Слайд 18Задача. Коля, Вася и Серёжа гостили летом у бабушки. Однажды один

из мальчиков нечаянно разбил любимую бабушкину вазу.

Решение логических задач

На вопрос, кто разбил вазу, они дали такие ответы:
Серёжа: 1) Я не разбивал. 2) Вася не разбивал.
Вася: 3) Серёжа не разбивал. 4) Вазу разбил Коля.
Коля: 5) Я не разбивал. 6) Вазу разбил Серёжа.

Бабушка знала, что один из её внуков (правдивый), оба раза сказал правду; второй (шутник) оба раза сказал неправду; третий (хитрец) один раз сказал правду, а другой раз - неправду. Назовите имена правдивого, шутника и хитреца.
Кто из внуков разбил вазу?

Задача. Коля, Вася и Серёжа гостили летом у бабушки. Однажды один из мальчиков нечаянно разбил любимую бабушкину

Слайд 19Решение. Пусть К =«Коля разбил вазу»,

В =«Вася разбил вазу»,
С =«Серёжа разбил вазу».
Представим в таблице истинности высказывания каждого мальчика. Так как ваза разбита одним внуком, составим не всю таблицу, а только её фрагмент, содержащий наборы входных переменных: 001, 010, 100.

Исходя из того, что знает о внуках бабушка, следует искать в таблице строки, содержащие в каком-либо порядке три комбинации значений: 00, 11, 01 (или 10). Это первая строка.
Вазу разбил Серёжа, он - хитрец. Шутником оказался Вася. Имя правдивого внука - Коля.




Решение. Пусть К =«Коля разбил вазу»,

Слайд 20Логический элемент – устройство, которое после обработки двоичных сигналов выдаёт значение

одной из логических операций.

Логические элементы

Логический элемент – устройство, которое после обработки двоичных сигналов выдаёт значение одной из логических операций.Логические элементы

Слайд 21Какой сигнал должен быть на выходе при каждом возможном наборе сигналов

на входах?

Анализ электронной схемы

Решение. Все возможные комбинации сигналов на входах А и В внесём в таблицу истинности. Проследим преобразование каждой пары сигналов при прохождении их через логические элементы и запишем полученный результат в таблицу. Заполненная таблица истинности полностью описывает рассматриваемую электронную схему.

А

В

В инвертор поступает сигнал от входа В.

В конъюнктор поступают сигналы от входа А и от инвертора. Таким образом, F = A & B.

Какой сигнал должен быть на выходе при каждом возможном наборе сигналов на входах?Анализ электронной схемыРешение. Все возможные

Слайд 22Высказывание — это предложение на любом языке, содержание которого можно однозначно

определить как истинное или ложное.
Основные логические операции, определённые над высказываниями: инверсия, конъюнкция, дизъюнкция.

Таблицы истинности для основных логических операций:

При вычислении логических выражений сначала выполняются действия в скобках. Приоритет выполнения логических операций: ¬, &, V.

Самое главное

Высказывание — это предложение на любом языке, содержание которого можно однозначно определить как истинное или ложное.Основные логические

Слайд 23Вопросы и задания
Объясните, почему следующие предложения не являются высказываниями.

1) Какого цвета

этот дом?
2) Число Х не превосходит единицы.
3) 4Х +3.
4) Посмотрите в окно.
5) Пейте томатный сок!
6) Эта тема скучна.
7) Рикки Мартин - самый популярный певец.
8) Вы были в театре?

Приведите по одному примеру истинных и ложных высказываний из биологии, географии, информатики, истории, математики, литературы.

В следующих высказываниях выделите простые высказывания, обозначив каждое из них буквой. Запишите с помощью букв и знаков логических операций каждое составное высказывание.
1) Число 376 чётное и трёхзначное.
2) Зимой дети катаются на коньках или на лыжах.
3) Новый год мы встретим на даче или на Красной площади.
4) Неверно, что Солнце движется вокруг Земли.
5) Земля имеет форму шара, который из космоса кажется голубым.
6) На уроке математики старшеклассники отвечали на вопросы учителя, а также писали самостоятельную работу.

Постройте отрицания следующих высказываний.

1) Сегодня в театре идёт опера «Евгений Онегин».
2) Каждый охотник желает знать, где сидит фазан.
3) Число 1 есть простое число.
4) Натуральные числа, оканчивающиеся цифрой 0, не являются простыми числами.
5) Неверно, что число 3 не является делителем числа 198.
6) Коля решил все задания контрольной работы.
7) Во всякой школе некоторые ученики интересуются спортом.
8) Некоторые млекопитающие не живут на суше.

Пусть А = «Ане нравятся уроки математики», а В = «Ане нравятся уроки химии». Выразите следующие формулы на обычном языке:

Выясните, какой сигнал должен быть на выходе электронной схемы при каждом возможном наборе сигналов на входах. Составьте таблицу работы схемы. Каким логическим выражением описывается схема?

Вопросы и заданияОбъясните, почему следующие предложения не являются высказываниями.1) Какого цвета этот дом?2) Число Х не превосходит

Слайд 24Вопросы и задания
Разбирается дело Джона, Брауна и Смита. Известно, что один

из них нашёл и утаил клад. На следствии каждый из подозреваемых сделал два заявления:
Смит: «Я не делал этого. Браун сделал это».
Джон: «Браун не виновен. Смит сделал это».
Браун: «Я не делал этого. Джон не делал этого».
Суд установил, что один из них дважды солгал, другой дважды сказал правду, третий один раз солгал, один раз сказал правду.
Кто из подозреваемых должен быть оправдан?

Алёша, Боря и Гриша нашли в земле старинный сосуд. Рассматривая удивительную находку, каждый высказал по два предположения:

1) Алеша: «Это сосуд греческий и изготовлен в V веке».
2) Боря: «Это сосуд финикийский и изготовлен в III веке».
3) Гриша: «Это сосуд не греческий и изготовлен в IV веке».

Учитель истории сказал ребятам, что каждый из них прав только в одном из двух предположений. Где и в каком веке изготовлен сосуд?

Вопросы и заданияРазбирается дело Джона, Брауна и Смита. Известно, что один из них нашёл и утаил клад.

Слайд 25Опорный конспект
Инверсия
Конъюнкция
Дизъюнкция
Высказывание – это предложение на любом языке, содержание которого


можно однозначно определить как истинное или ложное.

Приоритет выполнения логических операций: ¬, &, V.

Основные логические
операции

Опорный конспектИнверсия КонъюнкцияДизъюнкцияВысказывание – это предложение на любом языке, содержание которого можно однозначно определить как истинное или

Слайд 26Электронные образовательные ресурсы
http://school-collection.edu.ru/catalog/res/9e997f40-f285-4369-aa7d-88b892beca45/?interface=catalog&class=51&subject=19 – Элементарные логические операции

Электронные образовательные ресурсыhttp://school-collection.edu.ru/catalog/res/9e997f40-f285-4369-aa7d-88b892beca45/?interface=catalog&class=51&subject=19 – Элементарные логические операции

Что такое shareslide.ru?

Это сайт презентаций, где можно хранить и обмениваться своими презентациями, докладами, проектами, шаблонами в формате PowerPoint с другими пользователями. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть