Exercícios de Lógica

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1 Universidade Estadual de Maringá Centro de Ciências Exatas Departamento de Matemática Exercícios de Lógica = ƒ abril de 007 Maringá PR Organizador: João Roberto Gerônimo

2 Introdução O objetivo deste material é servir de reforço aos conceitos de lógica desenvolvidos na sala da aula. Os exercícios aqui propostos são de dificuldade baixa, média e alta e devem ser tomados como um complemento aos exercícios do livro. A intenção é proporcionar ao estudante o conhecimento de suas principais lacunas de modo a melhor orientar seu estudo. Esta lista está dividida em assuntos e seus tópicos e contém exercícios prováveis, ou seja, é provável que exercícios desse tipo caiam em prova. Dividimos em temas conforme segue: Conceitos Tabelas-Verdade Método Dedutivo Quantificadores Problemas Lógicos Circuitos Lógicos e Interruptores Conceitos 1. O que é Lógica? Para que serve?. Para que estudar lógica se eu faço o curso de Matemática? 3. Quais os três princípios que regem a Lógica Clássica? 4. a) O que é o Princípio da Identidade. Exemplifique. b) O que é o Princípio do Terceiro Excluído. Exemplifique. c) O que é o Princípio da Não-Contradição. Exemplifique. 5. O que é uma proposição? 6. O que são proposições compostas? 7. Quais as principais maneiras de construir proposições compostas? 8. Sejam as proposições P: Está chovendo,q: O sol está brilhando e R: Há nuvens no céu. Traduza as seguintes sentenças abaixo em notação lógica: a) choverá se o sol brilhar ou se o céu estiver com nuvens. b) se está chovendo, então há nuvens no céu. c) o sol brilha quando e apenas quando o céu fica com nuvens. 9. Utilizando o exercício anterior, determine significados para as para as proposições: a) (P Q) R b)~p (Q R) c)~(p Q) R 10. Determine os valores lógicos de cada uma das proposições: a) se + = 4 então + 4 = 8. b) se + = 5 então + 4 = 8. c) se + = 4 então + 4 = 6. d) se + = 5 então +4= Suponha que P Q seja falso. É possível determinar os valores lógicos de a) P Q.

3 b) P Q. c)q P. 1. (FM-005) Observe as seguintes demonstrações: I) Temos = Somamos (81/4) nos dois lados, o que não altera a igualdade. Assim, (81/4) = 5-45+(81/4). Isso pode ser escrito da seguinte forma: (4-(9/)) = (5- (9/)). Tirando a raiz quadrada em ambos os lados temos:4-(9/) = 5-(9/). Somando (9/) nos dois lados da igualdade temos:4 = 5. II) Primo notou que o papel de Tornasol ficou vermelho ao ser posto em ácido. Verificou ainda, que ficou azul ao ser posto em solução alcalina. Agora, Primo está colocando o papel de Tornasol em uma solução ácida ou alcalina. Primo observa que o papel não ficou azul. É claro que o papel ficou vermelho. Em (I) concluímos que: A) Desde crianças fomos enganados e de fato 4 = 5. B) Existe algo errado nessa demonstração. Caso a sua resposta seja a A), ou seja, você foi enganado, o que resta é o chorar. Se sua resposta foi a B), ou seja, deve haver algum erro nisto, mostre onde ele está e porque. Em (II), a conclusão está correta? Justifique sua resposta utilizando os operadores lógicos conhecidos por você. Tabela Verdade 13. a) O que é uma tabela verdade? b) Como se constrói uma tabela verdade? c) Quantas linhas são utilizadas na construção da tabela verdade? 14. A conjunção de duas proposições P e Q, denotada por P Q, é uma proposição composta que é verdadeira somente quando ambas o são. Construa sua tabela-verdade. 15. A disjunção de duas proposições P e Q, denotada por P Q, é uma proposição composta que é verdadeira somente quando uma delas o é. Construa sua tabela-verdade. 16. A negação de uma proposição P, denotada por ~P, é uma proposição que troca o valor lógicao da proposição original. Construa sua tabela-verdade. 17. A condicional de duas proposições P e Q, denotada por P Q, é uma proposição composta que é falsa somente quando a primeira é verdadeira e a segunda é falsa. 18. A bicondicional de duas proposições P e Q, denotada por P Q, é uma proposição composta que é verdadeira somente quando ambas possuem o mesmo valor lógico 19. a) O que é uma tautologia? b) O que é uma contradição? c) O que é uma implicação ou inferência? d) O que é uma bicondicional ou equivalência lógica? 0. Verifique que p ~p é uma contradição. 1. As tabelas a seguir estabelecem as principais regras de inferência e equivalências lógicas. Demonstre, utilizando a tabela verdade, cada uma dessas regras. REGRAS DE INFERÊNCIA 1 Adição P P Q Q P Q Simplificação P Q P P Q Q Silogismo Disjuntivo (P Q) ~P Q Modus Ponens (P Q) P Q

4 ModusTollens (P Q) ~Q ~P 3 Dilemas Construtivos 4 Dilemas Destrutivos (P Q) (R S) (P R) (Q S) (P Q) (R S) (P R) (Q S) (P Q) (R S) [(~Q ~S) (~P ~R)] (P Q) (R S) [(~Q ~S) (~P ~R)] 5 Lei Transitiva (P Q) (Q R) (P R) 6 Contradição/Tautologia c P P t 7 Inferência por casos Inferência eliminação (Q P) (R P) [(Q R) P] [P (Q R)] ~R (P Q) 8 União P Q P Q 9 Transitivadade [P Q Q R] (P R) [P Q Q R] (P R). EQUIVALÊNCIAS LÓGICAS 1 Condicional P Q ~[P (~Q)] P Q (~P) Q Bicondicional (P Q) [(P Q) (Q P)] 3 Lei da dupla negação ~(~P) P 4 Leis comutativas P Q Q P P Q Q P 5 Leis de idempotência P P P P P P 6 Lei contrapositiva (P Q) [(~Q) (~P)] 7 Reductio Absurdum ad (P Q) (P ~Q) c 8 Leis de De Morgan ~(P Q) [(~P) (~Q)] ~(P Q) [(~P) (~Q)] 9 Leis associativas (P Q) R P (Q R) (P Q) R P (Q R) 10 Leis distributivas P (Q R) (P Q) (P R) P (Q R) (P Q) (P R) Contradição P t P P t t P (~P) c P c c 11 Tautologia P c P ~t c ~c t P ~P t 1 Substituição (P P ) [P(p,q,r,...) P(p,q,r,...)] 13 Absorção [P (P Q)] P [P (P Q)] P. Diga em cada caso, qual a lei de equivalência está sendo usada. a) ~(~(P Q)) P Q. b) (P Q) ~R ~R (P Q). c) [P (Q R)] [P (Q R)] [P (Q R)]. d) ~(~(~P)) ~P. e) P (Q R) (Q R) P. f) ~P (Q S) ~(Q S) P. g) (P ~Q) (~R S) [(P ~Q) ~R] S. h) ~P Q ~(P ~Q). i) [P (Q R) (P ~P)] P (Q R). j) (P R) (R Q) R (P Q). k) (P Q) ~R ~(P Q R). l) P Q ~(~P ~Q). m) [(P R) S] ~Q Q ~(P R) S. n) (P ~Q) (P Q) (P ~P). o) (~P ~Q) (Q ~Q) P P. p) ~(~P (Q R)) ~((~P Q) (~P R)). q) ~(P Q) R ~(~R (P Q)). r) (P Q) (~Q ~P) ((P Q) ~Q) ~P. s) (Q ~R) (R ~R) Q ~R. t) ~P (Q R) P (Q R). 3. Diga em cada caso qual a regra de inferência que está sendo usada. a) ~P Q ~P. b) (P ~Q) Q P. c) (P ~Q) P ~Q. d) (~P Q) (Q ~R) (~P ~R). e) ~P Q ~P. f) (P (P Q)) P (P Q). g) (P ~Q) (Q ~R) (P Q) (~Q ~R).

5 h) (~P Q) ~Q P. i) (~P Q) ~Q ~Q. j) (~P Q) ~P Q. k) ((P Q) R) ~R (P Q). l) P ~P R S ~Q. m) ((P Q) (P R)) (S R) (~R ~(P R)) (~S ~(P Q)). n) ((P Q) (R S)) ((R S) ~P) (P Q) ~P. o) (P Q) (Q R) (Q R). p) P P ~P. q) ((R S) R) (R S) R. r) (P (P Q)) ~(P Q) ~P. s) (P Q) (R S) P Q R S. t) ((P Q) R) ~S R ~R. u) ((P Q) R) (R (Q P)) (P Q) (Q P). v) (~(P Q) (Q R) ~(Q P)) (P Q). x) ((P Q) R) ~(P Q) R. w) (~P ~Q) ~P ~Q. y) (P Q) R (P Q). 4. Uma contingência é uma proposição que assume pelo menos um valor lógico falso e um valor lógico verdadeiro. Portanto, qualquer proposição deve ser uma tautologia ou uma contradição ou uma contingência. Nas proposições abaixo, verifique através da tabela-verdade se é uma tautologia ou uma contradição ou uma contingência. (Utilizaremos a letra t para representar tautologia e a letra c para representar contradição): a) (FM-00) [p (q r)] [q (p r )]. Faremos a tabela verdade de [p (q r)] [q (p r )]. p q r [p (q r)] [q (p r)] V V V V V V V V V V V V V V V V F V F V F F V V F V F F V F V V V F V V V F V V V V V F F V V F V F V F V V F F F V V F F V V V V V F F F V F V F F F V F F V V F F F F F F V F F F V V V F V F F V F F F F F F V F V F V F F F Etapa Como todas as possibilidades lógicas da etapa 4 são verdadeiras temos que a proposição é uma tautologia b) (FM-00) [(p q) r] [(p r) (q r)]. c) (FM-001) [(p q) (r c)] (p ~r). d) (FM-000) (p ~q) (~p q). e) (FM-000) (p ~p) (q p). f) (FM-000) (p r) (q r) (p q) r. g) (FM-000) (p q) (~r). h) (FM-000) (p q ) (r p). i) (FM-000) [(p r) (q r)] [(p q) r]. j) (FM-1999) (MD-003) [p (p r)] p. k) (FM-1999) ~(p q) ~(q p). l) (FM-1999) (p q) q p. m) (FM-1999) (MD-003)~(p q) ~p q. n) (FM-1999) [p (~q)] [(~p) q]. o) (FM-1999) (p q r) [(~p) (~q) (~r). p) (FM-1999) p (p q) [p (~q)]. q) (FM-1999) (~p) (p q). r) ~(P Q). s) R ~(P Q). t) ~(P Q). u) (P Q) (P ~Q). v) ~(p ~q). x) ~(p q). w) ~(p q) ~(q p)

6 y) (p q) (q p) z) ~(p q) ~(p q) aa) p q p q. ab) ~p (q p). ac) (p q) (p q). ad) q (~p q). ae) (p ~q) (p p). af) (p ~q) (~p q). ag) (~p r) (q r). ah) (p r) (q ~r). ai) (p (p ~r)) (q r) l) (p q) [~p (q ~r)]. aj) [p (~q)] [(~p) q]. ak) [(p q) r ] [(~p) (~q) (~r)]. al) [p (p q)] [p (~q)]. am) (~p) (p q). an) p ~q) (~p q). ao) (p ~p) (q p). ap) p (p q) p. aq) [(p r) (q r)] [(p q) r]. ar) [p p q)] [p q]. as) p (p q) q. at) [q (p q)] [p q]. au) (p q) (p r) [p (q r)]. av) (p q) (p r) [p (q r)]. ax) [(p q) r] [(q ~r) ~p]. aw) (p q) (~p) (~q). ay) p (q r). az) q (p q). ba) (p q) (q r) (r p). bb) (~p p) p. bc) (p q) p. bd) (p q r) p q r. be) (p q) r. bf) (p q) q. bg) (p q) (q p). bh) (p q) r. bi) (p p) p. bj) (~p) [p (~q)]. bk) (p ~ p) p bl) (~p) q. bm) (~q) (~p) bn) p ~p bo) p (q r). bp) (p q) r bq) (p q) [p (q r) p (p r)]. br) (p q) (p r). bs) (p q) [(p q) (q r)]. bt) (p q) (p r) bu) p (q r). bv) (p q r) (~p q ~r) (~p ~q ~r). bw) (p q) [p (q r) p (p r)]. by) p p bz) p q q p ca) p p p cb) p q q cc) [p (q r)] p 5. Mostre que a) (p q) (~p ~q). b) (p q) (~p ~q) não é uma tautologia. c) [(p q) ~p] ~q é equivalente a (p q) (~p ~q).

7 6. O sinal é denominado disjunção exclusiva, p q é verdadeira quando p q é verdadeira, mas não ambos o são. a) Construa a tabela verdade de p q. b) Construa a tabela verdade da proposição (p q) ~(p q). c) Comparando as tabelas verdade dos itens a) e b) que conclusão podemos chegar? d) Mostre que: p q q p. e) Mostre que: p (q r) (p q) r. f) Mostre que: p t ~p. g) Mostre que: p c p. h) Mostre que: p p c. i) Mostre que: ~(p q) (p q). 7. Dadas duas proposições p e q e a condicional p q, definimos: Recíproca ou converso: q p. Inversa: ~p ~q. Contrapositiva ou Contra recíproca: ~q ~p. Com essas definições determinar e simplificar: a) A contrapositiva da contrapositiva. b) A contrapositiva da recíproca. c) A contrapositiva da inversa. d) A contrapositiva de p ~q. e) A contrapositiva de ~p q. f) A contrapositiva da recíproca de p ~q. g) A recíproca de ~p ~q. 8. O sinal é denominado negação conjunta, p q é verdadeira quando nem p e nem q o são. a) (FM-00) Construa a sua tabela verdade. b) Mostre as seguintes equivalências: i) ~p p p. ii) p q (p p) (q q). iii) p q (p q) (p q). iv) p q ~p ~q. c) (FM-00) Construa a tabela verdade da proposição [(p q) p] [q (p q)]. 9. (FM-00) Considere o conectivo lógico definido por p q p q V V F V F F F V V F F F Construa a tabela verdade da proposição (p q) (p q) (p q) ~p. A tabela verdade é obtida por P q (p q) (p q) (p q) ~ p V V V V V F V V V V V F V F F V V F V F F F V F F V V F F F F V F V F F V F F F V V F V V V V F F F F F F V F V F V F F F V V F Etapas (FM-001) O sinal é denominado recíproca da condicional. Temos que p q só é falsa quando a condicional é verdadeira, se p e q tem valores verdades distintos. a) Construa a tabela da verdade de p q. b) Construa a tabela da verdade da proposição [(p q) q] (p q). c) Comparando a tabelas da verdade dos itens a) e b) que conclusões podemos chegar? 31. (MD-001) Dada a seguinte proposição: [ a ( b ~ c) ] [ b (~ a c) ] a) Determine, usando uma tabela-verdade, seus valores-verdade; b) Diga se é uma tautologia (justifique); c) Diga se é equivalente à proposição ~ a (justifique). 3. Sabendo que a proposição p é verdadeira, encontre a tabela verdade das proposições: a) (MD-001) [p (~q)] [(p r) q].

8 Como p é sempre verdadeira, temos a seguinte tabela verdade detalhada. p q r [p (~ q)] [(p r) q] V V V V F F V F V V V V V V V F V F F V F V V F V V V F V V V V F F V V V F F V F F V V V F F V V F F F Etapa b) (MD-001) [(p r) (q r)] [(p q) r]. p q r [(p r) (q r) [(p q r] V V V V V V V V V V V V V V V V V V F V F F F V F F V V V V F F V F V V V V V F V V V V F F V V V F F V F F V F V F V V F F V F Etapa Prove ou disprove as proposições abaixo: (Note que basta uma linha ser F para falhar uma tautologia.) a) (Q P) (P Q) b) (P ~Q) (P Q) 34. Vários livros apresentam as notações: w(p) =1 se P vale, e w(p) = 0 quando ela é falsa. Tais notações facilitam a simulação de tabelas verdade no computador, por exemplo: se w (P) =x e w(q)=y, a tabela verdade da conjunção pode ser simulada pela função f :{0,1} {0,1} {0,1}onde f (x, y) = x. y, ou ainda, w (P Q) = w(p). w(q). a) Verifique tal afirmação: b) Analogamente, crie funções: f ~,f f,f que representem os outros conectivos. c) Através destas funções, crie funções representativas de: ~(P Q), (P Q) ~Q, (P Q) R. (Este exercício ilustra o fato de que a construção de tabelas-verdade é um problema compatível) 35. (FM-00) Verifique se é tautologia, contradição ou contingência. [(p q) r] [(p r) (q r)]. Faremos a tabela verdade de [(p q) r] [(p r) (q r)]. p q r [(p q) r] [(p r) (q r)] V V V V V V V V V V V V V V V V V V F V V V F F V V F F F V F F V F V V V F V V V V V V V F V V V F F V V F F F V V F F V F V F F V V F V V V V V F V V V V V V F V F F V V F F V F V F V V F F F F V F F F V V V F V V V F V V F F F F F F V F V F V F V F V F Etapa Como na última etapa (etapa 4) todas as possibilidades lógicas são verdadeiras, temos que a proposição é uma tautologia. 36. (FM-00) Considere o conectivo lógico definido por p q p q V V F V V F F F F F F V Construa a tabela verdade da proposição [(p q) p] [q (p q)]. A tabela verdade da proposição dada é: p q [(p q) p] [q (p q)] V V V F V V F F V F V V V

9 V F V F F V V F F F V V F F V F F V V F F V F F V V F F F V F F F F F V F F F Etapas Como na etapa 4 temos apenas valores lógicos falsos dizemos que o resultado é uma contradição. 37. (FM-001) O sinal é denominado recíproca da condicional. Temos que p q só é falsa quando a condicional é verdadeira, se p e q tem valores verdades distintos. a) Construa a tabela da verdade de p q. b) Construa a tabela da verdade da proposição [(p q) q] (p q). c) Comparando a tabelas da verdade dos itens a) e b) que conclusões podemos chegar? a) p q V V V V V F F V F V V F F F V V b) p q V V V V V V V F V F V F F V V V F F F F F F V V Etapas 1 a a 4 a 3 a c) Como as tabela-verdade das duas proposições são iguais, temos que p q e [(p q) q] p q) são logicamente eqüivalentes, ou seja, p q [(p q) q] (p q). 38. (FM-001) a) Faça a Tabela Verdade Detalhada da proposição [p (~q p)] ~[(p (~q)) (q ( ~p))]; b) Sabendo que os valores lógicos de p, q e r são, respectivamente, V, F e V, determine o valor lógico (V ou F) de (p r) [q (~r)]. a) A tabela verdade detalhada da proposição é: p q [p (~ q p)] ~ [(p (~ q)) (q (~ p)) V V V V F V V V F F V F F V V V V F V V F V V V F V V V V V V V F F F F F V F V F F F V V F F F F V F V V V V V F F F F F V F F F F F F F V F V F V V F Etapa b) O valor lógico da proposição é dado pela terceira linha e etapa 4 da tabela detalhada a seguir: p q r (p r) [q (~ r)] V V V V V V V V V F V V V F V F F F V V V F V F V V V V F F F F V V F F V F F F F V V F F V V F V V V V V F V F V F F V F V V V V F

10 F F V F V V F F F F V F F F F V F V F V V F Etapas (FM-001) Sabendo que c representa uma contradição, faça a Tabela Verdade Detalhada da proposição [(p q) (r c)] (p ~c); p q r [(p q) (r c)] (p ~ r) V V V V V V F V F F F V V F V V V F V V V F F F F F V V V F V F V V F F F V F F F V V F V V F F V F F F F F F F V V V F F V V F F V F V F F V F F F V F V F F F V F F F F F F V V F F F V F F F F V F F V F F F V F F F F F F F F F F F F V V F Etapa (FM-000) Encontre a tabela verdade das seguintes proposições. a) (p ~q) (~p q) b) (p ~p) (q p) c) (p r) (q r) (p q) r. a)(p ~q) (~p q) p q (p ~ q) (~ p q) V V V V F F F F V F V V F V V V F F F V F F F V F F F V F V F V V F F F V V F F V F F F Etapas Temos que o resultado da tabela- verdade acima é uma contradição. b) (p ~p) (q p) p q (p ~ p) (q p) V V V F F V V V V V V F V F F V V V V V F V F F V F V F V F F F F F V F V F F F Etapas Temos que o resultado da tabela verdade é uma tautologia. c) [(p r) (q r)] [(p q) r] p q r [(p r) (q r)] [(p q) r)] V V V V V V V V V F V V V V V V V V F V F F V V F F F V V V F F V F V V V V V F V V V V F F V V V F F V F F V F V F V V F F V F F V V F V V V V V V V F F V V V F V F F V F F V V F V F F V V F F F V F V V V F F V V F F F V V

11 F F F F F F V F F F V F F F V F Etapas Temos que o resultado da tabela- verdade acima é uma contingência. 41. (FM-000) Encontre a tabela verdade das seguintes proposições. a) (p q) (~r) b) (p q ) (r p) c) [(p r) (q r)] [(p q) r]. a) (p q) (~r) b) (p q ) (r p) p q r (p q) (~ r) V V V V V V V F V V V F V V V V V F V F V V F F F F V V F F V F F V V F F V V F F V F F V F V F F F V V V F F F V F F F F F V F F F F F F F F F Etapa p Q r (p q) (r p) V V V V V V V V V V V V F V V V F F F V V F V V V F V V V V V F F V V F F F F V F V V F V V F V F F F V F F V V F F F F F F V F F F V V F F F F F F F F V F F F Etapa c) [(p r) (q r)] [(p q) r] p q r [(p r) (q r)] [(p q) r] V V V V V V V V V V V V V V V V V V F V F F V V F F F V V V F F V F V V V V V F V V V V F F V V V F F V F F V F V F V V F F V F F V V F V V V V V V V F F V V V F V F F V F F V F F F F F V V F F F V F V V V F V V V F F F V V F F F F V F V F V F V F F F V F Etapa (FM-000) Encontre a tabela verdade das seguintes proposições. a) (p ~q) (~p q) b) (p ~p) (q p) c) (p r) (q r) (p q) r.

12 a) (p ~q) (~p q) p q (p ~ q) (~ p q) V V V V F V F F V F V V F V V V F F F V F F F V F F F V F V F V V F F F V V F F V F F F Etapa b) (p ~p) (q p) p q (p ~ p) (q p) V V V F F V V V V V V F V F F V V F V V F V F F V F V V V F F F F F V F V F F F Etapa c) (p r) (q r) (p q) r p q r (p r) (q r) (p q) r V V V V V V V V V V V V V V V V V V F V F F F V F F V V V V F F V F V V V V V F V V V V F F V V V F F V F F V F V F V V F F V F F V V F V V V V V V V F F V V V F V F F V F V V F F V F F V V F F F V F V V V F V V V F F F V V F F F F V F V F V F V F F F V F Etapa (FM-1999) Uma contingência é uma proposição que assume pelo menos um valor lógico falso e um valor lógico verdadeiro. Portanto, qualquer proposição deve ser uma tautologia ou uma contradição ou uma contingência. Nas proposições abaixo, verifique através da tabela-verdade se é uma tautologia ou uma contradição ou uma contingência: a) [p (~q)] [(~p) q] b) (p q r)] [(~p) (~q) (~r) c) p (p q) [p (~q)] d) (~p) (p q). a) [p (~q)] [(~p) q] p q [p (~ q) [(~ p) q] V V V F F V V F V V V V F V V V F F F V F F F V F F F V V V F V V F F F F V F V V F V F Etapas Como na etapa 4 a proposição assume valores lógicos verdadeiros e falsos temos que o resultado da tabela- verdade é uma contingência. b) [(p q) r ] [(~p) (~q) (~r)] p q r [(p q) r] [(~ p) (~ q) (~ r)] V V V V V V V V F F V F F V F F V V V F V V V F F F F V F F V V V F V F V V F F F V F F V V V F V F V V F F V F F F F F F V V V F V V F F V V F F V F V F V F V F V V F V F V F F F V F F F V F V F V V V F

13 F F V F F F F V F V F V V F V F V F F F F F F F F F V F V V F V V F Etapas Como os valores lógicos da etapa 5 são falsos temos que o resultado da tabela verdade é uma contradição. c) [p (p q)] [p (~q)] p q [p (p q)] [p (~ q)] V F V V V V V F V F F V V F V F V F F F V V V F F V F F F V V F F V F V F F F F F V F F F F V F Etapas Temos que o resultado da tabela- verdade é uma contradição. d) (~p) (p q) p q (~ p) (p q) V V F V V V F V V F F V V V F F F V V F V F V V F F V F V F V F Etapas Como os valores lógicos da etapa 3 são verdadeiros temos que o resultado da tabela verdade é uma tautologia. 44. (FM-1999) Uma contingência é uma proposição que assume pelo menos um valor lógico falso e um valor lógico verdadeiro. Portanto, qualquer proposição deve ser uma tautologia ou uma contradição ou uma contingência. Nas proposições abaixo, verifique através da tabela-verdade se é uma tautologia ou uma contradição ou uma contingência: a) [p (p r)] p. b) ~(p q) ~(q p) c) (p q) q p. d) ~(p q) ~p q. a) p r [p (p r)] p b) c) V V V V V V V V V V F V V V F F V V F V F V F V V F F F F F V F V F F F Etapa p q ~ (p q) (q p) V V F V V V V V V V V F V V F F V F F V F V V F F V V V F F F F V F F F V F V F Etapa p q (p q) q p V V V V V V V V V V F V F F V F V V F V F F V V V V F F F F F F V F F F

14 Etapa d) p q ~ (p q) ~ p q V V F V V V F F V V V V F V V F F F F V F F F V F F V V F V F V V F F F F V F F V F V F Etapa Método Dedutivo 45. O que é um argumento? 46. Quando um argumento é válido? 47. (FM-005) Observe as demonstrações I e II a seguir: I) Um aluno deu a solução seguinte para a inequação (1) abaixo: (x + 3)(x ) > (x 1) x (1) (x + 3) (x ) > x x () x + x 6 > x x (3) x 6 > x (4) x > 6 (5) x > 3 (6). II) Maria assustou-se esta noite com um gato branco. Como sabe que foi um gato? Bem, ela só poderia assustar-se com um animal e em sua casa só há cães e gatos. Se fosse um cão, o susto teria sido maior. E como sabe que o gato era branco? Na casa da Maria só tem gatos brancos e gatos pretos e os gatos pretos não seriam visíveis naquela escuridão... Com isso concluímos que: Todos os passos de () a (6) da solução estão corretos. A conclusão está correta? Justifique sua resposta utilizando os operadores lógicos conhecidos por você. 48. Utilizando as regras de inferência e equivalência lógicas, mostre as seguintes tautologias: a) (FM-00) (q r) p [q (r p)]. b) (FM-00) (p q) r r ( p ~q) c) (FM-00) p (p q) p. d) (FM-00) [(p q) (p r)] [p (q r)]. e) (FM-00) (MD-003) (p q) ~p (~q ~p). f) (FM-00) (r s) ~s t. g) (FM-00) (p q) r [(p r) (q r)]. h) (FM-001) p (p q) ~p. i) (FM-001) (p q) p p q. j) (FM-001) [p (p q)] (p q); k) (FM-001) [(p q) q)] (p q). l) (FM-001) [(p q) (p r)] [p (q r)]; m) (FM-001) [~(p q) (~p q)] ~p. n) (FM-001) p (p q) ~q. o) (FM-001) (p q) p p q.

15 p) (FM-1999) (p q) ~p (~q ~p). q) (FM-1999) (r s) ~s s. r) (FM-1999) p (p q) p. s) (FM-1999) [(p q) (p r) [p (q r)]. t) (MD-001) [(p q) (p q) (p q). u) (MD-001) (p q) ~p (~q ~p). v) P (Q P) P (P ~Q). x) P ~P P. w) (P Q) (P ~Q) P. y) (P Q) (P ~Q) ~P. z) P (P Q) P ~P. aa) [((P Q) P) Q] (P Q) (P Q). ab) ((P (Q R)) ~R) (P Q) (P ~Q) P. ac) P P (P Q) ad) P (P Q) P ae) (~P Q R) P ~Q R af) (P Q) (P R) (Q R) ag) P (Q R) [(P Q) (R S)] ~R (Q S) ah) Absorção I: p (p q) p. ai) Absorção II: p (p q) p. aj) (p q) (p q q). ak) (p q) ~p q. al) (p q) (p ~q) ~p. am) (p q) [p (p q). an) (p q) [(p r) (q r)]. 49. Para cada um dos seguintes argumentos dados abaixo, dê uma prova direta ou uma prova indireta da validade. a) H1: q (r u) H: q s H3: ~s (u p) H4: ~s T: r p c) H1: p q H: ~q r T: p r e) H1: p q H: q T: p g) H1: p q H: r ~q T: r ~p i) (FM-00) H 1, H, H 3, T, onde H 1 : p q, H : p q, H 3 ~p T : c. k) (FM-00) H 1 : p q H : q r H 3 : ~r T: ~p m) (FM-00) H 1 : p q H : p r H 3 : ~q b) H1: p (q r) H: q s H3: r u H4: s u p r H5: ~p T: r d) H1: p q H: ~q T: ~p f) H1: p ~q H: r q H3: r T: ~p h) (FM-00) H 1, H, H 3, H 4 T, onde H1 :(p q) H : (r s) H 3 (q s) ~m H 4 :m T :(~p ~r) j) (FM-00) H 1 : p q H : p r H 3 : ~q H 4 : r (s t) T: s l) (FM-00) H 1 : p ~q s H : ~(s u) H 3 : q r T: p q r n) (FM-00) H1: p q H: q r H3: ~r

16 H 4 : r (s t) T: s o) (FM-00) H 1 : p ~q s H : ~(s u) H 3 : q r T: p q r q) (FM-001) H1: p q H: q s H3: u [ r (~s)] H4: p T: u s) (FM-001) H1: p q H: r s H3: (q s) ~u H4: u T: ~p ~r v) (FM-000) H1: p (q r) H: p q s T: p s w) (FM-000) H1: p (q r) H: p q s T: p s z) (FM-000) H1: p q r H: s p u H3: q s T: r ab) (MD-001) a b ~ c d c a ~ b e ~ d ad) (MD-001) p q p q p af) (MD-001) H1: (p q) (r s) H: (r s) s H3: ~s T: ~q ah) H 1 P Q H P R T: P (Q R) aj) H 1 P (Q R) H Q S H 3 P U T: ~p p) (FM-001) H 1, H, H 3, H 4 T, onde H 1 : p q H : r s H 3 : ~q r H 4 : ~p s x T: x r) (FM-001) H1: ~(p q) H: (~r) q H3: ~p r T: r u) (FM-001) H1: (~p q) r H: (r s) ~u H3: u T: ~q x) (FM-000) H1: (p q) r s H: r s s H3: ~s T: ~q y) (FM-000) H1: (p q) r s H: r s s H3: ~s T: ~q aa) (FM-000) (MD-003) H1: s p q H: ~s p H3: ~p T: q ac) (MD-001) p q p q q ae) (MD-001) b c ~ d e d b ~ c a ~ e ag) (MD-001) c d ~ e a e c ~ d b ~ a ai) H 1 P Q H (R P) S H 3 ~S T:Q ak) H 1 A (B C) H C (D E) H 3 (~B D) F

17 H 4 ~(R X) H 5 S (X Y) H 6 ~U T: Y al) H 1 P Q H P Q T: Q ag) H 1 - p (q r) H -(p q) s T: p s H 4 ~F T: A af) H 1 A B H C D T: (A D) (B C) ah) H 1 - (p q) (r s) H (r s) s H 3 - ~s T: ~q ai) H 1 - (p q) r H s (p u) H 3 - q s T: r aj) H 1 -s (p q) H -~s p H 3 -~p T: q ak) b, c ~d, e d, b ~c a ~e al) (FM-005) H 1 : (F A) (C B) T : C P am) (FM-005) H 1 : P (Q R) H : P S H 3 : (S X) (X U) H 4 : V (~U ~R) H 5 : V T : ~Q an) (FM-005) H 1 : (X R) (R V) H: (V P) (P A) T : X P 50. (FM-00) Demonstre pelo método dedutivo as seguintes tautologias: a) p (p q) p. b) [(p q) (p r)] [p (q r)]. a) p (p q) p 1 p (p q) H 1 (p p) (p q) 1, Teorema.11 d Distributiva 3 p (p q), Teorema.11 b Idempotêcia Teorema.13 Substituição 4 (p c) (p q) 3, Teorema.1 d Contradição Teorema.13 Substituição 5 p (c q) 4, Teorema.11 d Distributiva 6 p (q c) 5, Teorema.11 a Comutativa Teorema.13 Substituição 7 p c 6, Teorema.1 f Contadição 8 p 7, Teorema.1 g - Contadição b) [(p q) (p r)] [p (q r)] 1 (p q) (p r) H 1 (~p q) (~p r) 1, Teorema.9 b Condicional Teorema 13 Substituição 3 (q ~p) (r ~p), Teorema.11 a Comutativa Teorema.13 Substituição 4 q (~p r) ~p 3, Teorema.11 c Associativa 5 q (r ~p) ~p 4, Teorema.11 a Comutativa Teorema.13 Substituição 6 (q r) (~p ~p) 5, Teorema.11 c Associativa 7 (q r) ~p 6, Teorema.11 b Idempotência Teorema.13 Substituição 8 ~p (q r) 7, Teorema.11 a - Comutativa 9 p (q r) 8, Teorema.9 b - Condicional

18 51. (FM-00) Demonstre: Direta Indireta Condicional H 1 : p q H 1 : p q H 1 : p ~q s H : p r H : q r H : ~(s u) H 3 : ~q H 3 : ~r H 3 : q r H 4 : r (s t) T: ~p T: p q r T: s a) Demonstração Direta: 1 p q H 1 p r H 3 ~q H 3 4 r (s u) H 4 5 ~p 1, 3, Teorema.8 f Modus Tolles 6 r, 5, Teorema.8 d Silogismo Disjuntivo 7 s u 4 6 Teorema.8 e Modus Ponens 8 s 7, Teorema.8 c Simplificação b) Demonstração Indireta 1 p q H 1 q r H 3 ~r H 3 4 p H 4 Negação da Tese 5 q 1, 4, Teorema.8 e Modus Ponens 6 r, 5, Teorema.8 e Modus Ponens 7 ~r r 3, 6, Conjunção c) Demonstração Condicional 1 (p ~q ) s H 1 ~ (s t) H 3 q r H 3 4 p H 4 5 ~s ~t, Teorema.10 b De Morgan 6 ~s 5, Teorema.8 c Simplificação 7 ~(p ~q) 1 6 Teorema.8 f Modus Tolles 8 p q 7 Teorema.9 a Condicional 9 p r 3, 8, Exemplo.18 Transitiva 10 r 4, 9,Teorema.8 e Modus Ponens 11 q 7,Teorema.8 c- Simplificação Teorema.8 a - -Dupla negação 1 q r 10, 11, Conjunção 5. (FM-00) Demonstre pelo método dedutivo as seguintes tautologias: a) (p q) ~p (~q ~p). b) (r s) ~s t. a) Vamos demonstrar que (p q) ~p (~q ~p). (;é uma tautologia utilizando o método dedutivo. Para isto devemos mostrar a validade dos argumentos H 1 (p q) ~p (~q ~p); e H : (~q ~p) (p q) ~p.vejamos o primeiro argumen 1 (p q) ~p H 1

19 ~p (p q) 1, Teorema.11 a Comutativa 3 (~p p) (~p q), Teorema.11 d Distributiva 4 t (~p q) 3, Teorema.1 j Tautologia Teorema.13 Substituição 5 ~p q 4, Teorema.11 a - Comutativa Teorema.1 c Tautologia 6 q ~p 5 Teorema.11 a Comutativa 7 ~[(~q) p] 6, Teorema.10 b De Morgan 8 (~q ~p) 7, Teorema.9 a Condicional Para demostrar o segundo argumento utilizamos o mesmo processo de baixo para cima pois foram utilizadas somentes equivalências lógicas. b) Vamos demonstrar que r s) ~s t, é uma tautologia utilizando o método dedutivo. Para isto devemos mostrar a validade dos argumentos H 1 r s) ~s t; e H : t (r s) ~s.vejamos o primeiro argumen 1 (r s) ~s H 1 r (s ~s) 1 Teorema.11 c Associatiava 3 r t, Teorema.1 j Tautologia Teorema.13 Substituição 4 t 3, Teorema.1 Tautologia Para demostrar o segundo argumento utilizamos o mesmo processo de baixo para cima pois foram utilizadas somentes equivalências lógicas. 53. (FM-00) Demonstre: a) Direta b) Indireta c) condicional H 1 : p q H 1 : p q H 1 : p ~q s H : p r H : q r H : ~(s u) H 3 : ~q H 3 : ~r H 3 : q r H 4 : r (s t) T: ~p T: p q r T: s a) Demonstração Direta: 1 p q H 1 p r H 3 ~q H 3 4 r (s u) H 4 5 ~p 1, 3,Teorema.8 f Modus Tolles 6 r, 5, Teorema.8 d Silogismo Disjuntivo 7 s u 4, 6, Teorema.8 e Modus Ponens 8 s 7, Teorema.8 c - Simplificação b) Demonstração Indireta 1 p q H 1 q r H 3 ~r H 3 4 p Negação da Tese 5 q 1, 4, Teorema.8 e Modus Ponens 6 r, 5, Teorema.8 e Modus Ponens 7 ~r r 3, 6,Cconjunção c) Demonstração Condicional 1 (p ~q ) s H 1 ~ (s t) H 3 q r H 3 4 p H 4

20 5 ~s ~t, Teorema.10 b De Morgan 6 ~s 5, Teorema.8 c Simplificação 7 ~(p ~q) 1, 6, Teorema.8 f Modus Tolles 8 p q 7, Teorema.9 a Condicional 9 p r 3, 8, Teorema.9 e Reductio Absurdum 10 r 4, 9, Teorema.8 e Modus Ponens 11 q 7, Teorema.8 c Simplificação Teorema.8 a Dupla Negação 1 q r 10,11, Conjunção 54. (FM-00) Usando as regras de equivalência, mostre a seguinte tautologia: (p q) r r ( p ~q) Mostraremos que (p q) r r ( p ~q) é uma tautologia, de fato: 1 (p q) r H 1 (~p q) r 1, Teorema.9 b- Condicional Teorema. 13 Substituição 3 ~(~p q) r,teorema. 9 b Condicional 4 r ~(~p q) 3, Teorema.11 c- - Distributiva 5 r (p ~q) 4, Teorema. 10b - De Morgan Teorema. 13 Substituição 55. (FM-00) Usando o método direto ou indireto e que c represente uma contradição demonstre o teorema H 1, H, H 3 T, onde H 1 : p q H : p q H 3 ~p T : c Usaremoa o método direto papa mostrar o desjado. 1 p q H 1 p q H 3 ~q H 3 4 ~p 1, 3, Teorema.8 f - Modus Tolles 5 Q, 4, Teorema. 8 d Silogismo Disjuntivo 6 q ~p 5, 3, Conjunção 7 c 6, Teorema.1 e - Contradição 56. (FM-00) Usando as regras de equivalência, mostre a seguinte tautologia: (q r) p [q (r p)]. Mostraremos que (q r) p [q (r p)] é uma tautologia, de fato: 1 (q r) p H 1 ~ (q r) p 1, Teorema.9 b - Condicional 3 (~q ~r) p, Torema.10 b - De Morgan Teorema.13 Substituição 4 ~q (~r p) 3, Teorema.11 c Associativa Teorema.13 Substituição 5 ~q (r p) 4, Teorema.9 b Condicional Teorema.13 Substituição

21 6 q (r p) 5, Teorema.9 b - Condicional Teorema.13 Substituição 57. (FM-00) Usando o método direto ou indireto, demonstre o teorema H 1, H, H 3, H 4 T, onde H1 :(p q) H : (r s) H 3 (q s) ~m H 4 :m T :(~p ~r) Usaremos o método direto para mostrar o desejado. 1 p q H 1 r s H 3 (q s) ~m H 3 4 m H 4 5 ~(q s) 3, 4, Teorema.8 f - Modus Tolles 6 ~q ~s 5, Teorema.10 b - De Morgan 7 ~q 6, Teorema.8 c Simplificação 8 ~s 6, Teorema.8 c Simplificação 9 ~p 1, 7, Teorema.8 f - Modus Tolles 10 ~r, 8, Teorema.8 f - Modus Tolles 11 ~p ~r 9, 10, Conjunção 58. (FM-00) Mostre que n < n! para todo n IN e n 4. Primeiramente mostraremos que P(4) é verdadeiro. De fato, 4 =16 < =4!. Suponhamos agora que p(k) seja verdadeiro, logo, k < k!. Queremos mostrar que P(k+1) é verdadeiro. De fato,. k < k! implica k+1 <k!. Como k! <(k+1)! Temos então k+1 < (k+1)! 59. (FM-00) Mostre que (p q) r [(p r) (q r)], utilizando o método dedutivo. 1 (p q) r H ~(p q) r 1, Teorema.9 b - Condicianal 3 (~p ~q) r, Teorema.10 a De Morgan 4 ~p ( ~q r) 3, Teorema.11 c Associativa 5 ~p [ ~q ( r r) 4, Teorema.1 j Tautologia 6 ~p [ r ( ~q r) 5, Teorema.11 c Associativa Teorema.11 a - Comutativa 7 (~p r) ( ~q r) 6, Teorema.11 c Associativa 8 (p r) (q r) 7, Teorema.9 b - Condicianal 60. (FM-001) Utilizando o método dedutivo, demonstre as seguintes tautologias: a) p (p q) ~p. b) (p q) p p q. a) Vamos demonstrar que p (p q) ~p.é uma tautologia utilizando o método dedutivo. Para isto devemos mostrar a validade do argumento H 1 :p (p q) ~p. Vejamos: 1 p H 1 (p ~q) 1, Teorema.8 b - Adição 3 (p ~q) t, Teorema.1 c - Identidade 4 (p ~q) (q ~q) 3, Teorema.1 j - Tautologia 5 (p q) ~q 4, Teorema.11 d - Distributiva b) Vamos demonstrar que(p q) p p q é uma tautologia utilizando o método dedutivo. Para isto devemos mostrar a validade dos argumentos H 1 :(p q) p p q e H : p q (p q) Vejamos o primeiro argumento

22 1 (p q) p H 1 ~(p ~q) p 1, Teorema.9 a - condicional 3 (~p q) p, Teorema.10 a - De Morgan Teorema.13 - Substituição 4 (~p p) (q p) 3, Teorma.11 d - distributiva 5 c (q p) 4, Teorema.1 e - contradição 6 q p 5, Teorema.1 c - identidade 7 p q 6, Teorema.11 a - comutativa Para demostrar o segundo argumento utilizamos o mesmo processo de baixo para cima pois foram utilizadas somente equivalências lógicas. 61. (FM-001) Considerando as hipóteses H 1, H, H 3 e H 4, demonstre a tese T, utilizando-se de um método direto ou indireto. H 1 : p q H : r s H 3 : ~q r H 4 : ~p s x T: x 1 p q H 1 r s H 3 ~q r H 3 4 ~p s x H 5 5 ~q 3,Teorema.8 c - Simplificação 6 ~p 1,5,Teorema.9 d - Contra-positiva 7 r 3,Teorema.8 c - Simplificação 8 s,7, Teorema.8 e - Modus Ponens 9 ~p s 6,8, Conjunção 10 x 4, 9,Teorema.8 - Modus Ponens 6. (FM-001) Demonstre, pelo Método Dedutivo, as seguintes proposições: a) [p (p q)] (p q); b) [(p q) q)] (p q). a) Vamos demonstrar que [p (p q)] (p q);é uma tautologia utilizando o método dedutivo. Para isto devemos mostrar a validade dos argumentos H 1 [p (p q)] (p q); e H : (p q) p (p q)].vejamos o primeiro argumento 1 p (q q) H 1 ~[p ~(p q)] 1, Teorema.9 a - Condicional 3 ~[p ~p ~q)], Teorema.10 a De Morgan Teorema.13 - Substituição 4 ~[(p ~p) (p ~q)] 3, Teorema.11 d Distributiva Teorema.13 - Substituição 5 ~[c (p ~q)] 4, Teorema.1 e Contadição Teorema.13 - Substituição 6 ~[(p ~q) c] 5, Teorema.11 a Comutativa Teorema.13 Substituição 7 ~(p ~q) 6, Teorema.1 g Contradição Teorema.13 Substituição 8 p q 7, Teorema.9 a - Condicional Para demostrar o segundo argumento utilizamos o mesmo processo de baixo para cima pois foram utilizadas somente equivalências lógicas.

23 b) Vamos demonstrar que [(p q) q)] (p q).;é uma tautologia utilizando o método dedutivo. Para isto devemos mostrar a validade dos argumentos H 1 [(p q) q)] (p q).e H : (p q). [(p q) q)]. Vejamos o primeiro argumento 1 (p q ) q H 1 ~[( p q ) (~q)] 1, Teorema.9 a Condicional 3 ~( p q ) (~(~q)), Teorema.10 a De Morgan 4 ~( p q ) q 4, Teorema.8 a Dupla negação Teorema.13 Substituição 5 ~[~(p (~q))] q 4, Teorema.9 a Condicional Teorema.13 Substituição 6 [p (~q)] q 5, Teorema.8 a Dupla negação Teorema.13 Substituição 7 q [p (~q)] 6, Teorema.11 a Comutativa 8 (q p) [q (~q)] 7, Teorema.11 d Distibutiva 9 (q p) t 8, Teorema.1 j Tautologia Teorema.13 - Substituição 10 q p 9, Teorema.1 c - Identidade 11 p q 10, Teorema.11 a Comutativa Para demostrar o segundo argumento utilizamos o mesmo processo de baixo para cima pois foram utilizadas somente equivalências lógicas 63. (FM-001) Mostre pelo método direto ou indireto as seguintes tautologias: a) H1: p q H: q s H3: u [ r (~s)] b) H1: ~(p q) H: (~r) q H3: ~p r H4: p T: u T: r a) Faremos pelo Método Direto 1 p q H 1 q s H 3 u [r (~s)] H 3 4 p H 4 5 (u r) (u (~s)) 3, Teorema.11 d - Distributiva 6 (u ~s) 5, Teorema.8 c Simplificação 7 Q 1, 4, Teorema.8 e Modus Ponens 8 S,7, Teorema.8 e Modus Ponens 9 (~s) u 6, Teorema.11 a Comutativa 10 U 9, 8,Teorema.8 d Silogismo disjuntivo b) Faremos pelo Método Indireto: 1 ~(p q) H 1 (~r) q H 3 (~p) r H 3 4 ~r Negação da Tese 5 ~(~p) 3, 4, Teorema.8 f Modus Tolles

24 6 p 5, Teorema.8 a Dupla Negação 7 (~p) (~q) 1, Teorema.10 a De Morgan 8 ~q 7, 6, Teorema.8 d Silogismo Disjuntivo 9 q, 4, Teorema.8 e Modus Ponens 10 q (~q) 8, 9, Conjunção 11 c 10, Teorema.1 e - Contradição Como negamos a tese e chegamos em uma contradição temos o desejado 64. (FM-001) Demonstre, pelo Método Dedutivo, as seguintes proposições: a) [(p q) (p r)] [p (q r)]; b) [~(p q) (~p q)] ~p. a) Vamos demostrar que [(p q) (p r)] [p (q r)] e uma tautologia utilizando o método dedutivo. Para isto devemos mostrar a validade dos argumentos H 1 [(p q) (p r)] [p (q r)] e H [p (q r)] [(p q) (p r)].vejamos o primeiro argumento 1 (p q) (p r) H 1 (~p q) (~p r) 1, Teorema.9 b Condicional Teorema.13 - Substituição 3 ~p (q r), Teorema.10 d - Distributiva 4 p (q r) 3, Teorema.9 b - Condicional Para demonstrar o segundo aergumento utlizaremos o mesm processo de baixo para cima pois foram utilizadas somente equivalências lógicas. b) Vamos demostrar que [~(p q) (~p q)] ~p é uma tautologia utilizando método dedutivo.para isto demos mostrar a validade dos argumentos H 1 [~(p q) (~p q)] ~p e H p [~(p q) (~p q)]. Vejamos o primeiro argumento 1 ~(p q) (~p q) H 1 (~p ~q) (~p q) 1, Teorema.10 b De Morgan Teorema.13 - Substituição 3 ~p (~q q), Teorema.11 d - Distributiva 4 ~p t 3, Teorema.1 j Tautologia Teorema.13 Substituição 5 ~p 4, Teorema.1 c - Tautologia Para demonstrar o segundo aergumento utlizaremos o mesm processo de baixo para cima pois foram utilizadas somente equivalências lógicas. 65. (FM-001) Mostre pelo método direto ou indireto as seguintes tautologias: a) H1: p q H: r s H3: (q s) ~u b) H1: (~p q) r H: (r s) ~u H3: u H4: u T: ~p ~r T: ~q a) 1 p q H 1 r s H 3 (q s) ~u H 3 4 u H 4 5 ~(~u) 4, Teorema.8 a Duple Negação 6 ~(q s) 3, 5, Teorema.8 f Modus Tolles

25 b) 7 (~q) (~s) 6, Teorema.10 b De Morgan 8 ~s 7, Teorema.8 c - Simplificação 9 ~r, 8 Teorema.8 f Modus Tolles 10 ~q 7, Teorema.8 c - Simplificação 11 ~p 1, 7 Teorema.8 f Modus Tolles 1 ~p ~r 9, 11, Conjunção 1. (~p q) r H 1 (r s) ~u H 3 u H 3 4 ~(~u) 3, Teorema.8 a Dupla Negação 5 ~(r s), 4, Teorema.8 f Modus Tolles 6 (~r) (~s) 5, Teorema.10 b De Morgan 7 ~r 6, Teorema.8 c Simplificação 8 ~(~p q) 1, 7, Teorema.8 f Modus Tolles 9 ~(~p) ~q 8, Teorema.10 b De Morgan 10 ~q 9, Teorema.8 c - Simplificação 66. (MD-001) Para cada inferência abaixo, demonstre sua validade (justificando cada passo) ou dê um contraexemplo: q p q p q p q p p q 67. (MD-001) Dada a seguinte proposição: [ r ( p ~ q) ] [ p (~ r q) ] a) determine, usando uma tabela-verdade, seus valores-verdade; b) diga se é uma tautologia (justifique); c) diga se é equivalente à proposição ~ r (justifique). 68. (MD-001) Demonstre, justificando cada passo, a seguinte inferência: p q ~ r s r p ~ q u ~ s 69. (MD-001) Demonstre, utilizando o método dedutivo, a tautologia [(p q) (p q) (p q). 1. (p q) (p q).[(p q) (p q)] [(p q) (p q)] (EL ) 3. [~(p q) (p q)] [~(p q) (p q)] (EL 1b) 4. [(~p ~q) (p q)] [(~p ~q) (p q)] (EL 8a, EL 8b) 5. [(~p ~q) (p q)] [(~p p) (~q q)] (EL 5, EL 9) 6. [(~p ~q) (p q)] t (EL 11h, EL 6a) 7. [(~p ~q) (p q)] (EL 11a) 8. [(~p ~q) p] [(~p ~q) q] (EL 10b) 9. [(p ~p) (p ~q)] [(q ~p) (q ~q)] (EL 5, EL 10b)) 10. (p ~q) (q ~p) (EL 11h, EL 11a) 11. p q q p (EL 1b) 1. p q (EL )

26 70. (MD-001) Demonstre, utilizando o método direto ou indireto H1: ( p q) r H : ( r q) ( p s) H3 : p t T : s 1. (p q) r (Hipótese 1). (r q) (p s) (Hipótese ) 3. p t (Hipótese 3) 4. p (3, I a) 5. p q (4, I1a) 6. r (1, 5, I4) 7. r q (6, I1a) 8. p s (, 7, I4) 9. s (8, 4, I4) 71. (MD-001) Demonstre, utilizando o método dedutivo, a tautologia (p q) ~p (~q ~p). (p q) ~p (~q ~p) 1. (p q) ~p. ~p (p q) EL 5 (b) 3. (~p p) (~p q) EL 10 (b) 4. t (~p q) EL 11 (g) 5. (~p q) EL 11 (a) 6. p q EL 1 (b) 7. ~q ~p EL 7 7. (MD-001) Demonstre, utilizando o método direto ou indireto H1: (p q) (r s) H: (r s) s H3: ~s T: ~q 1. (p q) (r s) (Hipótese 1). (r s) s (Hipótese ) 3. ~s (Hipótese 3) 4. ~(r s) (, 3, I 6) 5. ~(p q) (1, 4, I 6) 6. ~p ~q (5, EL 8 (b)) 5. ~q (6, I (b)) 73. (FM-001) i) Utilizando o método dedutivo, demonstre as seguintes tautologias: a) p (p q) ~q. b) (p q) p p q. a) P H P (~Q) RI 1a (adição) (P ~Q) t EL 11a (tautologia- contradição) (P ~Q) (Q ~Q) EL 11h (tautologia- contradição) EL 4b(comutativa) ~Q (P Q) EL 10b (distributiva) (P Q) ~Q EL 4 b (comutativa) b)

27 (P Q) P (~P Q) P EL 1a (condicional) P (~P Q) EL 4a (comutativa) (P ~P) (P Q) EL 10a (distributiva) c P Q EL 11c (tautologia contradição) P Q EL4b (comutativa)el 11e (tautologia contradição) 74. (FM-000) Mostre pelo método direto ou indireto as seguintes tautologias. a) a) H1: p (q r) H: p q s T: p s b) H1: (p q) r s H: r s s H3: ~s T: ~q 1 p (q r) H 1 p q s H 3 (p q) (p r) 1, Teorema.11 d - Distributiva 4 (p q) 3, Teorema.8 c Simplificação 5 S, 4,Teorema.8 e Modus Ponens 6 p s 5, Teorema.8 b Adição Teorema.11 a Comutativa b) 1 (p q) (r s) H 1 r s s H 3 ~s H 3 4 p q s 1,, Exemplo.18 - Transitiva 5 ~(p q) 3,4, Teorema.8 f Modus Tolles 6 ~p ~q 5, Teorema.10 b De Morgan 7 ~q 6, Teorema.8 c - Simplificação Outra solução: 1 (p q) r s H 1 r s s H 3 ~s H 3 4 ~(r s),3, Teorema.8 f Modus Tolles 5 ~(p q) 1,4, Teorema.8 f Modus Tolles 6 ~p ~q 5, Teorema.10 b De Morgan 7 ~q 6, Teorema.8 c Simplificação Método Indireto 1 p q r s H 1 r s s H 3 ~s H 3 4 q H 4 negação da tese 5 p q 4, Teorema.8 b - Adição 6 r s 1,5, Teorema.8 e Modus Ponens 7 s 4, Teorema.8 c - Simplificação

28 8 s ~s 3,7 conjunção 75. (FM-000) Mostre pelo método direto ou indireto as seguintes tautologias. a) H1: p (q r) H: p q s T: p s b) H1: (p q) r s H: r s s H3: ~s T: ~q a) 1 p (q r) H 1 b) p q s H 3 (p q) (p r) 1, Teorema.11 d - Distributiva 4 (p q) 3, Teorema,8 c - Simplificação 5 s, 4, Teorema.8 e Modus Ponens 6 p s 5, Teorema.8 b - Adição 1 (p q) (r s) H 1 r s s H Outra solução: 3 ~s H 3 4 p q s 1, Exemplo.18 - Transitiva 5 ~(p q) 3,4, Teorema.8 f - Modus Tolles 6 ~p ~q 5, Teorema.10 b De Morgan 7 ~q 6, Teorema.8 c Simplificação 1 (p q) r s H 1 r s s H Método Indireto 3 ~s H 3 4 ~(r s),3, Teorema.8 f Modus Tolles 5 ~(p q) 1,4,Teorema.8 f Modus Tolles 6 ~p ~q 5, Teorema.10 b De Morgan 7 ~q 6, Teorema.8 c Simplificação 1 p q r s H 1 r s s H 3 ~s H 3 4 q H 4 negação da tese 5 p q 4, Teorema.8 b - Adição 6 r s 1,5, Teorema.8 e - Modus Ponens 7 s 4, Teorema.8 c - Simplificação 8 s ~s 3,7 conjunção 76. (FM-000) Mostre pelo método direto ou indireto as seguintes tautologias. a) H1: p q r b) H1: s p q H: s p u H: ~s p H3: q s H3: ~p

29 T: r T: q a) Método Indireto 1 (p q) r H 1 s (p u) H 3 q s H 3 4 ~r H 4 negação da tese 5 ~(p q) 1,4, Teorema.8 f Modus Tolles 6 ~p ~q 5, Teorema.10 b De Morgan 7 ~q 6, Teorema.8 c - Simplificação 8 s 7,, Teorema.8 d Silogismo disjuntivo 9 p u, Teorema.8 e Modus Ponens 10 p 9, Teorema.8 c - Simplificação 11 ~p 6, Teorema.11 b - Idempotência 1 p ~p conjunção b)método Direto 1 s (p q) H 1 ~s p H 3 ~p H 3 4 s, 3, Teorema.8 f Modus Tolles 5 p q 1, 4, Teorema.8 e Modus Ponens 6 q 5, Teorema.8 c - Simplificação 77. (FM-1999) Demonstre pelo método dedutivo as seguintes tautologias: a) (p q) ~p (~q ~p). b) (r s) ~s s. a) Vamos demonstrar que (p q) ~p (~q ~p).é uma tautologia utilizando o método dedutivo. Para isto devemos mostrar a validade dos argumentos (p q) ~p (~q ~p) e (~q ~p) (p q). ~p Vejamos o primeiro argumento: 1 (p q) ~p H 1 ~p (p q) 1, Teorema.11 a - Comutativa 3 (~p p) (~p q), Teorema.11 d - Distributiva 4 t (~p q) 3, Teorema.1 j Tautologia Teorema.13 Substituiçào 5 ~p q 4, Teorema.11a Comutativa Teorema.1 c Tautologia 6 q ~p 5, Teorema.11 a Comutativa 7 ~q ~p 6, Teorema.9 b - Condicional Para mostrar o segundo argumento utilizamos o mesmo processo de baixo para cima pois foram utilizadas somente equivalências lógicas.

30 b) Vamos demonstrar que. (r s) ~s s é uma tautologia utilizando o método dedutivo. Para isto devemos mostrar a validade dos argumentos (r s) ~s s e s (r s) ~s Vejamos o primeiro argumento 1 (r s) ~s H 1 r (s ~s) 1, Teorema.11 a - Comutativa 3 r t, Teorema.1 j Tautologia Teorema.13 Substituição 4 t 3, Teorema.1 d Tautologia 5 s s t 4, Teorema.1 d - Tautologia 6 s t 5, Teorema.1 d Tautologia Teorema.13 Substituição 7 s 6, Teorema.1 c Tautologia Para mostrar o segundo argumento utilizamos o mesmo processo de baixo para cima pois foram utilizadas somente equivalências lógicas. 78. (FM-1999) Demonstre pelo método dedutivo as seguintes tautologias: a) p (p q) p. b) [(p q) (p r) [p (q r)]. a) Vamos demonstrar que. p (p q) p é uma tautologia utilizando o método dedutivo. Para isto devemos mostrar a validade dos argumentos p (p q) p e p [p (p q). Vejamos o primeiro argumento 1 p (p q) H 1 (p p) (p q) 1, Teorema.11 d - Distributiva 3 p q p, Teorema.11 b - Idempotência 4 P 3, Teorema.8 c - Simplificação ii) Para mostrar o segundo argumento utilizamos a tabela abaixo. 1 P H 1 p (p q) 1, Teorema.8 b - Adição b) Vamos demonstrar que. [(p q) (p r) [p (q r)]. é uma tautologia utilizando o método dedutivo. Para isto devemos mostrar a validade dos argumentos [(p q) (p r) [p (q r)]. e [p (q r)] [(p q) (p r). Vejamos o primeiro argumento 1 [(p q) (p r) H 1 (~p q) (~p r) 1,Teorema.9 a Condicional Teorema.13 Substituição 3 (~p ~p) (q r), Teorma.11 a - Comutativa Teorema.13 Substituição 4 ~p (q r) 3, Teorema.11 b Idempotência Teorema.13 Substituição 5 p (q r) 4, Teorema.9 a - Condicional Para mostrar o segundo argumento utilizamos o mesmo processo de baixo para cima pois foram utilizadas somente equivalências lógicas. 79. Considere as seguintes inferências:

31 A: H 1 (P Q) R H ~P T: Q B: H 1 P R H Q ~r H 3 Q T: ~P Nos itens abaixo, são apresentados algumas apresentações de A e B. Em cada uma delas, descreva passo a passo, quais equivalências lógicas e /ou regras de inferência foram usadas, especificando também a quais linhas as regras fazem referência (Veja o exemplo dado) a) Demonstração direta de A 1 (P Q) R ~P 3 P Q 4 Q b) Demonstração direta de A 1 (P Q) R ~P 3 (P R) (Q R) 4 ~P ~R 5 ~(P R) 6 Q R 7 Q c) Demonstração indireta de A 1 (P Q) R ~P 3 ~Q 4 P Q 5 P 6 P ~P d) Demonstração direta de B 1 P R Q ~R 3 Q 4 R ~Q 5 P ~Q 6 ~P e) Demonstração direta de B 1 P R Q ~R 3 Q 4 ~P R 5 ~Q ~R 6 ~R 7 ~P f) Demonstração indireta de B 1 P R Q ~R 3 Q 4 P 5 R 6 ~Q 7 Q ~Q

32 80. Mostre que as inferências abaixo não são válidas, ou seja, a conjunção das hipóteses não implica a tese. Para mostrar isso é necessário achar um contra exemplo,ou seja, achar exemplos de proposições que tornam as hipóteses verdadeiras e a tese falsa veja o exemplo dado): a) H 1 P R H Q R T: P Q b) H 1 P Q H Q R T: P Q c) H 1 P Q H ~P R H 3 ~Q T: R Q d) H 1 P Q H R (S P) H 3 ~R T: S 81. Leia o trecho abaixo e responda as questões apresentadas. Certa vez um homem caminhava em uma praia com um único pensamento: entender o que era lógica! Depois de muito caminhar, encontrou um amigo que se mostrou interessado em fazer com que o outro entendesse tal dádiva do pensamento humano. Colocou-se então a explicar... - Você tem aquário em casa? - Sim. - Então você gosta de peixe! - Claro. - Se você gosta de peixe, deve gostar de sereia, que é metade peixe! - É gosto. - Mas gostando de sereia você gosta de mulher, pois sereia tem metade peixe e a outra metade mulher! - Tem razão! - Pois então, como você gosta de mulher, você é homem. - É verdade, eu sou homem. - Viu que legal, isto é lógica. O homem saiu satisfeito com a explicação do amigo e louco para mostrar a alguém o que havia aprendido. Até que encontrou um outro homem também caminhando pela praia e perguntou: - Você tem aquário em casa? O homem respondeu: - Não, não tenho. - Então você não é homem! E os dois se atacaram... Responda: No trecho em que o homem tenta explicar o que é lógica, faz-se uso de uma técnica dedutiva. Qual é? Por quê? Porque a conclusão de que não ter aquário em casa implica não ser homem é falsa? (Explique usando artifícios do cálculo proposicional e das técnicas dedutivas). 8. Considere a afirmação: Em um triângulo cujos lados medem a, b, c com a b, c, sempre temos c + b >a (Desigualdade triangular) Desta forma analise a proposição abaixo, bem como a prova dada: Proposição: Dados dois pontos x e y distintos e não colineares com o centro em uma circunferência de raio r e centro O, temos que a distância entre x e y (d(x, y)) é sempre menor que r. Prova: De fato, se a distância entre x e y fosse maior que r (já que igual não pode ser, uma vez que os pontos não são colineares), teríamos: d(x, O) + d(y, O) > d(x, y) r + r > d(x, y) > r r > r Desta forma segue que a distância entre dois pontos distintos não colineares com o centro em uma circunferência é sempre menor do que o diâmetro da mesma. Qual a técnica dedutiva usada neste caso? Por que? 83. Numa acareação da CPI do pão de queijo, as seguintes informações ocorrem: a) A diz que B mente. b) B diz que C mente. c) C diz que A e B mentem. Se o conjunto de sentenças não é contraditório, quem está falando a verdade? 84. Legitime o argumento: Se eu não especifico as condições iniciais, meu programa não roda. Se eu cometo loop infinito, meu programa não termina. Se o programa não roda ou se ele não termina, então o programa falha. Log se o programa não falha, então eu especifiquei as condições iniciais e não cometi loop. 85. Assuma que Zé é uma menina e que Zé tem dez anos são sentenças falsas. Quais das seguintes são válidas? a) Se Zé tem dez anos então Zé é menina.

33 b) Zé tem dez anos se e somente se é menina. c) Zé não é menina com dez anos. 86. Suponha que Zé não é baixo seja falso e que assuma válidas as seguintes sentenças: Zé ou Maria têm dez anos e se Maria tem dez anos então Zé não é baixo. Quais das sentenças abaixo são verdadeiras? a) Zé não é baixo. b) Maria tem dez anos. c) Zé tem dez anos. d) Ou Zé ou Maria não tem dez anos. 87. Denote por I: uma dada matriz é invertível e por D: seu determinante é diferente de zero. Considerando válida a proposição I D, quais da sentenças abaixo são conseqüências da asserção feita? (Não é necessário conhecimento de Álgebra Linear e observe a posição do para) a) para uma matriz Ter inversa basta que seu determinante seja nulo. b) para s3eu determinante ser não nulo é suficiente que a matriz seja invertível. c) para seu determinante ser nulo é necessário que a matriz seja invertível. d) uma matriz tem inversa se e apenas se seu determinante é não nulo. e) uma matriz tem determinante zero se ela não é invertível. 88. Em cálculo, a seguinte asserção vale: uma função diferenciável é contínua.análogo ao exercício anterior, quais das sentenças seguem da asserção feita? (não é necessário conhecimento de cálculo) a) uma função é diferenciável apenas se ela é contínua b) uma função é contínua apenas se ela é diferenciável c) ser diferenciável é condição necessária para que seja contínua d) ser diferenciável é condição suficiente para que seja contínua e) a função é diferenciável se, e somente se é contínua Quantificadores 89. a) O que é uma sentença aberta? b) Como transformar uma sentença aberta em proposição? c) Quais os quantificadores existentes? d) Qual a negação do quantificador existencial? e) Qual a negação do quantificador universal? 90. Apresente a definição de limite utilizando quantificadores e encontre a negação. 91. Analise o significado lógico das seguintes frases do cotidiano: a) Eu não fiz nada. b) Eu não entendi nada. c) Eu não vi ninguém. 9. Apresente a negação de (! x)(p(x)). 93. Demonstre as seguintes propriedades de quantificadores a) ( x) (p(x)) p(b) b) [( x) (p(x)) ( x) (q(x))] ( x) (p(x) q(x)). c) ( x) (p(x)) ( x) (p(x)) d) ( x) (p(x) q(x)) [( x) (p(x)) ( x) (q(x))] e) ( x)( y)(p(x,y)) ( y)( x)(p(x,y)) f) ( x)(p(x) q(x)) [( x)(p(x)) ( x)(q(x))] g) [( x)(p(x)) ( x)(q(x))] ( x)(p(x) q(x)) h) ( x)( y)(p(x,y)) ( y)( x)(p(x,y)) i) ~[( x)( y)(p(x,y))] ( x)( y)(~p(x,y)) j) ( x)( y)(p(x,y)) ( y)( x)(p(x,y)) k) ~[( x)( y)(p(x,y))] ( x)( y)(~p(x,y)) l) ~[( x)( y)(p(x,y))] ( x)( y)(~p(x,y)) m) ~[( x)( y)(p(x,y))] ( x)( y)(~p(x,y)) 94. (FM-005) Verifique a validade dos quantificadores no universo dos números reais.