LMF2018: Sintaxis y semántica de la lógica proposicional

En la clase de hoy del curso Lógica matemática y fundamentos se ha explicado la sintaxis de la lógica proposicional insistiendo en el carácter inductivo del tipo de datos de las fórmulas proposicionales, del procedimiento de definiciones por recursión sobre las fórmulas y de demostración de propiedades por inducción sobre las fórmulas.

Finalmente, se ha iniciado el estudio de la semántica de la lógica proposicional definiendo los booleanos, las interpretaciones, las funciones de verdad de las conectivas y mostrando cómo a partir de dichos conceptos se puede calcular el valor de verdad de una fórmula respecto de una interpretación.

A partir de lo anterior se han estudiado los modelos de fórmulas, la clasificación semántica de fórmulas (satisfacibles, insatisfacibles, tautologías, contradictorias y contingentes), los problemas SAT y TAUT. Finalmente, se han visto dos algoritmos para la solución de los problemas SAT y TAUT: tablas de verdad y método de Quine.

A continuación se ha estudiado la equivalencia de fórmulas.

Las transparencias de esta clase son las páginas 1-26 del tema 1.

Se han propuesto como ejercios los de la 1ª relación.

RA2018: Sintaxis y semántica de la lógica de primer orden

En la segunda parte de la clase de hoy del curso Razonamiento automático se ha presentado la sintaxis y la semántica de la lógica de primer orden como respuestas a las siguientes preguntas:

  • ¿cómo se puede representar el conocimiento con la lógica de primer orden?,
  • ¿qué es una fórmula de primer orden?,
  • ¿qué significa que una fórmula verdadera? y
  • ¿qué significa que un argumento sea correcto?

Como ejemplos de representación hemos visto cómo representar conocimiento geográfico, del mundo de los bloques y conocimiento astronómico. En los distintos ejemplos hemos resaltado los tipos de símbolos lógicos utilizados.

A partir de los ejemplos de representación del conocimiento, se han definido los símbolos lógicos (variables, conectivas, cuantificadores e igualdad) y los símbolos no lógicos (constantes, predicados y funciones) que forman el alfabeto del lenguaje de la lógica de primer orden.

A partir del alfabeto, se definen los términos, las fórmulas atómicas y las fórmulas del lenguaje.

Como medio del reconocimiento de fórmulas, se introducen los árboles de análisis. Con ello, respondemos a la segunda de las preguntas iniciales.

En segundo lugar hemos estudiado la semántica, comenzando con distintas cuestiones sobre qué significa que una fórmula sea verdadera para resaltar su dependencia del universo, la interpretación de los símbolos no lógico y de las asignaciones a las variables libres.

Se han definido las estructuras de un lenguaje, las asignaciones a las variables y las interpretaciones de un lenguaje.

Se ha definido el valor de un término o de una fórmula en una interpretación. Con ello, respondemos a la tercera de las preguntas iniciales.

Las transparencias de esta clase son las del tema 8a.

RA2018: Editores lógicos

En la primera parte de la clase de hoy del curso de Razonamiento automático se han comentado el uso de editores lógicos, distintos de Isabelle/HOL, que facilitan y corrigen la escritura de demostraciones por deducción natural o mediante secuentes.

El primero que se ha presentado es Pandora. Es un editor para la deducción natural. Se han realizado las demostraciones que se muestran en este vídeo. Un libro usando Pandora es Reasoned programming.

El segundo que se ha presentado es Conan. También es un editor para deducción natural. Se han realizado las mismas demostraciones que con Pandora. La descripción de Conan se encuentra en Proof editor for natural deduction in first-order logic.

El tercero que se ha presentado es Logitext. Es un un editor para el cálculo de secuentes. Se han realizado las demostraciones propuestas en su tutorial.

Finalmente se ha presentado APLI2 (APLIcación de Ayuda Para Lógica Informática) que contiene una colección de problemas para traducir argumentos del lenguaje natural al lenguaje de la lógica de primer orden y automáticamente corrige la traducción.

RA2018: Deducción natural proposicional con Isabelle/HOL

En la clase de hoy del curso de Razonamiento automático se ha completado la presentación de la deducción natural con Isabelle/HOL que se empezó en la clase anterior.

La presentación se basa en los ejemplos del tema 2 del curso de Lógica informática que, a su vez, se basa en el capítulo 2 del libro de Huth y Ryan Logic in Computer Science (Modelling and reasoning about systems).

La página al lado de cada ejemplo indica la página de las transparencias donde se encuentra la demostración.

Para cada ejemplo se presentan distintas demostraciones. La primera intenta reflejar la demostración de las transparencias, las siguientes van eliminando detalles de la prueba hasta la última que es automática.

A los largos de los ejemplos se van comentando los elementos del lenguaje conforme van entrando en el juego.

La teoría con los ejemplos presentados en la clase es la siguiente:
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LMF2017: Tableros semánticos.

En la clase de hoy del curso Lógica matemática y fundamentos se ha presentado un nuevo sistema deductivo: los tableros semánticos.

Hemos visto cómo los problemas de tautología y de consecuencia lógica se reducen a problemas de consistencia:

  1. F es una tautología syss {¬F} es inconsistente.
  2. F es consecuencia lógica de S syss S ∪ {¬F} es inconsistente.

Por tanto, para resolver ambos problemas basta con tener un procedimiento sistemático de búsqueda de modelos. Uno de dichos procedimientos es el de tableros semánticos.

Una ventaja de los tableros semánticos frente a la deducción natural es la reducción del número de reglas lo que facilita su automatización.

Además, se ha presentado el sistema Tree Proof Generator que busca automáticamente el tablero semántico correspondiente a la fórmula introducida.

Las transparencias de esta clase son las de las del tema 3 y del tema 9