introdução à lógica matemática - alberto, carlos b., luiz melo, oswaldo

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INTRODUÇÃO ÀLÓGICA MATEMÁTICA

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Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)

(Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil)

Bispo, Carlos Alberto Ferreira

Introdução à lógica matemática / Carlos Alberto

Ferreira Bispo, Luiz Batista Castanheira :

Cengage Learning, 2011.

Bibliografia.

ISBN 978-85-221-1-

1. Lógica simbólica e matemática I.

Castanheira, Luiz Batista. II. Souza Filho,

Oswaldo Melo. III. Título.

11-02802 CDD-511.3

Índices para catálogo sistemático:

1. Lógica matemática 511.3

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INTRODUÇÃO ÀLÓGICA MATEMÁTICA

Carlos Alberto Ferreira Bispo

Luiz Batista Castanheira

Oswaldo Melo Souza Filho

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Gerente editorial: Patricia La Rosa

Editora de desenvolvimento: Sheila Fabre

Supervisora de produção editorial e gráfica:

Fabiana Alencar Albuquerque

Copidesque: Vera Lúcia Pereira

Revisão: Helena Dias, Maria Dolores D. Sierra Mata

Diagramação: Triall Composição Editorial Ltda.

Capa: Weber Amendola

© 2012 Cengage Learning Edições Ltda.

Todos os direitos reservados. Nenhuma parte deste livropoderá ser reproduzida, sejam quais forem os meios empre-

gados, sem a permissão por escrito da Editora. Aos infra-tores aplicam-se as sanções previstas nos artigos 102, 104,106, 107 da Lei no 9.610, de 19 de fevereiro de 1998.

Esta editora empenhou-se em contatar os responsáveis pelosdireitos autorais de todas as imagens e de outros materiaisutilizados neste livro. Se porventura for constatada a omis-são involuntária na identificação de algum deles, dispomo--nos a efetuar, futuramente, os possíveis acertos.

Para informações sobre nossos produtos, entre emcontato pelo telefone 0800 11 19 39

Para permissão de uso de material desta obra, envie seupedido para [email protected]

© 2012 Cengage Learning. Todos os direitos reservados.

ISBN-13: 978-85-221-1126-8

ISBN-10: 85-221-1126-X

Cengage Learning

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Lapa de Baixo – CEP 05069-900 – São Paulo –SP

Tel.: (11) 3665-9900 – Fax: 3665-9901

SAC: 0800 11 19 39

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Impresso no Brasil

Printed in Brazil

1 2 3 4 5 6 7 15 14 13 12 11

Introdução à Lógica Matemática

Carlos Alberto Ferreira Bispo

Luiz Batista CastanheiraOswaldo Melo Souza Filho

ISBN-13: 978-85-221-1595-2

ISBN-10: 85-221-1595-8

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SUMÁRIO v

Sumário

v

PARTE 1 Cálculo Proposicional .................................................................... 1

CAPÍTULO 1

Proposição ...................................................................................................3

1.1 Princípios da lógica clássica ....................................................4

1.2 Proposição simples e composta ...............................................51.3 Conectivos proposicionais ......................................................5

1.4 Classificação dos conectivos ....................................................6

1.4.1 Conjunção ...................................................................6

1.4.2 Disjunção .....................................................................7

1.4.3 Condicional .................................................................8

1.4.4 Bicondicional .............................................................101.4.5 Negação ....................................................................11

1.5 Formalização ........................................................................11

1.5.1 Fórmula bem formada................................................12

1.5.2 Regras de formação ...................................................13

EXERCÍCIOS PROPOSTOS 1 .........................................................................................13

CAPÍTULO 2

Tabela-Verdade ......................................................................................... 17

2.1 Critérios para o valor-verdade ..............................................18

2.1.1 Conjunção (∧) ...........................................................18

2.1.2 Disjunção (∨) .............................................................18

2.1.3 Condicional (→) ........................................................18

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vi INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA

2.1.4 Bicondicional (↔) .....................................................19

2.1.5 Negação (¬)...............................................................19

EXERCÍCIOS PROPOSTOS 2 .........................................................................................20

CAPÍTULO 3

Classificação das Proposições .............................................................. 23

3.1 Tautologia ............................................................................24

3.2 Contradição .........................................................................25

3.3 Contingência .......................................................................26

EXERCÍCIOS PROPOSTOS 3 .........................................................................................26

CAPÍTULO 4

Tautologias ................................................................................................. 27

4.1 Implicação tautológica .........................................................27

4.2 Equivalência tautológica .......................................................28

4.3 Propriedades ........................................................................28

EXERCÍCIOS PROPOSTOS 4 .........................................................................................29

CAPÍTULO 5

Consequência Lógica ou Dedução Formal........................................... 31

5.1 Argumento ..........................................................................32

5.2 Validade de um argumento ...................................................36

5.2.1 Prova direta de validade ..............................................38

5.2.2 Tautologias úteis ........................................................38

5.2.3 Regras de dedução do cálculo proposicional ...............41

5.2.4 Teorema da Dedução (T.D.) .......................................47

5.2.5 Prova indireta .............................................................49

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SUMÁRIO vii

5.3 Prova de invalidade...............................................................56

5.3.1 Método de atribuição de valores .................................57

5.4 Árvore de refutação ..............................................................62

5.5 Método da árvore de refutação .............................................635.6 Ramo fechado – ramo aberto ...............................................64

EXERCÍCIOS PROPOSTOS 5 .........................................................................................34

EXERCÍCIOS PROPOSTOS 6 .........................................................................................50

EXERCÍCIOS PROPOSTOS 7 .........................................................................................60

EXERCÍCIOS PROPOSTOS 8 .........................................................................................68

PARTE 2 Cálculo de Predicados ................................................................. 69

CAPÍTULO 6

Funções Proposicionais e Quantificadores .........................................71

6.1 Termos e predicado ..............................................................716.2 Função proposicional ...........................................................72

6.3 Quantificadores ....................................................................73

6.4 Formalização do cálculo de predicados .................................73

6.5 Regras de formação do cálculo de predicados .......................75

6.6 Equivalência entre os quantificadores ....................................76

EXERCÍCIOS PROPOSTOS 9 .........................................................................................76

EXERCÍCIOS PROPOSTOS 10 .......................................................................................78

CAPÍTULO 7

Validade de Argumentos com Quantificadores ................................... 81

7.1 Exemplificação e generalização .............................................81

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viii INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA

7.1.1 Exemplificação Existencial (E.E.) ...............................82

7.1.2 Exemplificação Universal (E.U.) .................................82

7.1.3 Generalização Existencial (G.E.) .................................82

7.1.4 Generalização Universal (G.U.) ..................................82

EXERCÍCIOS PROPOSTOS 11 ......................................................................................84

Soluções para os Exercícios Propostos ............................................... 87

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PREFÁCIO ix

Prefácio

ix

Após vários anos administrando a disciplina Lógica em cursos degraduação em Administração, Matemática, Sistemas de Informação eDireito, com o objetivo de suprir a necessidade de uma bibliografiabásica, os três autores tiveram a ideia de escrever juntos este livro. Paratanto, foram utilizadas as notas de aulas, extensa pesquisa bibliográficae vários encontros para discutir o texto.

Na elaboração deste livro, o desenvolvimento do conteúdo sedeu de maneira que o leitor possa utilizá-lo como bibliografia básica.Após a apresentação de uma pequena parte do conteúdo, são forne-cidos exemplos e exercícios resolvidos. Essa forma de apresentação dácondições ao leitor para que ele consiga entender e praticar a LógicaMatemática.

O conteúdo deste livro foi dividido em duas partes: a primeira refe-re-se a Cálculo Proposicional e a segunda a Cálculo de Predicados.

Na parte do Cálculo Proposicional é apresentada a introdução àLógica com a apresentação dos conectivos lógicos, seu valor-verdade,suas tabelas-verdade, as tautologias mais relevantes, argumentos e for-mas de argumentos. Além disso, também são apresentadas as provas devalidade e de invalidade com suas respectivas formalísticas.

Na parte de Cálculo de Predicados são apresentados o quantifica-dor universal e o existencial, equivalências entre eles e como se con-duz a prova de validade de alguns tipos de argumentos que possuem

em seu escopo esses quantificadores, sempre utilizando o conteúdoque foi desenvolvido na primeira parte.

Essa divisão e a sua linguagem objetivam uma maior compreensãodo estudante que se depara pela primeira vez com esse assunto.

Ao final dos tópicos de cada capítulo, são apresentados exemplosresolvidos, pré-requisitos para a resolução dos aproximadamente 300exercícios propostos, que seguem ordem crescente de dificuldade.

Todos os exercícios propostos apresentam sua resolução no final

deste livro.

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INTRODUÇÃO xi

Introdução

xi

Uma definição ampla e precisa da lógica, ou da ciência da lógica,que englobe com rigor todo o seu domínio atual, não é uma tare-fa fácil mesmo para o especialista nessa matéria. Em uma primeiraaproximação, a lógica pode ser entendida como a ciência que estudaos princípios e os métodos que permitem estabelecer as condições

de validade e invalidade dos argumentos. Um argumento é uma partedo discurso1 (falado ou escrito) no qual localizamos um conjunto deuma ou mais sentenças denominadas premissas e uma sentença deno-minada conclusão.

No cotidiano empregamos toda sorte de argumentos com os maisvariados conteúdos: político, religioso, moral etc. O nosso objetivo é,invariavelmente, convencer ou persuadir o interlocutor de que esta-mos certos em nosso argumento.

Pode-se pensar na lógica como o estudo da validade dos argu-mentos, focalizando a atenção não no conteúdo, mas sim na sua formaou na sua estrutura.

A lógica, também chamada de formal, simbólica ou ainda ma-temática, pode ser tratada, grosso modo, mediante três concepções: 1a)lógica como um sistema de regras; 2a) lógica como um conjunto

de leis; 3a) lógica como estrutura linguística. Podemos associarcada concepção a um determinado período da evolução da lógica.

Sendo assim, estabelecemos, grosso modo, três períodos que corres-pondem, respectivamente, às três concepções de lógica: 1o) período

grego (século IV a.C. até o início do século XIX); 2o) período bo-

oleano (século XIX e primeira década do século XX); 3o) período

contemporâneo.

A busca de regras que assegurem a validade de um argumento do-minou o primeiro período, que se inicia por volta de IV a.C. com

1 Dizemos “discurso”, em vez de “raciocínio”, porque a lógica trata de entidades

linguísticas e não do modo como pensamos ou raciocinamos. O estudo do raciocínioou do modo como pensamos pertence ao campo da psicologia.

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xii INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA

a primeira sistematização conhecida da lógica, uma coleção detratados denominada Organon. Esses tratados lógicos são de au-toria de Aristóteles (384-322 a.C.) e foram reunidos após suamorte. Aristóteles é o autor mais importante da mais influenteescola de lógica desse período, a qual distingue outras escolas,

como a dos megáricos (300 a.C.) e estoicos (260 a.C.), passandopelos medievais, por exemplo, Pedro Abelardo (1079-1142) e W.Ockham (1285-1347), e, na Idade Moderna, a lógica de Port--Royal (1662) e a logística de G. W. Leibniz (1646-1716). Leibniz já apresentava o seu sistema em uma perspectiva de uma ideo-grafia universal próxima da concepção contemporânea e de ummodo de operar os símbolos próximo do cálculo algébrico.

No segundo período, a partir do século XIX, a lógica passoua evoluir em um sentido mais matemático ou, mais precisamente,

mais algébrico. A evolução nesse sentido representa uma mu-dança na concepção de lógica que passava então a buscar as suasleis como um resultado do paralelo de fórmulas algébricas como cálculo de classes. Essa aproximação da lógica com a álgebradeu-se sob a influência de George Boole (1815-1864), Augustusde Morgan (1806-1871) e outros. Ainda nesse período, G. Frege(1848-1925) desenvolveu um sistema de lógica por um métodolinguístico (cálculo proposicional) que se afastou do modo algé-brico e teve muita influência na lógica contemporânea.

É importante assinalar que no século XIX, com o surgimen-to das geometrias não euclidianas (Lobachevsky, Bolyai, Gauss,Riemann e outros) e da teoria dos conjuntos de George Cantor(1845-1918), o estudo dos fundamentos da matemática proces-sou-se de um modo associado ao desenvolvimento da lógica.

O período contemporâneo começa a partir do início doséculo XX – mais precisamente a partir da publicação em trêsvolumes do Principia Mathematica, de A. N. Whitehead (1861-

-1947) e Bertrand Russell (1872-1970), respectivamente, em1910, 1912 e 1913 – e com a publicação de On the consis-

tency of arithmetic , do matemático Frances Jacques Herbrand(1908-1931), F. P. Ramsey (1903-1930), Clarence Irving Lewis(1883-1964), L.E.J. Brouwer (1881-1966), Jan Lukasiewicz(1878-1956) e outros, que se uniram para transformar a ló-gica em uma nova ciência. É nesse período que o enfoquelinguístico-formal se impõe, ou seja, a lógica passa a ser vistacomo estrutura linguística. Desse ponto de vista, a lógica como

uma linguagem, ou como um sistema de signos, pressupõe umasintaxe (regras ou leis de combinação dos signos) e uma semân-

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INTRODUÇÃO xiii

tica (interpretação e significado dos signos). Assim, existemvárias lógicas, cada uma associada a uma determinada estruturalinguística. É importante notar que essa última concepção delógica matemática subsume as outras duas.

A partir de 1930 até nossos dias, a evolução da lógica ca-

minha em uma direção de maior integração à matemática,atingindo uma complexidade técnica elevada e ampliandoconsideravelmente o seu domínio com aplicações nas maisdiversas áreas, como Informática, Administração de Empresas,Física, Economia, Engenharia etc. As contribuições de K. Gö-del (1906-1978) e seus teoremas de incompletude, A.M. Tu-ring (1912-1954) e sua teoria geral dos processos computáveis,A. Church (1903-1995), S.C. Kleene (1909-1994), J.B. Rosser(1907-1989) e outros, dando forma à teoria da recursão, A. Tarski

(1902-1983), A. Robinson (1918-1974) e outros, criando a teoriade modelos, Newton C.A. da Costa (1929-), criando a lógicaparaconsistente, e inúmeras outras contribuições diversificarame ampliaram em tão alto grau os métodos e os domínios dalógica que ninguém teria hoje condições de acompanhar odesenvolvimento dessas teorias em detalhes.

Sinopse das Várias Lógicas

Clássica

Cálculo de predicados de primeira ordem:

a) Teoria de conjuntos.b) Teoria de tipos.

c) Teoria de categorias como fundamento da Matemática.

Não clássica

Complementares da Clássica

a) Epistêmica clássica.

Lógica da crença.

Lógica do conhecimento.

b) Modal clássica.

c) Clássica de ação etc.

d) Intencionais clássicas.e) Indutiva clássica etc.

Heterodoxas

a) Paracompletas.

b) Paraconsistentes.

c) Não aléticas.

d) Quânticas.

e) Relevantes.

f) Modais paraconsistentes.

g) Epistêmicas paracompletas.

h) Indutivas paraconsistentes etc.

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1

Cálculo Proposicional

1 P A

R T E

BREVE SUMÁRIO

1 Proposição ........................................................................ 3

2 Tabela-Verdade ............................................................... 17

3 Classificação das Proposições ........................................ 23

4 Tautologias ...................................................................... 27

5 Consequência Lógica ou Dedução Formal ..................... 31

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O Cálculo Proposicional é a parte da Lógica

Matemática que estuda a validade de argumen-

tos apresentados em uma linguagem própria,

a linguagem proposicional. Nessa linguagem

é possível distinguir dois aspectos: o sintático

e o semântico. O sintático estabelece símbo-

los, regras de formação e regras de dedução

de validade. O aspecto semântico consiste na

valoração das fórmulas com atribuição da pro-

priedade de verdadeiro ou falso.

O Cálculo Proposicional trabalha com tabe-

las-verdade, tautologias e métodos dedutivos

que visam estabelecer a validade de argumen-

tos. Constitui-se em um sistema formal no

qual se pode operar com grande precisão e

rigor algumas transformações e obter resulta-

dos bem definidos e de ampla aplicação em

outras áreas da Ciência.

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PROPOSIÇÃO 3

capítulo

Proposição

Considera-se uma proposição, ou um enunciado, qualquer sentença decla-

rativa que assume um dos dois valores-verdade: verdade e falsidade; ouseja, uma proposição é uma sentença declarativa que pode ser verda-deira (V) ou falsa (F). Essa propriedade da proposição é usualmentedenominada valor-verdade .

Exemplos de sentenças declarativas

a) sen 90O = 1 (é uma proposição verdadeira (V).)

b) Júpiter está a 100 km da Terra, (é uma proposição falsa (F).)

c) Os suíços fabricam os melhores relógios e os franceses, o melhor vinho . (éuma proposição verdadeira (V), isto em certo período de tempo.)

Exemplos de sentenças não declarativas

a) Venha aqui! (sentença imperativa)

b) Não corra tão rápido! (sentença imperativa)

c) Pela mãe do guarda! (sentença exclamativa)

d) Quantas vezes terei de repetir isso? (sentença interrogativa)

Essas sentenças não são proposições, pois é impossível estabelecerum valor-verdade para elas.

3

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4 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

Nos exemplos anteriores, as proposições tratam os assuntos:a) matemática; b) astronomia; e c) vinhos e relógios. O CálculoProposicional analisa a relação entre as proposições, conside-rando a forma que essa relação assume e não especificamente oseu conteúdo, ou seu significado.

As proposições podem ser substituídas por letras maiúsculasdo alfabeto latino: A, B, ... , Z.

a) Os suíços fabricam os melhores relógios e os franceses, o melhorvinho.

Se tomarmos:

R = Os suíços fabricam os melhores relógios.

S = Os franceses fabricam o melhor vinho.

Teremos: R e S , a tradução simbólica da proposição.

b) Se prestar atenção na aula, então tirarei boa nota na prova.

Se tomarmos:

A = Eu prestar atenção na aula.

P = Eu tirarei boa nota na prova.

Teremos: Se A então P , a tradução simbólica da proposição.

1.1 Princípios da lógica clássicaA Lógica Matemática na sua versão clássica assume como regrasfundamentais do pensamento válido três princípios básicos.

Princípio da Identidade:

“Toda proposição é idêntica a si mesma.”

P é P

Princípio da Não Contradição:

“Uma proposição não pode ser verdadeira e falsa ao mes-mo tempo.”

não (P e não P )

1

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PROPOSIÇÃO 5

Princípio do Terceiro Excluído:

“Toda proposição ou é verdadeira ou é falsa, não existin-do um terceiro valor que ela possa assumir.”

P ou não P (ou exclusivo)

1.2 Proposição simples e compostaUma proposição é simples se, e somente se, contiver uma únicaafirmação.

Uma proposição é composta quando for constituída poruma sequência finita de pelo menos duas proposições simples.

Nos exemplos anteriores de sentenças declarativas, a e b são proposições simples, e c é uma proposição composta.

1.3 Conectivos proposicionaisNa linguagem comum, usam-se palavras explícitas ou não parainterligar frases dotadas de algum sentido. Tais palavras são subs-tituídas, na Lógica Matemática, por símbolos denominados co-

nectivos lógicos.

Em nosso estudo, nos restringiremos inicialmente aochamado cálculo proposicional ; por essa razão, os conectivosutilizados são conhecidos por sentenciais ou proposicionais.

Trabalharemos com cinco conectivos que substituirão sim-bolicamente as expressões:

e se, e somente se

ou não

se ..., então ...

a) Somos pobres mortais e fanáticos torcedores da vida.

É uma proposição composta:

Somos pobres mortais, a primeira proposição , e somos fanáticos torcedores da vida, a segunda proposição,sendo e a palavra de ligação.

b) Se não nos alimentarmos, morreremos. É uma proposição composta:

não nos alimentarmos, a primeira proposição,e (nós) morreremos, a segunda.

2

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6 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

As palavras que unem essas proposições são

Se .............., então, ...............

c) Vamos ao cinema ou ao teatro.

É uma proposição composta:

Vamos ao cinema, a primeira proposição, e(vamos) ao teatro, a segunda proposição,sendo ou a palavra de ligação.

Os símbolos especiais da Lógica Matemática expõem commaior clareza as estruturas lógicas de proposições e argumentos,

que muitas vezes, na linguagem comum, ficam obscurecidas.A Lógica Matemática trata da relação entre proposições, con-siderando a forma que essa relação assume e não o seu conteúdo. Emfunção disso, as proposições são representadas por letras maiúsculasdo alfabeto latino. Cada letra maiúscula é usada para representaruma proposição bem definida (uma constante) e cada minúsculapara representar uma proposição qualquer (uma variável).

É importante assinalar que a Lógica Matemática é uma ciên-

cia não empírica, isto é, não depende de observações como nasciências naturais. Portanto, tem afinidades com a Matemática edela se aproxima.

1.4 Classificação dos conectivosApresentaremos a seguir os conectivos que, com suas represen-tações simbólicas, serão usados na tradução de proposições paraa linguagem simbólica.

1.4.1 Conjunção

É o resultado da combinação de duas proposições ligadas pelapalavra e, que será substituída pelo símbolo ∧. Cada proposiçãotambém será traduzida, utilizando-se a primeira letra de suapalavra-chave. A conjunção pode também ser expressa por pa-lavras como: mas, todavia, contudo, no entanto, visto que , enquanto,além disso, embora.

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8 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

a) Maria foi ao cinema ou ao teatro.

Tradução:

C = Maria foi ao cinema.

T = Maria foi ao teatro.Simbolicamente, temos: C ∨ T.

b) José será jogador de futebol ou seguirá a carreira de Medicina.

Tradução:

F = José será jogador de futebol.

M = José seguirá a carreira de Medicina.

Simbolicamente, temos: F ∨ M.

1.4.3 Condicional

Duas proposições formam uma condicional quando for possí-vel colocá-las na seguinte forma:

Se (proposição 1), então (proposição 2).

a proposição 1 é chamada de antecedente , e a proposição 2 deconsequente ;

o símbolo utilizado para ligar as duas proposições de uma

condicional é →;

as proposições condicionais podem ter sentidos diferentes

em sua composição, veja os exemplos a seguir.

a) Se Alberto é poliglota, então fala várias línguas.

Aqui, a consequente depende da definição da palavra poliglota. Tradução:

P = Alberto é poliglota.

L = (Alberto) fala várias línguas.

Simbolicamente, temos: P → L.

b) Se colocarmos em um ácido papel de tornassol, o papel ficarávermelho.

A consequente decorre da atuação química e física da antecedente.

4

5

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PROPOSIÇÃO 9

Tradução:

C = Colocarmos em um ácido papel de tornassol.

V = O papel ficará vermelho.

Simbolicamente, temos: C → V.c) Se Fernando é inteligente, eu sou um gênio.

Não existe uma conexão real entre a antecedente e a consequente.

Tradução:

F = Fernando é inteligente.

E = eu sou um gênio.

Simbolicamente, temos: F → E.d) Se o Brasil for campeão, eu vou para o Japão.

A consequente reflete uma vontade própria, que depende da an-tecedente.

Tradução:

B = O Brasil for campeão.

J = Eu vou para o Japão.

Simbolicamente, temos: B → J.

e) Se todos os homens são mortais e Sócrates é um homem, entãoSócrates é mortal.

Nesse caso, a consequente depende logicamente da antecedente.

Tradução:

H = Todos os homens são mortais.

S = Sócrates é um homem.

M = Sócrates é mortal.

Simbolicamente, temos: (H ∧ S) → M.

Desses exemplos, apenas o último tem relevância para ocálculo proposicional, pois seu valor-verdade depende apenas

do valor-verdade atribuído a suas proposições simples.

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10 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

1.4.4 Bicondicional

Toda proposição composta, formada por duas proposições, quepode ser colocada na forma:

(proposição 1) se, e somente se, (proposição 2)

é chamada de bicondicional e seu conectivo de ligação é repre-sentado pelo símbolo ↔.

A proposição bicondicional pode ser entendida como umaconjunção de dois condicionais, ou seja, dado p ↔ q, temos

p → q e q → p.

a) Só ganharás o dinheiro se completares o trabalho.

Tal proposição é equivalente a:

Ganharás o dinheiro se, e somente se, completares o trabalho.

Tradução:

D = Ganharás o dinheiro.

T = Completares o trabalho.

Simbolicamente, temos: D ↔ T.

b) Só haverá diminuição da violência se a educação for prioridadegovernamental.

Tal proposição é equivalente a:

Se houver diminuição da violência, a educaçãoé prioridade governamental.

eSe a educação for prioridade governamental, a violência diminuirá.

Tradução:

V = Haverá diminuição da violência.

E = A educação é prioridade governamental.

Simbolicamente, temos: V ↔ E.

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PROPOSIÇÃO 11

1.4.5 Negação

Este conectivo não liga duas proposições, mas simplesmentenega a afirmação da proposição que o precede. Em virtudedisso, é um conectivo unário, enquanto os anteriores são co-

nectivos binários, pois ligam duas proposições. Se o valor--verdade de uma proposição é (V), quando acompanhado doconectivo de negação, passará a ser (F) e vice-versa. O símboloutilizado para esse conectivo é ¬, colocado antes da letra quetraduz a proposição.

a) Luís não recebeu o seu pagamento na data prevista.

Tradução:

P = Luís recebeu o seu pagamento na data prevista.

Simbolicamente, temos: ¬P.

b) Alfredo não gosta de trabalhar.

Tradução:

T = Alfredo gosta de trabalhar.

Simbolicamente, temos: ¬T.

c) A estabilidade não gera desemprego.Tradução:

E = A estabilidade gera desemprego.

Simbolicamente, temos: ¬E.

1.5 FormalizaçãoO processo de formalização consiste em converter um conjun-to de proposições interligadas em uma estrutura composta deletras proposicionais, conectivos lógicos e símbolos de pontua-ção. Os símbolos usados nessa operação são:

letras proposicionais: A, B, ..., P, Q etc., ou P1, P

2, ... , ou a,

b, c,... ou p1, p

2, p

3, ...;

conectivos proposicionais: ¬, ∧, ∨, →,∆;

parênteses: ( ).

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12 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

Em geral, para evitar ambiguidades nas proposições com-postas, é necessário estabelecer uma pontuação adequada. Talpontuação é idêntica à utilizada em expressões algébricas, se-guindo as seguintes regras:

cada parêntese aberto deve ser fechado; os internos à expres-

são precedem aos mais externos;

a ordem de prioridade dos conectivos é:

1o ¬

2o ∧ e ∨

3o → e∆

Se tomarmos café ou comermos algo, chegaremos atrasados à con-

ferência, mas, se isso for um problema, é melhor despedirmo-nosagora.

Tradução:

T = tomarmos café;

C = comermos algo;

A = chegaremos atrasados à conferência;

P = isso é um problema;

D = é melhor despedirmo-nos agora.

Simbolicamente, temos: ((T ∨ C → A) ∧ (P → D)).

No processo de formalização, passa-se de uma linguagem

natural ou do cotidiano para uma linguagem artificial formadapelos três tipos de símbolos: letras, conectivos e parênteses. Naverdade, essa operação de tradução é muito mais complexa,

sendo um assunto que não cabe discutir aqui. Por isso, é maisconveniente e mais correto dizermos que esses símbolos cons-tituem propriamente o vocabulário do cálculo proposicional.

1.5.1 Fórmula bem formada

Uma sequência qualquer de elementos do vocabulário do cál-culo proposicional constitui uma fórmula. No entanto, nem todafórmula é aceitável para o cálculo proposicional. Uma fórmula

aceitável para o cálculo proposicional é denominada fórmulabem formada, wff (w ell- f ormed f ormula), abreviadamente.

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PROPOSIÇÃO 13

Para se obter as wffs, é preciso definir as regras de formação

para o cálculo proposicional , que são a gramática do cálculo propo-sicional. Portanto, qualquer fórmula construída de acordo comessas regras de formação é uma wff.

1.5.2 Regras de formaçãoAs regras de formação para o cálculo proposicional são:

1. Uma letra proposicional isolada é uma wff;

2. Se P é uma wff, então ¬P também é;

3. Se P e Q são wffs, então (P ∧ Q), (P ∨ Q), (P → Q) e(P ↔ Q) também são.

a) A fórmula P → Q ∧ R é uma wff; observemos que não há anecessidade da colocação de parênteses visto que a conjunção temprecedência sobre a condicional.

b) A fórmula P → Q ↔ R não é uma wff, pois a condicional e abicondicional têm a mesma precedência. Nesse caso, a fórmula seriauma wff se fosse dada por (P → Q) ↔ R ou P → (Q ↔ R).

c) A fórmula (A ∧ (B ↔ C) não é uma wff, pois um dos parêntesesfoi aberto, mas não foi fechado.

d) A fórmula A ∧ → B não é uma wff, pois desobedece à regra 3.

1. Determine se as fórmulas a seguir são wffs.

a) A

b) (A → B) ∧ C

c) B ∧ (C ∨ D))

d) B ∧ C ∨ D

e) ¬(A ∨ B) ∨ C → D

f) (¬((A ∨ B) ∧ C ↔ ((D ∨ ¬E) → F))

g) ((¬(A ∨ (¬B) ↔ D) ∨ E)

2. Traduza para a linguagem simbólica as seguintes proposições,usando letras maiúsculas para abreviar as proposições simples.

a) Se Alfredo escrever para Maria, ela não irá para outra cidade.

b) Ou Alfredo escreve para Maria ou ela irá para outra cidade.

c) Alfredo não escreveu para Maria e ela irá para outra cidade.

d) Alfredo escreverá para Maria se, e somente se, ela for para outracidade.

EXEMPLOcontraexemplo

EXERCÍCIOSPROPOSTOS

PROPOSIÇÃO 13

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14 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

e) Se Alfredo escrever para Maria e João for ao encontro dela,então Maria não irá para outra cidade.

f) Se Alfredo for ao encontro de Maria ou João for ao encontrode Maria, ela não ficará mais na cidade.

g) João só irá ao encontro de Maria se Alfredo não estiver na ci-

dade.h) Se Maria se encontrar com João, ou se não for ao encontro

com Alfredo, Maria irá para outra cidade.

i) O gerente despedirá Maria ou despedirá João.

j) Se João é vizinho de Maria, então João conhece Maria.

k) Se João ama Maria e Maria ama Paulo, então João não teráchance com Maria.

l) Se João for despedido e procurar um emprego, com certeza

ganhará um salário melhor.m) O número de acidentes diminuirá nas estradas se, e somente se, hou-

ver mais policiamento e os motoristas forem mais conscientes.

n) Todos acertaram todas as questões, mas isso não significa quenão devam estudar mais.

o) Se Eduardo não apresentar uma queixa, então, nem Fernandoinvestigará, nem Geraldo será classificado.

p) Ou Eduardo apresentará uma queixa, ou, se Fernando investi-

gar, então Geraldo será desclassificado.3. Sejam as proposições: A = Carlos é argentino e B = João é bra-

sileiro. Traduza para a linguagem natural as seguintes proposiçõessimbólicas:

a) A ∨ B

b) ¬A ∧ B

c) A → B

d) A → ¬B

e) ¬A ↔ Bf) ¬A ∧ ¬B

4. Coloque em linguagem simbólica as seguintes proposições mate-máticas:

a) x é menor que 3 e maior que 0, ou, x não é igual a 7.

b) Se x é menor que 4 e maior que 2, então x é igual a 3.

c) Ou x é maior que 0, ou x é menor que 3 e y é maior que 0.

d) x é igual a 3 se, e somente se, y for maior que 0.

e) Se x é diferente de 2, então y é igual a 9 e z é maior que 3.

14 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

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PROPOSIÇÃO 15

5. Dadas as proposições: A = Luiz é administrador, B = Alfredo ébancário e C = Maria é comerciante, traduza para a linguagemsimbólica as proposições a seguir.

a) Ou Luiz é administrador ou Alfredo é bancário, mas Maria nãoé comerciante.

b) Luiz não é administrador e Maria é comerciante.c) Se Alfredo é bancário e Maria é comerciante, então Luiz é

administrador.

d) É mentira que Luiz é administrador, que Alfredo é bancário ouque Maria seja comerciante.

e) Luiz é administrador se, e somente se, Alfredo não é bancário eMaria não é comerciante.

PROPOSIÇÃO 15

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TABELA-VERDADE 17

capítulo

Tabela-Verdade

O valor-verdade de uma proposição composta é obtido de forma úni-ca a partir dos valores-verdade atribuídos às proposições simples quea compõem. A atribuição de um valor-verdade para uma proposiçãosimples depende do seu contexto e faz parte do estudo semântico.

Para determinar o valor-verdade (V) ou (F) de uma proposiçãocomposta, usa-se um instrumento denominado tabela-verdade , na qualfiguram todas as possíveis combinações dos valores-verdade das pro-posições simples.

Tomando-se p e q como proposições simples quaisquer, a tabela--verdade de cada um dos conectivos binários já apresentados é dada por:

Conjunção Disjunção Condicional Bicondicional

p q p ∧ q p ∨ q p → q p ↔ q

V V V V V V

V F F V F F

F V F V V F

F F F F V V

17

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18 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

No caso específico da negação (conectivo unário), toman-do-se p como uma proposição simples qualquer, sua tabela--verdade é:

Negação

p ¬p

V F

F V

O número de linhas de uma tabela-verdade depende do nú-mero de proposições simples presentes; no caso anterior, háduas proposições simples e quatro linhas com valores-verdade.Para obtermos o número de linhas de uma tabela, basta usar-mos a fórmula 2n, sendo n o número de proposições simplesenvolvidas, no caso n = 2 e a tabela tem 4 linhas.

2.1 Critérios para o valor-verdadeO valor-verdade de uma proposição composta depende unica-mente do valor lógico de suas proposições simples, seguindo oscritérios a seguir.

2.1.1 Conjunção (∧)

Uma conjunção tem seu valor lógico (V) se, e somente se, asduas proposições que a compõem forem verdadeiras (V). Ob-serve que, na tabela apresentada, a conjunção tem valor lógico(V) somente na primeira linha, onde as proposições p e q sãoverdadeiras.

2.1.2 Disjunção (∨)

Uma disjunção tem valor-verdade (F) se, e somente se, ambasas proposições que a compõem forem falsas (F) (é o caso daúltima linha da disjunção).

2.1.3 Condicional (→)

Uma proposição condicional é falsa (F) se, e somente se, a pro-posição antecedente for verdadeira (V) e a consequente for

falsa (F) (é o caso da segunda linha da condicional).

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TABELA-VERDADE 19

2.1.4 Bicondicional (↔)

Uma proposição bicondicional tem valor-verdade (V) se, e so-mente se, as duas proposições que a compõem tiverem o mesmovalor-verdade (V) ou (F) (caso da primeira e quarta linhas).

2.1.5 Negação (¬)

A negação de uma proposição verdadeira (V) é uma proposi-ção falsa (F) e a de uma proposição falsa (F) é uma proposiçãoverdadeira (V).

1. Verifique quais das proposições a seguir são verdadeiras:

a) O Brasil foi colônia de Portugal, mas hoje é um país indepen-

dente.b) Vivemos em um país da América Latina, portanto, nosso idio-

ma é proveniente do Latim.

c) Só cursaremos a faculdade, se obtivermos aprovação no vesti-bular.

d) Se D. Pedro proclamou a independência do Brasil, ou declarouguerra à Inglaterra, então, o Brasil foi colônia da Inglaterra.

a) C = O Brasil foi colônia de Portugal. Valor-verdade (V) I = Hoje (o Brasil) é um país independente. Valor-verdade (V)

C (V) ∧ I (V)

(V)

b) P = Vivemos em um país da América Latina. (V)

L = Nosso idioma é proveniente do Latim. (V)

P (V) L (V)

(V)

c) F = Cursaremos a faculdade. (V)

V = Obtivermos aprovação no vestibular. (V)

!EXERCÍCIOSRESOLVIDOS

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO

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20 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

F (V)↔ V (V)

(V)

d) I = D. Pedro proclamou a independência do Brasil. (V)

G = (D. Pedro) declarou guerra à Inglaterra. (F)

C = O Brasil foi colônia da Inglaterra. (F)

I (V) ∨ G (F) C (F)

(V)

(F)

2. Dados p, q e r proposições quaisquer, construa a tabela-verdadeda proposição (p → p ∨ q) ∧ (r ↔ q).

p q r p ∨ q p → p ∨ q r ↔ q (p → p ∨ q) ∧ (r ↔ q)

V V V V V V V

V V F V V F F

V F V V V F F

V F F V V V V

F V V V V V V

F V F V V F F

F F V F V F F

F F F F V V V

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO

1. Atribuindo um valor lógico a cada uma das proposições simples,de acordo com o contexto atual, conclua qual o valor lógico dasseguintes proposições compostas:

a) O Brasil é um país emergente e o Japão está em crise.

b) O Brasil não é um país emergente, mas o Japão está em crise.

EXERCÍCIOS

PROPOSTOS

20 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

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TABELA-VERDADE 21TABELA-VERDADE 21

c) Se o Brasil é um país emergente, o Japão está em crise.

d) O Brasil é um país emergente se, e somente se, o Japão estiverem crise.

e) Ou o Brasil não é um país emergente ou o Japão não está emcrise.

f) A seleção brasileira de futebol foi pentacampeã, mas se o técni-co fosse outro, talvez ela não tivesse sido.

g) A inflação é praticamente nula, e o desemprego não para decrescer.

h) Ou os salários aumentam, ou as vendas diminuem.

i) Se São Paulo é a maior cidade da América Latina, sua arreca-dação de impostos é alta ou parte do dinheiro arrecadado édesviado.

j) O azul é uma das cores da bandeira brasileira, e a bandeira dePortugal tem as cores verde e vermelho.

k) Se a Alemanha perdeu a Segunda Guerra Mundial e o Japãoera seu aliado, então o Japão também perdeu a Segunda GuerraMundial.

l) Se Cuba é o único país comunista do Continente Americanoe os Estados Unidos são um país capitalista, então Cuba seráarrasada pelos Estados Unidos.

m)Se o Brasil já teve várias moedas, é provável que o real seja aúltima.

n) Se o Mercosul incomoda os países desenvolvidos, e o Brasil épaís integrante desse mercado, então os países desenvolvidostentarão conter o desenvolvimento brasileiro.

2. Dado que o valor lógico das proposições P e Q é (V), e de R e S é (F), determine o valor lógico das seguintes proposições:

a) ¬P ∨ ¬Q

b) P ∨ ¬Qc) ¬P ∧ (Q → R)

d) ¬P ∧ (¬Q → ¬P)

e) R ∨ S → P ∧ Q

f) P ∧ Q ↔ R ∧ S

g) (P ↔ Q) → (P → R)

h) ((P ∨ Q) ∨ (S → (P → R))

i) ((P ∧ Q) ∨ (P ∧ (R ∨ S)) → S) ↔ S

j) ((R → P) ∨ (R ∨ S)) → (P → (Q ∨ S))

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22 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

3. Considerando-se p,q e r proposições simples, construa as tabelas--verdade das seguintes proposições:

a) (p ∨ q) → r

b) ¬(p ∨ q) ∧ p

c) (¬p → q) ∨ r

d) p ∧ q → (r ↔ q)

e) ¬p ∧ p → (r ↔ q)

f) (¬p → q) ∨ (r → ¬p)

g) ¬((p ↔ ¬q) → r ∧ ¬q)

22 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

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CLASSIFICAÇÃO DAS PROPOSIÇÕES 23

capítulo

Classificação das Proposições

No estudo das proposições compostas, feito com o auxílio databela-verdade, observa-se que existem as que são sempre ver-dadeiras, independentemente do valor lógico atribuído a cada

uma de suas premissas simples. O mesmo ocorre com as pro-posições compostas que são sempre falsas. Em virtude disso,classificam-se as proposições compostas em tautológicas, contra-

ditórias e contingentes.

Dadas p e q proposições simples quaisquer, construa a tabela-verdadepara as seguintes proposições:

1. p ∨ ¬ p

Construindo a tabela-verdade, temos:

p ¬ p p ∨ ¬ p

V F V

F V V

2. p ∧ ¬p

!EXERCÍCIOS

RESOLVIDOS

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO

23

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24 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

Construindo a tabela-verdade, temos:

p ¬ p p ∧ ¬ p

V F F

F V F

Observe que no exercício resolvido 1, o valor lógico da proposição ésempre (V), independentemente do valor lógico de p, e no exercícioresolvido 2, o valor lógico é sempre (F).

3.1 Tautologia

Uma proposição composta é tautológica ou uma tautologia se,e somente se, seu valor lógico é sempre verdade (V), inde-pendentemente do valor lógico das proposições simples que acompõem.

a) A proposição ¬(p ∧ ¬p) é uma tautologia, conforme demonstra suatabela-verdade:

p ¬p (p ∧ ¬p) ¬(p ∧ ¬p)

V F F V

F V F V

Tal exemplo traduz a ideia do Princípio da não contradição:

Uma proposição não pode ser simultaneamente

verdadeira (V) e falsa (F).

b) Um outro exemplo de tautologia envolve o Princípio do Terceiro Ex-

cluído:

Uma proposição ou é verdadeira (V) ou é falsa (F).

Tal princípio pode ser representado pela proposição p ∨ ¬p, que atabela a seguir demonstra ser uma tautologia.

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO

1

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CLASSIFICAÇÃO DAS PROPOSIÇÕES 25

p ¬p p ∨ ¬p

V F V

F V V

c) Finalmente, temos o Princípio da Identidade:

Toda proposição é idêntica a ela mesma.

Tal princípio pode ser representado pela proposição p ↔ p,cuja condição de ser uma tautologia pode ser percebida semdificuldades.

Esses três princípios são a base para todo o desenvolvimento do

raciocínio lógico matemático.d) A proposição ((p → q) → r) → (p → (q → r)) também é umatautologia, o que pode ser demonstrado com sua respectiva tabela--verdade. Deixamos isso a cargo do leitor.

3.2 ContradiçãoUma proposição composta é chamada de contradição se, e so-

mente se, o seu valor lógico for sempre falso (F), indepen-dentemente do valor lógico das proposições simples que acompõem.

a) Como já foi demonstrado em um exemplo anterior, a proposiçãop ∧ ¬p é uma contradição.

b) A proposição (p ∧ q) ∧ (¬p ∧ ¬q) é contraditória. Veja a tabela aseguir:

p q ¬p ¬q p ∧ q ¬p ∧ ¬q (p ∧ q) ∧ (¬p ∧ ¬q)

V V F F V F F

V F F V F F F

F V V F F F F

F F V V F V F

2

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26 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

3.3 ContingênciaChama-se uma proposição composta de contingente , ou umacontingência, quando o seu valor lógico pode ser (V) ou (F),dependendo do valor de suas proposições simples.

a) A proposição p → ¬p é uma contingência, de acordo com a suatabela-verdade:

p ¬p p → ¬p

V F F

F V V

b) A proposição (p → q) → (p ∨ r) ∧ ¬p é uma contingência. Dei-xamos a cargo do leitor a sua demonstração com o uso da tabela--verdade.

Como já deve estar claro, para se provar que uma propo-sição composta é uma tautologia, uma contradição ou umacontingência, usa-se a última coluna de sua tabela-verdade.Se essa coluna apresentar somente valores lógicos (V), tem-se

uma tautologia, se só apresentar valores (F), uma contradição, equando apresentar os dois valores será uma contingência.

1. Use a tabela-verdade para classificar as proposições como tauto-logias, contingências ou contradições, sendo p, q e r proposiçõesquaisquer.

3

EXERCÍCIOSPROPOSTOS

a) p → (p ∨ r)

b) p → (p ∧ q)c) p ∨ q → p

d) p → (q → p) ∨ q

e) p ↔ p ∧ (p ∨ q)

f) p ∧ (p ∧ (p ∨ q))

g) ¬(p ∨ q) ↔ (¬p ∧ ¬q)

h) (p → q) ∧ ¬q → ¬p

i) ¬(p ∧ q) ↔ ¬p ∧ ¬q

j) p ∨ q → p ∧ q

k) p → (p → q ∨ q)

l) (p → (p → q)) → qm) p → (¬p → q ∨ ¬q)

n) (¬p ∧ q) → ¬p

o) ¬(p → (¬p → (q ∨ ¬q)))

p) (p → q ∨ r) ∧ q → (p → r)

q) p ∧ q ↔ (p ∨ q ↔ (p → ¬q))

r) p → (p → q ∧ ¬q)

s) (p ∧ q) ∨ (p ∧ r) ↔ p ∧ (q ∧ r)

t) (p → q) ∧ (q → r) → (p → r)

26 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

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TAUTOLOGIAS 27

capítulo

Tautologias

4.1 Implicação tautológicaUma implicação tautológica é uma proposição condicional tau-tológica.

A proposição p ∧ q → p é uma implicação tautológica. Para provarmosessa afirmação usamos a tabela-verdade:

p q p ∧ q p ∧ q → p

V V V V

V F F VF V F V

F F F V

Podemos então afirmar que p ∧ q implica tautologicamente p.

A implicação tautológica é fundamental para o estudo da valida-

de de um argumento, assunto que será tratado posteriormente.

1

27

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28 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

4.2 Equivalência tautológicaQuando uma proposição bicondicional for tautológica, serádenominada equivalência tautológica.

A proposição ¬(p ∧ q) ↔ (¬p ∨ ¬q) é uma equivalência tautológica,denominada Lei de De Morgan.

p q ¬p ¬q p ∧ q ¬(p∧q) (¬p∨¬q) ¬(p∧q)↔(¬p∨¬q)

V V F F V F F V

V F F V F V V V

F V V F F V V V

F F V V F V V V

4.3 PropriedadesTanto a implicação como a equivalência tautológicas têm pro-priedades específicas, que são fundamentais na prova de vali-dade de um argumento, assunto que será tratado no próximo

capítulo.Dados p, q e r proposições simples quaisquer, as seguintes

propriedades se verificam:

a) Reflexiva

p → p é uma implicação tautológica p ↔ p é uma equivalência tautológica

b) Simétrica

(p ↔ q) R (q → p) é uma implicação tautológica

c) Transitiva

(p → q) ∧ (q → r) → (p → r) é uma implicação tautológica

(p ↔ q) ∧ (q ↔ r) R (p ↔ r) é uma implicação tautológica

A demonstração dessas propriedades é feita usando a tabela--verdade, e você, leitor, pode prová-las facilmente.

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TAUTOLOGIAS 29

1. Verifique se as proposições a seguir são equivalências tautológicas.

a) (p → q) ↔ ((p ∨ r) → q)

b) (p → q) ↔ ((p ∨ q) ↔ q)

c) ((p → q) → r) ↔ ((q → p) → r)

d) (p → q) ↔ (p → (p ∧ q))

2. Verifique se as proposições a seguir são implicações tautológicas.

a) (p → (q → r)) → ((p ∨ r) → (q ∨ r))

b) (p ∧ q) → (p → ¬q)

c) (p → q) → ((p ∧ r) → (q → r))

d) (p → q) → (p → (q ∨ r))

e) ((p → ¬q) ∧ (¬r ∨ q) ∧ r) → ¬p

f) (p ∧ q) → (p ∨ q)

g) (p ∨ q) → (¬(p ∧ r))h) (¬q ∨ p) → (q → p)

i) ((¬q ∨ p) → q) → p

3. Mostre que as seguintes condicionais não são implicações tautoló-gicas.

a) p → (p ∧ q)

b) (p ∨ q) → p

c) ((p → q) ∧ ¬p) → ¬q

d) q → (p → q)

4. Prove, usando a tabela-verdade, que a bicondicional (p → q) ↔ (p ∨ q ↔ q) é uma equivalência tautológica.

5. Use tabelas-verdade para concluir se as equivalências a seguir sãotautológicas.

a) (p → q) ↔ (¬q → ¬p)

b) p ↔ (p ∨ (p ∧ q))

c) (p → (q → p)) ↔ ((p → q) → (r → r))d) (p → q) ↔ (¬p ∨ q)

EXERCÍCIOSPROPOSTOS

TAUTOLOGIAS 29

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CONSEQUÊNCIA LÓGICA OU DEDUÇÃO FORMAL 31

capítulo

Consequência Lógica

ou Dedução Formal

Uma das mais importantes noções da Lógica é a de consequência

lógica. Essa noção está na raiz da ideia de raciocínio que vulgar-mente pode ser entendido como um encadeamento de pensa-mentos ou juízos. Evidentemente, esse encadeamento obedecea certa ordem na qual um pensamento se segue a outro. Comovimos anteriormente (veja a Introdução), a palavra “raciocínio”é utilizada no contexto da Psicologia e, por essa razão, está as-sociada a determinadas atividades mentais. Neste caso, a palavramais adequada é “argumento”. Um argumento é um conjuntode proposições, ou de fórmulas, nas quais uma delas (conclu-são) deriva, ou é consequência, das outras (premissas). Essa de-rivação, também chamada de dedução, é de natureza puramente

formal na Lógica Matemática.Cabe notar que os procedimentos dedutivos que ocorrem

no interior das álgebras e geometrias, e estabelecem as provas de teoremas, inspiraram a renovação da lógica na metade doséculo XIX e começo do século XX, realizada em grande par-te no estudo dos fundamentos da Matemática. Desse modo, oconceito de consequência lógica pode ser associado não só à no-ção de prova matemática como também à aplicação de regras de

inferência, com as quais algumas transformações de caráter pura-mente estrutural são executadas sobre os axiomas ou teoremas

31

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32 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

já provados de uma determinada teoria formalizada, de modoque as proposições ou fórmulas resultantes desse processo detransformação sejam também consideradas provadas.

Uma outra relevante associação que pode ser feita com anoção de consequência lógica ou dedução formal é com as noções

de computabilidade (Beth, 1962, p. 112) e de algoritmo (Curry,1977, p. 80).

Para os nossos propósitos, neste livro, discutiremos inicial-mente uma noção formalizada de argumento e, em seguida, umaproposta de regras de dedução para o cálculo proposicional.

5.1 ArgumentoUm argumento é um conjunto de n proposições, e uma delas éconsequência e depende das demais. A proposição consequênciaé chamada de conclusão, e as demais, de premissas. As premissasdevem servir para provar ou, no mínimo, formar alguma evi-dência para a conclusão de um argumento.

Observamos que a distinção entre premissas e conclusãoindepende de seus posicionamentos no argumento, mas sempreserá possível dispor um argumento da seguinte forma:

PREMISSA 1. PREMISSA 2. ... PREMISSA (n – 1).Portanto, CONCLUSÃO.

Denotando as premissas por Pi, sendo i = 1, 2, 3, ... , (n – 1),

e a conclusão por C, faremos o estudo da validade do argu-mento colocando-o na seguinte disposição, denominada formade argumento:

1. P1

2. P2

...

(n – 1). Pn – 1

n. ∴ C

que é equivalente a:

P1 ∧ P

2 ∧ P

3 ∧ ... ∧ P

(n – 1) → C

Resumidamente, na transformação simbólica de um argu-

mento, seguimos os seguintes passos:

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CONSEQUÊNCIA LÓGICA OU DEDUÇÃO FORMAL 33

cada premissa é colocada em uma linha que recebe uma

numeração, devendo iniciar no número 1. e seguir a or-dem crescente dos números naturais;

a conclusão, precedida do símbolo “ ∴ ”, é a última pro-posição, devendo ser colocada na última linha, seguindo

também a numeração;cada proposição simples, que compõe as premissas e a

conclusão, deve ser representada por uma letra maiúsculado alfabeto latino, ligada à sua respectiva palavra-chave.

a) Se tivesse dinheiro, iria ao cinema. Se fosse ao cinema, me encon-traria com Júlia. Não tenho dinheiro. Portanto, não me encontrareicom Júlia.

Nesse argumento, temos:a praemissa P 1

é: Se tivesse dinheiro, iria ao cinema.

a premissa P 2 é: Se fosse ao cinema, me encontraria com Júlia.

a premissa P 3 é: Não tenho dinheiro.

e a conclusão C é: Não me encontrarei com Júlia.

Colocando-o na forma apresentada anteriormente, temos:

1. P1

2. P2

3. P3

4. ∴ C

Se ainda, tomarmos:

D = Ter dinheiro.

C = Ir ao cinema.

J = Encontrar Júlia.

Teremos a forma de argumento:

1. D → C

2. C → J

3. ¬D

4. ∴ ¬J

1

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34 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

b) Se alguém é político, então faz promessas. Se alguém faz promessas,mente. Logo, se alguém é político, mente.

Se tomarmos:

A: Alguém é político.

P: Alguém faz promessas.M: Alguém mente.

Teremos a seguinte forma de argumento:

1. A → P

2. P → M

3. ∴ A → M

Algumas palavras indicadoras de premissas e conclusão:

Premissas Conclusão

pois portanto

desde que logo

como por conseguinte

porque dessa maneira

assumindo que consequentemente

visto que assim sendo

admitindo que segue que

dado que de modo que

supondo que resulta que

como consequência então

1. Traduza para a linguagem simbólica os argumentos seguintes, usan-do a primeira letra da palavra sublinhada.

a) Se o avião não tivesse caído, teria feito contato por rádio. Oavião não fez contato pelo rádio. Portanto, o avião caiu.

b) Alberto será despedido ou transferido para outro departa-mento. Alberto não será transferido. Portanto, será despedido.

c) Se a regra existe, deve ser usada. A regra existe. Portanto, deveser usada.

34 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

EXERCÍCIOSPROPOSTOS

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CONSEQUÊNCIA LÓGICA OU DEDUÇÃO FORMAL 35

d) Se os impostos aumentarem, haverá menos circulação de di-

nheiro. Se houver menos circulação de dinheiro, as vendas nocomércio cairão. Se as vendas do comércio caírem, a arrecada-

ção de impostos diminuirá. Os impostos aumentaram. Portanto,a sua arrecadação diminuirá.

e) A empresa será privatizada se, e somente se, for deficitária ounão atingir os seus objetivos sociais. A empresa não é deficitáriae atinge seus objetivos sociais. Portanto, não será privatizada.

f) Se vendem mais, então estão sempre fresquinhos. Se estãosempre fresquinhos, então vendem mais. Portanto, vendem maisse, e somente se, estiverem sempre fresquinhos.

g) Alfredo é adolescente ou está na terceira idade. Alfredo não éadolescente. Portanto, ele está na terceira idade.

h) Bárbara está fora de casa ou atendendo ao telefone. Mas se ela

não está em casa, foi ao supermercado. Se ela não se encontraem casa, está comprando doces. Portanto, ou ela foi ao super-mercado ou está comprando doces.

i) Se todos os impostos devidos fossem pagos, haveria superávit nascontas governamentais. Havendo superávit nas contas, não serianecessário aumentar os impostos dos trabalhadores. Os impos-tos foram aumentados. Portanto, nem todos os impostos devidosforam pagos.

j) Se Paulo aceitar que está errado e não mudar sua opinião,

então devemos condená-lo. Se ele mudar sua opinião, cer-tamente será acusado de traição. Paulo mudará ou não suaopinião. Logo, devemos condená-lo ou ele será acusado detraição.

k) Se as Leis são boas e o seu cumprimento é rigoroso, então oíndice de criminalidade diminuirá. Se o cumprimento rigoro-so da Lei faz diminuir o índice de criminalidade, então o pro-

blema é a corrupção. As Leis são boas. Portanto, o problema é acorrupção.

l) Se Alice casar, então Bete será dama de honra e Carolina, ma-drinha. Se Bete for dama de honra e Carolina madrinha, entãohaverá uma discussão na cerimônia de casamento. Portanto, seAlice casar, haverá uma discussão na cerimônia.

m) Se Deus existe, a morte não é o fim. Se a morte não é o fim, háoutra vida. Portanto, se Deus existe, há outra vida.

n) Se Pedro ganhou dinheiro, comprará um par de tênis ou umrelógio. Sei que Pedro não comprará um relógio. Portanto, sePedro não comprar um par de tênis, não ganhou dinheiro.

CONSEQUÊNCIA LÓGICA OU DEDUÇÃO FORMAL 35

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36 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

5.2 Validade de um argumentoUm argumento é válido se, e somente se, for uma implicaçãotautológica, em que o antecedente é a conjunção das premissase o consequente, a conclusão. Em outras palavras, um argu-

mento é válido quando for impossível todas as premissas seremverdadeiras e a conclusão ser falsa.

Dado um argumento qualquer:1. P

1

2. P2

... ou P1 ∧ P

2 ∧ P

3 ∧ ... ∧ P

(n – 1) → C

(n – 1). Pn – 1

n. ∴ C

Se a conclusão C puder ser deduzida das premissas P1, P2,..., P

n–1, ou seja, se o argumento é válido, escrevemos:

P1, P

2, P

3, ... , P

(n – 1) ⊢ C

O símbolo ⊢, chamado de traço de asserção, afirma que aproposição à sua direita pode ser deduzida utilizando comopremissas somente as proposições que estão à sua esquerda.

Um argumento é inválido somente quando todas as suas

premissas são verdadeiras e a conclusão é falsa. Portanto, existeuma conexão entre o valor-verdade das proposições e a valida-de ou invalidade de um argumento. No entanto, é importanteenfatizar que validade e valor-verdade são questões distintas.

A verdade e a falsidade são propriedades das proposições,enquanto a validade e a invalidade são propriedades dos argu-mentos. Uma proposição pode ser verdadeira ou falsa e nãopode ser válida ou inválida; do mesmo modo, um argumento

pode ser válido ou inválido e não pode ser verdadeiro ou falso.O valor-verdade de uma proposição depende do contexto, en-quanto a validade de um argumento depende da forma.

a) O argumento a seguir é, para a Lógica Matemática, um argu-mento válido, mas, no contexto astronômico, nem todas as afir-mações são verdadeiras.

1. Se a Terra é uma estrela, então ela gira em torno do Sol.

2. A Terra é uma estrela.

3. Portanto, a Terra gira em torno do Sol.

2

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CONSEQUÊNCIA LÓGICA OU DEDUÇÃO FORMAL 37

b) O argumento a seguir também é, para a Lógica Matemática, umargumento válido, mas, no contexto biológico, nem todas as afir-mações são verdadeiras.

1. Se João está vivo, então ele está morto.

2. João está vivo.

3. Logo, João está morto.c) O argumento a seguir é, para a Lógica Matemática, um argu-

mento válido, assim como, no contexto astronômico, possui afir-mações verdadeiras.

1. Se a Lua é satélite da Terra, então tem órbita em torno do Sol.

2. A Lua é satélite natural da Terra.

3. Portanto, a Lua tem órbita em torno do Sol.

d) Este argumento também é válido para a Lógica Matemática e

suas afirmações podem ser verdadeiras para o nosso contexto.1. Se Mário é jogador de vôlei profissional, então é atleta.

2. Mário é jogador de vôlei profissional.

3. Logo, Mário é atleta.

Os assuntos tratados nos quatro argumentos são distintos,mas podem ser colocados na mesma forma:

1. A → B

2. A

3. ∴B

Sua tabela-verdade prova que é uma implicação tautológica.

A B A → B (A → B) ∧ A ((A → B) ∧ A) → B

V V V V V

V F F F V

F V V F V

F F V F V

Logo, os argumentos dos quatro exemplos anteriores sãoválidos.

Portanto, quando provamos a validade dessa forma de ar-gumento, estamos provando a validade de todos os argumentos

que possuem a mesma forma.

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38 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

5.2.1 Prova direta de validade

É necessário o uso da tabela-verdade para se provar a validadede um argumento. No entanto, dependendo do número deproposições simples que o compõe, a construção dessa tabela é

um trabalho exaustivo. Por exemplo, um argumento compostode 5 proposições simples terá sua tabela-verdade composta de32 linhas. Isso torna sua utilização impraticável.

Uma outra maneira para se provar a validade de um argu-mento é a prova direta, que utiliza implicações e equivalênciastautológicas.

5.2.2 Tautologias úteis

Apresentamos, a seguir, algumas implicações e equivalênciastautológicas que serão utilizadas para provar a validade de umargumento.

Sejam p, q, r e s proposições simples quaisquer.

Equivalências tautológicas

1. Indepotência (IND)

(p ∧ p) ↔ p

(p ∨ p) ↔ p

2. Comutação (COM)

(p ∧ q) ↔ (q ∧ p)

(p ∨ q) ↔ (q ∨ p)

3. Associação (ASS)

((p ∧ q) ∧ r) ↔ (p ∧ (q ∧ r))

((p ∨ q) ∨ r) ↔ (p ∨ (q ∨ r))

4. Distribuição (DIS)

(p ∧ (q ∨ r)) ↔ ((p ∧ q) ∨ (p ∧ r))

(p ∨ (q ∧ r)) ↔ ((p ∨ q) ∧ (p ∨ r))

(p → (q ∧ r)) ↔ ((p → q) ∧ (p → r))

(p → (q ∨ r)) ↔ ((p → q) ∨ (p → r))

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CONSEQUÊNCIA LÓGICA OU DEDUÇÃO FORMAL 39

5. Leis de De Morgan (MOR)

¬(p ∨ q) ↔ (¬p ∧ ¬q)

¬(p ∧ q) ↔ (¬p ∨ ¬q)

6. Dupla Negação (D.N.)

¬(¬p) ↔ p

7. Equivalência Material (E.M.)

(p ↔ q) ↔ ((p → q) ∧ (q → p))

(p ↔ q) ↔ ((p ∧ q) ∨ (¬p ∧ ¬q))

8. Implicação Material (I.M.)

(p → q) ↔ (¬p ∨ q)

9. Negação da Implicação Material (N.I.M.)

¬(p → q) ↔ (p ∧ ¬q)

10. Transposição (TRA)

(p → q) ↔ (¬q → ¬p)

11. Importação / Exportação (I. E.)

((p ∧ q) → r) ↔ (p → (q → r))

12. Absurdo (ABD)

(p → (q ∧ ¬q)) ↔ ¬p

Implicações tautológicas

1. Adição (ADI)

p

p ∨ q ou p → (p ∨ q)

2. Simplificação (SIM)

p ∧ q

p

ou (p ∧ q) → p

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40 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

p ∧ q

q ou (p ∧ q) → q

3. Conjunção (CON)

p

qp ∧ q

ou (p ∧ q) → (p ∧ q)

pq

q ∧ p ou (p ∧ q) → (q ∧ p)

4. Absorção (ABS)

pR q

p → (p ∧ q) ou (p → q) → (p → (p ∧ q))

5. Modus Ponens (M.P.)

p → qp

q ou ((p → q) ∧ p) → q

6. Modus Tollens (M.T.)

p → q¬q

¬p

ou ((p → q) ∧ ¬q) → ¬p

7. Dilema Construtivo (D.C.)

p → q

r → s

p ∨ r

q ∨ s

ou ((p → q) ∧ (r → s) ∧ (p ∨ r)) → (q ∨ s)

8. Dilema Destrutivo (D.D.)p → qr → s

¬q ∨ ¬s

¬p ∨ ¬r

ou ((p → q) ∧ (r → s) ∧ (¬q ∨ ¬s)) → (¬p ∨ ¬r)

9. Silogismo Disjuntivo (S.D.)

p ∨ q¬p

q

ou ((p ∨ q) ∧ ¬p) → q

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CONSEQUÊNCIA LÓGICA OU DEDUÇÃO FORMAL 41

p ∨ q¬q

p

ou ((p ∨ q) ∧ ¬q) → p

10. Silogismo Hipotético (S.H.)

p → qq → r

p → r

ou ((p → q) ∧ (q → r)) → (p → r)

11. Exportação (EXP)

(p ∧ q) → r

p → (q → r) ou ((p ∧ q) → r) → (p → (q → r))

12. Importação (IMP)

p → (q → r)

(p ∧ q) → r ou (p → (q → r)) → ((p ∧ q) → r)

Outras tautologias

1. Princípio da Identidade

p ↔ p

2. Princípio da Não Contradição¬(p ∧ ¬p)

3. Princípio do Terceiro Excluído

p ∨ ¬p

5.2.3 Regras de dedução do cálculo proposicional

Dada uma forma de argumento, a prova direta de validade docálculo proposicional utiliza as seguintes regras:

1. Introduzir premissas mediante o uso:

a) de equivalências tautológicas;

b) de implicações tautológicas;

c) do Teorema da Dedução;

2. Cada nova premissa introduzida deve indicar, à sua direita, a

tautologia e o número das linhas por ela utilizada;

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42 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

3. Usar a regra 1 para chegar à conclusão.

Se aplicarmos as regras de dedução em um argumento echegarmos à mesma conclusão deste, então a prova de sua va-lidade estará terminada.

Pela regra 1a é possível introduzir uma nova premissa queseja equivalente a alguma já pertencente ao argumento ou jádeduzida anteriormente. Assim, dada uma equivalência tauto-lógica qualquer, por exemplo, a Lei de De Morgan:

¬(p ∧ q) ↔ (¬p ∨ ¬q) se tivermos em uma das premissas doargumento ou em uma das novas premissas já deduzidas ape-nas um lado da equivalência como ¬(p ∧ q), podemos deduziruma nova premissa usando o outro lado da equivalência, nocaso ¬p ∨ ¬q. A recíproca também é verdadeira, ou seja, setivéssemos ¬p ∨ ¬q em uma das premissas do argumento ouem uma das premissas deduzidas, então podemos deduzir umanova premissa ¬(p ∧ q).

Outro exemplo é a premissa p → q. Se for necessário para oprocesso da prova da validade do argumento, podemos deduziroutra premissa ¬q → ¬p utilizando a equivalência tautológicada Transposição. Se tivermos a ¬q → ¬p, podemos deduzir pelamesma equivalência tautológica a nova premissa p → q.

Já pela regra 1b é possível introduzir uma nova premissa, obtidapor dedução, decorrente de uma ou mais premissas já expressas noargumento, em conjunto ou separado, de outras premissas já de-duzidas anteriormente, conforme a necessidade. Assim, dada umaimplicação tautológica qualquer, por exemplo, o Modus Ponens:

p → qp

q

Se tivermos entre as premissas do argumento e, se houver,entre as novas premissas já deduzidas por equivalência ou porimplicação tautológica as premissas que formam o antecedentedo Modus Ponens: p → q e p, em qualquer ordem, incluindoa ordem inversa, ou seja, a premissa p ocorrendo antes da outrapremissa, podemos então deduzir a nova premissa q.

É necessário ressaltar que, diferentemente das equivalên-

cias tautológicas, nas implicações tautológicas a recíproca não

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CONSEQUÊNCIA LÓGICA OU DEDUÇÃO FORMAL 43

é verdadeira; no caso, a partir de uma premissa q (consequente)não podemos deduzir as premissas p → q e p (antecedente).

Em outro exemplo, o Modus Tolens:

p → q¬q

¬p

Se tivermos entre as premissas do argumento e, se hou-ver, entre as novas premissas já deduzidas por equivalência oupor implicação tautológica o antecedente do Modus Tolens:as premissas p → q e ¬q, em qualquer ordem, podemos entãodeduzir a nova premissa ¬p.

1. Construa uma prova direta de validade para os argumentos e asformas de argumento a seguir.

a) Ou voltamos ao baile ou ficamos na rua conversando. Decidimosnão voltar ao baile. Logo, ficamos na rua conversando.

Antes de aplicarmos as regras de dedução, devemos obter o argu-mento na sua forma simbólica:

B = Voltamos ao baile.

R = Ficamos na rua conversando.1. B ∨ R

2. ¬B

3. ∴ R

Analisando as equivalências e as implicações tautológicas, o me-lhor a ser feito é aplicar a implicação tautológica do SilogismoDisjuntivo (S.D.) nas premissas das linhas 1 e 2, que formam seuantecedente. Aplicando essa implicação por meio da regra de de-dução 1b, deduzimos a premissa R . Como a fórmula da nova pre-

missa é idêntica à fórmula da conclusão do argumento, obtivemosa prova de validade desse argumento.

Simbolicamente, a prova completa seria dada por:

1. B ∨ R

2. ¬B

3. ∴ R

4. R 1.2. S.D. (uso do S.D. nas premissas 1 e 2)

b) Não é o caso de irmos ao baile ou ficarmos na rua conversando.Portanto, não ficaremos na rua conversando.

!EXERCÍCIOSRESOLVIDOS

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO

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44 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

Primeiro é preciso obter a forma simbólica do argumento:

B = Irmos ao baile.

R = Ficarmos na rua conversando.

1. ¬(B ∨ R)

2. ∴ ¬R

Consultando as equivalências e as implicações tautológicas, o me-lhor a ser feito é aplicar a equivalência Lei de De Morgan (MOR)na premissa 1, obtendo uma nova premissa contendo a sua equi-valência: ¬B ∧ ¬R. Portanto, usamos MOR na regra de dedução1a para introduzirmos a nova premissa, ficando assim este passoda prova de validade do argumento:

1. ¬(B ∨ R)

2. ∴ ¬R3. ¬B ∧ ¬R 1. MOR

A fórmula obtida na nova premissa ainda não é idêntica à conclu-são do argumento, portanto é necessário prosseguir com a prova.Analisando novamente a premissa original do argumento e a novapremissa obtida, o melhor a ser feito é aplicar a implicação tau-tológica da Simplificação (SIM) na nova premissa, por meio daregra 1b, obtendo assim uma nova premissa cuja fórmula é ¬R,idêntica à fórmula da conclusão. Portanto, a prova de validade doargumento foi obtida:

1. ¬(B ∨ R)

2. ∴ ¬R

3. ¬B ∧ ¬R 1. MOR

4. ¬R 3. SIMc) 1. P → (Q → R)

2. P

3. Q

4. ∴ R

5. Q → R 1.2. M.P. (M.P. nas premissas 1 e 2)

6. R 5.3. M.P. (M.P. nas premissas 5 e 3)

d) 1. P → (Q ∧ R)

2. P

3. ∴ P ∧ R

4. Q ∧ R 1.2. M.P. (M.P. nas premissas 1 e 2)5. R 4. SIM (SIM na premissa 4)

44 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO

1 + 2 = 3RESOLUÇÃO

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO

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CONSEQUÊNCIA LÓGICA OU DEDUÇÃO FORMAL 45CONSEQUÊNCIA LÓGICA OU DEDUÇÃO FORMAL 45

6. P ∧ R 2.5. CON (CON nas premissas 2 e 5)

e) 1. P ∧ Q → R ∧ S

2. ¬¬P

3. Q

4. ∴ S 5. P 2. D.N. (D.N. na premissa 2)

6. P ∧ Q 3.5. CON (CON nas premissas 3 e 5)

7. R ∧ S 1.6. M.P. (M.P. nas premissas 1 e 6)

8. S 7. SIM (uso da SIM na premissa 7)

2. Prove a validade das formas de argumento a seguir.

a) Para mostrar que é possível provar a validade de alguns argumen-tos de mais de uma forma, faremos a referida prova do argumen-

to abaixo de quatro formas distintas.

1. A → B

2. B → C

3. C → A

4. A → ¬C

5. ∴ ¬A ∧ ¬C

6. C → ¬C 3. 4. S.H.

7. ¬C ∨ ¬C 6. I.M. 8. ¬C 7. IND

9. ¬B 2. 8. M.T.

10. ¬A 1.9. M.T.

11. ¬A ∧ ¬C 10. 8. CON

Essa é a forma mais fácil e mais rápida de efetuar a prova da vali-dade desse argumento. Vamos às outras formas.

6. A → C 1.2. S.H.

7. ¬A→ ¬C 6. TRA 8. A → ¬A 4.7. S.H.

9. ¬A ∨ ¬A 8. I.M.

10. ¬A 9. IND

11. C → ¬C 3.4. S.H.

12. ¬C ∨ ¬C 11. I.M.

13. ¬C 12. IND

14. ¬A ∧ ¬C 10.13. CON

6. A → C 1.2. S.H.

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO 1

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO 2

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO 3

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46 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

7. (C → A) ∧ (A → C) 3. 6. CON

8. A ↔ C 7. E.M.

9. (A ∧ C) ∨ (¬A ∧ ¬C) 8. E.M.

10. ¬A ∨ ¬C 4. I.M.

11. ¬(A ∧ C) 10. MOR

12. ¬A ∧ ¬C 9.11. S.D.

6. A → C 1.2. S.H.

7. (C → A) ∧ (A → C) 3.6. CON

8. A ↔ C 7. E.M.

9. (A ∧ C) ∨ (¬A ∧ ¬C) 8. E.M.

10. A → (A ∧ ¬C) 4. ABS

11. ¬A ∨ (A ∧ ¬C) 10. I.M.

12. (¬A

∨ A)

∧ (¬A

∨ ¬C) 11. DIS13. ¬A ∨ ¬C 12. SIM

14. ¬(A ∧ C) 13. MOR

15. ¬A ∧ ¬C 9.14. S.D.

b) Agora faremos a prova de validade do argumento abaixo de trêsformas distintas.

1. N → O

2. (N ∧ O) → P

3. ¬(N ∧ P) 4. ∴ ¬N

5. N → (N ∧ O) 1. ABS

6. N → P 2. 5. S.H.

7. N → (N ∧ P) 6. ABS

8. ¬N 3. 7. M.T.

5. N → (N ∧ O) 1. ABS

6. N → P 2. 5. S.H.

7. ¬N ∨ ¬P 3. MOR

8. N → ¬P 7. I.M.

9. ¬¬P → ¬N 8. TRA

10. P → ¬N 9. D.N.

11. N → ¬N 6. 10. S.H.

12. ¬N ∨ ¬N 11. I.M.

13. ¬N 12. IND

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO 4

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO 1

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO 2

46 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

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CONSEQUÊNCIA LÓGICA OU DEDUÇÃO FORMAL 47

5. N → (N ∧ O) 1. ABS

6. ¬N ∨ ¬P 3. MOR

7. N → ¬P 6. I.M.

8. ¬¬P → ¬N 7. TRA

9.P → ¬N 8. D.N.10. (N ∧ O) → ¬N 2.9. S.H.

11. ¬(N ∧ O) ∨ ¬N 10. I.M.

12. (¬N ∨ ¬O) ∨ ¬N 11. MOR

13. (¬N ∨ ¬N) ∨ ¬O 12. ASS

14. ¬N ∨ ¬O 13. IND

15. ¬(N ∧ O) 14. MOR

16. ¬N 5.15. M.T.

Em nenhum dos exemplos anteriores a regra 1c foi apli-cada. Isso se deve ao fato de ainda não termos apresentado oTeorema da Dedução. Tal teorema foi estabelecido, indepen-dentemente, por Jacques Herbrand em 1930 e por Alfred Tarskiem 1936.

Antes de o apresentarmos, observemos que os argumentos

A1 ∧ A2 ∧ A3 ∧ An–1 → (B → C) (1)A

1 ∧ A

2 ∧ A

3 ∧ A

n–1 ∧ B → C (2)

são tautologicamente equivalentes, segundo a equivalência tau-tológica Importação/Exportação (I.E.). Logo, ao provarmos avalidade de (2), a validade de (1) estará provada. Esse é exata-mente o teor do teorema apresentado a seguir.

5.2.4 Teorema da Dedução (T.D.)

Dado um argumento A1 ∧ A2 ∧ A3 ∧ ... ∧ An–1 → (B → C), sea proposição C pode ser obtida pela aplicação das regras de de-dução direta 1a e 1b às premissas A

1, A

2, A

3, ... , A

n–1 e B, então

(B → C) pode ser obtido das premissas A1, A

2, A

3, ..., A

n–1.

Esse teorema também pode ser enunciado do seguinte modo:

Se Γ = A1, A

2, ..., A

n–1 é o conjunto de premissas de um argu-

mento, B é introduzida como premissa e C é consequência de Γ e B,

então B → C será consequência de Γ, ou ainda,

Se Γ, B ⊢ C, então Γ ⊢ B → C.

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO 3

CONSEQUÊNCIA LÓGICA OU DEDUÇÃO FORMAL 47

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48 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

Na prova direta de validade de um argumento, a aplicaçãodesse teorema tem como ideia básica:

Se A1∧ A

2∧ A

3 ∧ A

n–1 ∧ B ⊢ C,

então A1∧ A

2 ∧ A

3 ∧ A

n–1 ⊢ (B → C).

Prove a validade do seguinte argumento:

1. A ∧ D → C

2. ¬(B ∧ ¬A)

3. D

4. ∴ B → C

Segundo o Teorema da Dedução, se provarmos a validade do seguinteargumento

1. A ∧ D → C

2. ¬(B ∧ ¬A)

3. D

4. B

5. ∴ C

então, a validade do argumento inicial estará confirmada.

Passemos, então, à prova desse novo argumento:

6. ¬B ∨ ¬¬A 2. MOR

7. ¬B ∨ A 6. D.N.

8. ¬¬B 4. D.N.

9. A 7.8. S.D.

10. A ∧ D 3.9. CON

11. C 1.10. M.P.

como obtivemos a conclusão C, tal argumento é válido.

Aplicando o Teorema da Dedução, podemos concluir que o argu-mento

1. A ∧ D → C

2. ¬(B ∧ ¬A)

3. D

4. ∴ B → C é válido.

A prova completa desse argumento é:

1. A ∧ D → C

!EXERCÍCIORESOLVIDO

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO

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CONSEQUÊNCIA LÓGICA OU DEDUÇÃO FORMAL 49

2. ¬(B ∧ ¬A)

3. D

4. ∴ B → C

5. B 4. T.D.

6. ¬B ∨ ¬¬A 2. MOR

7. ¬B ∨ A 6. D.N.

8. ¬¬B 5. D.N.

9. A 7.8. S.D.

10. A ∧ D 3.9. CON

11. C 1.10. M.P.

12. B → C 5.11. T.D.

Iniciamos a prova com uma nova premissa obtida por meiodo Teorema da Dedução, ou seja, o antecedente da conclusãotorna-se uma nova premissa. Continuamos com a prova atéchegarmos a uma nova premissa, cuja fórmula seja igual aoconsequente da conclusão. Encerramos a prova com uma novapremissa, também obtida por meio do Teorema da Dedução, naqual reconstruímos a conclusão original do argumento.

5.2.5 Prova indireta

A prova indireta da validade de um argumento consiste da intro-dução de uma nova premissa que seja a negação da conclusão e,com base nisso, a derivação de uma contradição. Dessa contradi-ção obtida, conclui-se a validade do argumento. A prova indiretada invalidade é mais conhecida como redução ao absurdo, sendoutilizada em algumas demonstrações matemáticas.

Redução ao Absurdo (R.A.)

Se a partir de uma hipótese ¬φ derivarmos uma contradição,então podemos admitir φ.

1. Prove a validade dos argumentos a seguir.

1. A → B

2. ¬B

3. ∴ ¬A

1. A → B2. ¬B

!EXERCÍCIOSRESOLVIDOS

1 + 2 = 3RESOLUÇÃO

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50 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

3. ∴ ¬A

4. ¬¬A 3. R.A. (negação da conclusão)

5. A 4. D.N.

6. B 1.5. M.P.

7. ¬B ∧ B 2.6. CON (uma contradição) 8. ¬A 7. R.A.

2. 1. A ↔ ¬B

2. ∴ ¬(A ∧ B)

3. ¬(¬(A ∧ B)) 2. R.A.

4. A ∧ B 3. D.N.

5. A 4. SIM

6. B 4. SIM 7. (A → ¬B) ∧ (¬B → A) 1. I.M.

8. A → ¬B 7. SIM

9. ¬B 5.8. M.P.

10. B ∧ ¬B 6.9. CON (contradição)

11. ¬(A ∧ B) 10. R.A.

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO

1. Determine, por tabelas-verdade, se as seguintes formas simbólicas deargumento são válidas:

a) 1. A ∨ B

2. ¬B

3. ∴ A

b) 1. A → B

2. B → C

3. ∴ ¬C → ¬A

2. Justifique cada uma das premissas introduzidas pela demonstraçãodireta de validade:

a) 1. A → B

2. B → C

3. D → E

4. A ∨ D

5. ∴ C ∨ E

EXERCÍCIOSPROPOSTOS

50 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

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CONSEQUÊNCIA LÓGICA OU DEDUÇÃO FORMAL 51CONSEQUÊNCIA LÓGICA OU DEDUÇÃO FORMAL 51

6. A → C

7. C ∨ E

b) 1. A ∧ B

2. (A ∨ C) → D

3. ∴ A ∧ D 4. A

5. A ∨ C

6. D

7. A ∧ D

c) 1. A → B

2. B → C

3. C → D

4. ¬D

5. A ∨ E

6. ∴ E

7. A → C

8. A → D

9. ¬A

10. E

d) 1. (A ∨ B) → C ∧ (E ∧ D) 2. B

3. ∴ C ∧ E

4. B ∨ A

5. A ∨ B

6. C ∧ (E ∧ D)

7. (C ∧ E) ∧ D

8. C

∧ Ee) 1. A ∧ B

2. (A ∨ C) → D

3. ∴ A ∧ D

4. A

5. A ∨ C

6. D

7. A ∧ D

f) 1. W → X

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52 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 152 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

2. (W → Y) → (Z ∨ X)

3. (W ∧ X) → Y

4. ¬Z

5. ∴ X

6. W → (W ∧ X) 7. W → Y

8. Z ∨ X

9. X

g) 1. (A → B) ∧ (C → D)

2. E → F

3. F → G

4. ¬

B ∨ ¬

G 5. ∴ ¬A ∨ ¬E

6. E → G

7. A → B

8 ¬A ∨ ¬E

h) 1. (A ∨ B) ∧ (C ∨ D)

2. ¬C

3. ∴ D

4. C ∨ D

5. D

3. Construa uma prova direta de validade para os seguintes argumentos:

a) Ou o chefe não notou a mudança, ou aprovou-a. Ele notou amudança. Portanto, deve tê-la aprovado.

b) Se o papel de tornassol ficar vermelho, então a solução é ácida.O papel de tornassol ficou vermelho. Portanto, a solução é ácida.

c) Se Botafogo ou Santos ganha, então Palmeiras e Guarani per-dem. Santos Ganha. Portanto, Guarani perde.

d) Se Pedro ganhou dinheiro, comprará um tênis ou um relógio.Sei que Pedro não comprará um relógio. Portanto, se Pedro nãocomprar um tênis, não ganhou dinheiro.

e) Se Luís comprar um carro, então Carlos também comprará. SeCarlos comprar um carro, então ou Maria ou Glória tirarão aCarteira de Habilitação. Se ou Maria ou Glória tirarem a Carteirade Habilitação, então João sofrerá um acidente automobilístico. Sea compra de um carro por Luís implicar um acidente com João,

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CONSEQUÊNCIA LÓGICA OU DEDUÇÃO FORMAL 53CONSEQUÊNCIA LÓGICA OU DEDUÇÃO FORMAL 53

então Donizete será contratado como motorista. Portanto, Doni-zete será contratado como motorista.

f) Se não existem subsídios do governo para as escolas, então hácontrole do governo sobre as escolas. Se há controle, não hádecadência nas escolas. Ou há decadência ou florescimento.

Constata-se que não existe florescimento das escolas. Logo, hásubsídios para as escolas.

g) Se Napoleão usurpou o poder que legitimamente não lhe cabia,então deve ser condenado. Ou Napoleão foi um monarca legíti-

mo ou usurpou um poder que legitimamente não lhe cabia. Napo-leão não foi um monarca legítimo. Portanto, deve ser condenado.

h) O oxigênio do tubo ou combinou-se com o filamento, for-

mando um ácido, ou evaporou completamente. O oxigênio dotubo não pode ter evaporado totalmente. Portanto, o oxigênio

do tubo combinou-se com o filamento, formando um ácido.i) Se estudo, sou aprovado em Lógica Matemática. Se não jogo

vôlei, então estudo. Não fui aprovado em Lógica Matemática.Portanto, joguei vôlei.

j) Se Sônia ou Alfredo ganha, Maria e Bete perdem. Sônia ga-nha. Logo, Bete perde.

k) Se continuar chovendo, a cidade ficará alagada. Se continuarchovendo e a cidade alagar, haverá congestionamento. Se houvercongestionamento, então o culpado é o prefeito. Logo, se conti-

nuar chovendo, o culpado é o prefeito.l) Se o gerente do banco tivesse acionado o alarme, o cofre se

trancaria e a polícia chegaria a tempo de prender os assaltantes.Os assaltantes não foram presos. Portanto, o gerente não acionouo alarme.

4. Construa uma prova direta de validade para as seguintes formas deargumentos:

a) 1. (D ∧ E) → F

2. (E → F) → G 3. ∴ D → G

b) 1. P → Q

2. (P → Q) → (Q → P)

3. ∴ P ↔ Q

c) 1. C

2. B → A

3. C → B

4. ∴ A

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54 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 154 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

d) 1. A → (B → C)

2. A

3. B

4. ∴ C

e) 1. A → B ∧ C 2. A

3. ∴ A ∧ B

f) 1. A

2. ∴ (A ∨ B) ∧ (A ∨ C)

g) 1. A ∧ B → C ∧ D

2. ¬¬A

3. B

4. ∴ Dh) 1. A ∨ B

2. A → C

3. B → C

4. ∴ C

i) 1. A ∨ A

2. A → B ∧ C

3. ∴ C

j) 1. A ↔ B

2. B ↔ C

3. ∴ A ↔ C

k) 1. A → B

2. C → ¬B

3. ∴ A → ¬C

l) 1. H ∨ I → J ∧ (K ∧ L)

2. I 3. ∴ J ∧ K

m) 1. M ∨ N → O ∧ P

2. ¬O

3. ∴ ¬M

n) 1. F ↔ S ∨ D

2. S

3. ∴ F

o) 1. W → X

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CONSEQUÊNCIA LÓGICA OU DEDUÇÃO FORMAL 55

2. (W → X) → (Z ∨ X)

3. ¬Z

4. ∴ X

p) 1. ¬A ∧ B

2. C ∨ A

3. C ∧ B → M ∧ N

4. ∴ M

q) 1. A ∧ B

2. A ∨ C → D

3. ∴ A ∧ D

r) 1. ¬Q → P ∧ Q

2. ∴ ¬P → Q

5. Prove a validade das seguintes formas de argumentos usando o Teo-rema da Dedução:

a) 1. ¬Q → P ∧ Q

2. ∴ ¬P → Q

b) 1. A → (B → C)

2. B

3. ∴ A → C

c) 1. (D ∧ E) → F

2. (E → F) → G

3. ∴ D → G

d) 1. A → B

2. C → ¬B

3. ∴ A → ¬C

e) 1. C → H ∧ M

2. H ∧ M → D

3. ∴ C → D

f) 1. G → T ∨ R

2. ¬R

3. ∴ ¬T → ¬G

g) 1. ¬A ∨ B

2. ¬B ∧ ¬C

3. ∴ ¬A → ¬C

h) 1. E → A

CONSEQUÊNCIA LÓGICA OU DEDUÇÃO FORMAL 55

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56 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

2. E ↔ ¬D

3. ∴ ¬A → D

i) 1. P → Q

2. ∴ ¬Q → ¬P

j) 1. P → Q 2. Q → R

3. ∴ P → R

6. Prove a validade das seguintes formas simbólicas de argumentosusando a Redução ao Absurdo:

a) 1. ¬P ∨ ¬Q

2. ∴ ¬(P ∧ Q)

b) 1. P → Q

2. ∴ ¬P ∨ Qc) 1. P ∧ ¬Q

2. ∴ ¬(P → Q)

d) 1. P → Q

2. ∴ ¬Q → ¬P

e) 1. P ∨ Q

2. ¬P

3. ∴ Q

f) 1. P → Q

2. Q → R

3. ∴ P → R

g) 1. P → Q

2. ¬Q

3. ∴ ¬P

h) 1. P → Q

2. P 3. ∴ Q

5.3 Prova de invalidadeDa mesma forma que a prova de validade de um argumento,a de invalidade pode ser realizada por meio da tabela-verdade,porém, dependendo do tamanho, essa forma de realizar tal pro-va torna-se inviável.

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CONSEQUÊNCIA LÓGICA OU DEDUÇÃO FORMAL 57

A única condição em que um argumento é inválido aconte-ce quando todas as suas premissas são verdadeiras e sua conclusãoé falsa (antecedente (V) e consequente (F)). Se conseguirmosobter tal situação, estará provada a invalidade do argumento.

5.3.1 Método de atribuição de valoresTal método consiste em atribuir valores-verdade às proposiçõesda conclusão, de forma que esta se torne falsa (F); a partir daí,passamos a atribuir valores-verdade para as demais proposições,de modo a tornar verdadeira cada uma das premissas.

1. Prove que as formas simbólicas dos argumentos a seguir são inválidas:

a) 1. A → B

2. C → D 3. A ∨ D

4. ∴ B ∨ C

Para que a conclusão do argumento seja falsa, devemos atribuirvalor (F) para B e C, obtendo-se:

1. A → B (F)

2. C (F) → D

3. A ∨ D

4. ∴ B (F) ∨ C (F)

A seguir, devemos obter o valor-verdade (V) para cada uma daspremissas. Comecemos com aquela que determina de formaúnica o valor-verdade para uma proposição:

para que a premissa 1 seja (V), a proposição A deve ser (F):

1. A (F) → B (F)

2. C (F) → D

3. A (F) ∨ D

4. ∴ B (F) ∨ C (F)

para que a premissa 3 seja (V), a proposição D deve ser (V):

1. A (F) → B (F)

2. C (F) → D (V)

3. A (F) ∨ D (V)

4. ∴ B (F) ∨ C (F)

Desse modo, obtemos todas as premissas (V) com a conclusão

(F), o que termina a prova de invalidade desse argumento.

!EXERCÍCIOSRESOLVIDOS

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO

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58 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

A B C D 1. 2. 3. 4. 1.∧2.∧3. 1.∧2.∧3.→4.

V

V

V

V

V

V

V

V

F

F

F

F

F

F

V

V

V

V

F

F

F

F

V

V

V

V

F

F

V

V

F

F

V

V

F

F

V

V

F

F

V

V

V

F

V

F

V

F

V

F

V

F

V

F

V

F

V

V

V

V

F

F

F

F

V

V

V

V

V

V

V

F

V

V

V

F

V

V

V

F

V

V

V

F

V

V

V

V

V

V

V

V

V

F

V

F

V

F

V

V

V

V

V

V

F

F

V

V

V

V

V

V

V

F

V

V

F

F

F

F

V

F

V

F

V

F

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

F F F V V V V F V F

F F F F V V F F F V

Somente a penúltima linha apresenta valor-verdade (F). Comoprova de invalidade basta uma linha com final (F), no entanto,outros argumentos podem apresentar mais linhas com valor final(F), ou seja, a atribuição de valores pode não ser única.

b) 1. A ∨ B

2. C ∨ D

3. A → E

4. ∴ ¬E

Supondo a conclusão (F), então a proposição E deve ser (V).1. A ∨ B

2. C ∨ D

3. A → E (V)

4. ∴ ¬E (V)

Assim, para que a premissa 3 seja (V), a proposição A pode ser(V)

ou (F):

1. A (F ou V) ∨ B

2. C ∨ D

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO

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CONSEQUÊNCIA LÓGICA OU DEDUÇÃO FORMAL 59

3. A (F ou V) → E (V)

4. ∴ ¬E (V)

Na premissa 1, se a proposição A for (F), a proposição B deve ser(V); e se A for (V), a proposição B pode ser (F) ou (V):

1. A (F ou V) ∨ B (V ou F)

2. C ∨ D

3. A (F ou V) → E (V)

4. ∴ ¬E (V)

Para que a premissa 2 seja verdadeira, basta que as proposições C e D tenham valores-verdade diferentes:

1. A (F ou V) ∨ B (V ou F)

2. C (F ou V) ∨ D (V ou F)

3. A (F ou V) → E (V)4. ∴ ¬E (V)

O leitor pode constatar, por meio da tabela-verdade, que o ar-gumento é inválido com várias linhas que apresentam valor--verdade (F).

c) 1. A ∨ ¬B

2. ¬(¬C ∧ D)

3. ¬(~A ∧ ¬D)

4. ∴ ¬B → C Supondo a conclusão (F), então as proposições B e C devem

ser (F).

1. A ∨ ¬B (F)

2. ¬(¬C (F) ∧ D)

3. ¬(¬A ∧ ¬D)

4. ∴ ¬B (F) → C (F)

Comecemos com a premissa 2, atribuindo a D o valor-verdade (F):

1. A ∨ ¬B (F)

2. ¬(¬C (F) ∧ D (F))

3. ¬(¬A ∧ ¬D (F))

4. ∴ ¬B (F) → C (F)

Para que a premissa 3 tenha valor-verdade (V), devemos atribuirà proposição A o valor-verdade (V).

Desse modo, todas as premissas são (V) e a conclusão é (F), o quetermina a prova de invalidade desse argumento.

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO

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60 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

EXERCÍCIOSPROPOSTOS

60 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

1. Prove que as seguintes formas de argumentos são inválidas pelométodo de atribuição de valores.

a) 1. A → B

2. B → C

3. ∴ C → Ab) 1. ¬A ∨ B

2. ¬(C ∧ ¬D)

3. ¬B ∧ ¬C

4. ∴ ¬A → D

c) 1. ¬A ∨ B

2. ¬C ∨ D

3. A ∨ D

4. ∴ B ∨ Cd) 1. ¬(A → B)

2. (¬A ∧ ¬B) → (C ∧ D)

3. D → C

4. ∴ C

e) 1. A → (B ∨ C)

2. B → (D ∨ E)

3. ¬(F ∨ D)

4. E → F 5. ∴ ¬A

f) 1. C ↔ (A ∨ B)

2. A ↔ (B ∨ C)

3. B ↔ (C ∨ A)

4. ¬A

5. ∴ B ∨ C

g) 1. ¬A → B ∧ C

2. ¬B → B ∨ E 3. ¬(F ∨ ¬D)

4. E → F

5. ∴ A

h) 1. A → (B ∨ C)

2. D → (E ∨ F)

3. ¬B → (F ∨ E)

4. (F → D) ∧ (¬E → D)

5. ∴ A → (D ∨ F)

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CONSEQUÊNCIA LÓGICA OU DEDUÇÃO FORMAL 61

i) 1. A → B ∨ C

2. B → C

3. E ∨ D

4. E → C

5. ∴ ¬A

2. Mostre que os argumentos a seguir são inválidos dando valor-ver-dade às proposições traduzidas pela primeira letra das palavras subli-nhadas.

a) Se a luz está acesa, então há energia elétrica. Se há energiaelétrica, então a geladeira está funcionando. Logo, se a geladeiraestá funcionando, então a luz está acesa.

b) Se este objeto é de metal, então conduzirá eletricidade. Esteobjeto conduz eletricidade. Portanto, este objeto é de metal.

c) Se Fernando é político, então é desonesto. Fernando não épolítico. Logo, é honesto.

d) Se Pedro mantiver a palavra, as mercadorias serão entregues ou estarão em bom estado. As mercadorias foram entregues, masnão em bom estado. Logo, Pedro não manteve a palavra.

e) Se tivesse casado com mulher bonita, Antônio teria ciúmes.Se tivesse casado com mulher feia, estaria desgostoso. Comciúmes ou desgostoso, Antonio seria infeliz. Mas Antonio é feliz.Logo, se casou com mulher bonita.

f) Se meu cliente fosse culpado, a arma estaria no quarto. Ou aarma não estava no quarto ou João viu a arma. Se a arma estavano quarto, então João não a viu. A arma estava no quarto e o crimeaconteceu no banheiro. Portanto, meu cliente não é culpado.

g) Se você tem aquário em casa, então gosta de crianças. Se gostade crianças, tem filhos. Se tem filhos, gosta do sexo oposto. Segosta do sexo oposto, então é heterossexual. Portanto, se vocênão tem aquário em casa, não é heterossexual.

h) Se fizer revisão em meu carro, vou passar férias no Nordeste.

Se passar as férias no Nordeste, passarei pela casa de meus pais.Se passar pela casa de meus pais, eles me impedirão de ir para oNordeste. Portanto, ou vou para o Nordeste ou para a casa demeus pais.

i) Se Carlos comprar um carro, mandará instalar um aparelhopara CDs. Se instalar um aparelho para CDs, comprará novos CDs. Se comprar novos CDs, ficará sem dinheiro para colocargasolina no seu carro. Portanto, se Carlos tem dinheiro para agasolina, não comprará um carro.

CONSEQUÊNCIA LÓGICA OU DEDUÇÃO FORMAL 61

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62 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

5.4 Árvore de refutaçãoÉ um método indireto usado para verificar a validade ou a in-validade de um argumento. Para poder usá-lo, devem ser defi-nidas algumas regras, provenientes das implicações tautológicas

usadas no método direto.Dadas A e B duas proposições quaisquer, as regras do tableau semântico são:

1. Regra da Conjunção – RCJ

A ∧ B

|

A

|

B

2. Regra da Disjunção – RDJ

A ∨ B

/ \

A B

3. Regra da Condicional – RCDA → B

/ \

¬A B

4. Regra da Bicondicional – RBD

A ↔ B

/ \

A ¬A

| |

B ¬B

5. Regra da Dupla Negação – RDN

¬¬A

|

A

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CONSEQUÊNCIA LÓGICA OU DEDUÇÃO FORMAL 63

6. Regra da Negação do Condicional – RNCD

¬ (A→B)

|

A

|

¬ B

7. Regra da Negação da Conjunção – RNCJ

¬ (A ∧ B)

/ \

¬ A ¬ B

8.Regra da Negação da Disjunção – RNDJ

¬ (A ∨ B)

|

¬ A|

¬ B

9. Regra da Negação da Bicondicional – RNBC

¬ (A ↔ B)

/ \

A ¬ A

| |

¬ B B

5.5 Método da árvore de refutaçãoDada uma forma de argumento

1. P1

2. P2

...

n. Pn

n + 1. ∴ C

acrescenta-se como nova premissa a negação da conclusão,obtendo-se:

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64 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

1. P1

2. P

...

n. Pn

n + 1.\ ¬Cque é a raiz da árvore de refutação.

A partir daí, desenvolvem-se os ramos da árvore, utilizan-do-se as nove regras apresentadas, até que, em cada um deles, sóreste uma proposição simples ou a negação de uma proposiçãosimples. No desenvolvimento dos ramos é mais eficiente apli-car inicialmente as regras que não resultem em ramificações:RCJ, RDN, RNCD e RNDJ, para, em seguida, aplicar as que

ramificam: RDJ, RCD, RBD, RNCJ e RNBC. Observando-se que todas as premissas devem ser utilizadas.

Cada linha gerada, como na dedução direta, deve ser jus-tificada, indicando-se a linha da premissa e a regra utilizada.Cada premissa pode ser usada uma única vez e a regra deve seraplicada no seu conectivo principal.

5.6 Ramo fechado – ramo abertoUm ramo de uma árvore de refutação é fechado quando con-tém uma proposição e sua negação. Caso contrário, será umramo aberto.

Para justificar o fechamento de um ramo coloca-se F(i,j)logo abaixo da premissa obtida, sendo i e j as linhas onde ocor-rem as premissas contraditórias.

Ao terminar a ramificação da árvore de refutação, se todos

os ramos forem fechados, o argumento será válido. Caso contrá-rio, o argumento será inválido.

1. Usando a árvore de refutação nas formas de argumentos apresentadasa seguir, conclua, para cada uma delas, sua validade ou invalidade.

a) 1. A ∧ B

2. A ∧ C → ¬D

3. E → C

!EXERCÍCIOSRESOLVIDOS

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CONSEQUÊNCIA LÓGICA OU DEDUÇÃO FORMAL 65

4. B → E

5. ∴ ¬D

1. A ∧ B

2. A ∧ C → ¬D

3. E → C 4. B → E

5. ¬¬D

6. A 1.RCJ

7. B 1.RCJ

8. D 5.RDN

9. ¬B E 4.RCD

F(7.9)

10. ¬E C 3.RCD

F(9.10)

11. ¬ (A ∧ C) ¬D 2.RCD

F(8.11)

12. ¬A ¬C 11.RNCJ

F(6.12) F(10.12)

Como todos os ramos são fechados, a forma de argumento é válida.

b) 1. A → B ∨ C

2. B ∧ C → D

3. ∴ A → D

1. A → B ∨ C

2. B ∧ C → D

3. ¬(A → D)

4. A 3.RNCD

5. ¬D 3.RNCD

6. ¬A B ∨ C 1.RCD

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO

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66 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

F(4.6)

7. B C 6.RDJ

8. ¬(B ∧ C) D D ¬(B ∧ C) 2.RCD

F(5,8) 9.¬B ¬C ¬B ¬C 8.RNCJ

F(7.9) F(7.9) Aberto

Como existem ramos abertos, podemos concluir que a forma deargumento é inválida.

c) 1. A ∨ B

2. A

3. ∴ ¬B

1. A ∨ B

2. A

3. ¬¬B

4. B 3.RDN

A B 1.RDJComo existem ramos abertos, a forma de argumento é inválida.

d) 1. ¬A ∨ B → C

2. A → ¬B

3. ∴ A → B

1. ¬A ∨ B → C

2. A → ¬B

3. ¬(A → B)

4. A 3. RNCD

5. ¬B 3.RNCD

6. ¬A ¬B 2.RCD

F(4,6)

7. ¬(¬A ∨ B) C 1.RCD Aberto

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO

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CONSEQUÊNCIA LÓGICA OU DEDUÇÃO FORMAL 67

8. ¬¬A

¬B

Aberto

Como há ramos abertos, a forma de argumento é inválida.e) 1. A → (B → C)

2. A

3. B

4. ∴ C

1. A → (B → C)

2. A

3. B4. ¬C

5. ¬A B → C 1.RCD

F(2.5)

6. ¬B C 5.RCD

F(6.3) F(6.4)

Como todos os ramos são fechados, a forma de argumento é válida.f) 1. D ∧ E → F

2. (D → F) → G

3. ∴ D → G

1. D ∧ E → F

2. (D → F) → G

3. ¬(D → G)

4. D 3.RNCD

5. ¬G 3.RNCD

6. ¬(D ∧ E) F 1.RCD

7. ¬D ¬E 6.RNCJ

F(4.7)

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO

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EXERCÍCIOS

PROPOSTOS

8. ¬(D → F) G 2.RCD

F(5.8)

9. D 8.RNCD

10. ¬F 8.RNCDAberto

Como existem ramos abertos, a forma de argumento é inválida.

1. Utilize o tableau semântico para verificar a validade das seguintesformas de argumento.

a) 1. M → (V ↔ P)

2. P ∧ V

3. ∴ M

b) 1. F ∧ S → I

2. Z ∨ G

3. I

4. G

5. F ∧ Z

6. ∴ S

c) 1. C → M 2. C

3. ∴ M

d) 1. P → (B ∧ ¬C → A)

2. P → B

3. ∴ P → A ∨ C

e) 1. A → B

2. ¬B → C

3. ∴ A ∨ ¬C → Bf) 1. B → L

2. ¬B

3. ∴ ¬L

g) 1. B → L

2. ¬L

3. ∴ ¬B

h) 1. E ∧ I → ¬A

2. ¬E 3. ∴ A → ¬I

68 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 1

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Cálculo de Predicados

2 P A

R T E

BREVE SUMÁRIO

6 Funções Proposicionais e Quantificadores ..................... 71

7 Validade de Argumentos com Quantificadores .............. 81

Soluções para os Exercícios Propostos .......................... 87

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No Cálculo Proposicional, vimos como podía-

mos compor as várias proposições simples,

P, Q, ... mediante as regras de formação e os

cinco conectivos. Não nos interessava analisar

a proposição simples.

No Cálculo de Predicados, ou cálculo funcio-nal, a nossa atenção se volta para a estrutura de

uma proposição simples. Nesse caso, a mais

simples proposição é a que envolve um sujeito

e um predicado: o primeiro designa ou nomeia

um objeto ou indivíduo e o segundo indica a sua

propriedade.

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FUNÇÕES PROPOSICIONAIS E QUANTIFICADORES 71

capítulo

Funções Proposicionais

e Quantificadores

6.1 Termo e predicadoDada uma proposição simples qualquer, pode-se destacar deladois entes: o termo e o predicado. O termo pode ser entendidocomo o sujeito da sentença declarativa e o predicado, o que sedeclara a respeito do termo.

Indique o termo e o predicado de cada uma das proposiçõesa seguir.

1. Amanda é a responsável pelo destaque.

termo: Amanda

predicado: é a responsável pelo destaque

2. Antônio não foi um bom profissional.

termo: Antônio

predicado: não foi um bom profissional

1

71

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72 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 2

3. Eles foram ao baile.

termo: eles

predicado: foram ao baile

Dada uma proposição, o predicado será indicado com umaletra maiúscula do alfabeto latino e o termo, com letra minús-cula, esta última colocada à direita da primeira.

Nos exemplos anteriores, uma tradução para a linguagemsimbólica das proposições seria:

1. Ra

2. ¬Pa

3. Be

6.2 Função proposicionalSeja Ω um conjunto de termos. Uma função proposicional em Ω éum predicado P associado a um termo x, em Ω, que não podeser qualificada como verdadeira ou falsa.

Tal qualificação só será possível quando, em Px, o x repre-sentar pelo menos um ou todos os elementos de Ω. Nas funçõesproposicionais, os termos são variáveis, enquanto nas proposi-ções, são constantes.

1. No conjunto dos números inteiros Z, são funções proposicionaisas seguintes sentenças:

a) x – 7 > 3;

b) x2 –5x + 6 = 0.

Observe que a função proposicional em a é verdadeira para valoresmaiores que 10, ou seja, existem números inteiros para os quais talfunção proposicional é verdadeira (V) e é falsa (F) para todo o con- junto Z. Já a função proposicional b é (F) para valores diferentes de2 e de 3 e (V) para os valores x

1 = 2 e x

2 = 3.

2. A sentença:

Prestaram concurso e foram contratados.

é uma função proposicional, visto ser impossível qualificar as duasafirmações: prestaram concurso e foram contratados; com um dos valo-

2

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FUNÇÕES PROPOSICIONAIS E QUANTIFICADORES 73

res-verdade (V) ou (F). Mas, se acrescentarmos a proposição: todos ou alguns, teremos:

a) Todos que prestaram concurso foram contratados;

b) Alguns dos que prestaram concurso foram contratados.

Nesse caso, dependendo do contexto, podemos atribuir umdos valores-verdade às proposições a e b.

6.3 QuantificadoresQuantificadores são operadores lógicos que restringem as funçõesproposicionais, de forma que elas se refiram a todo o conjuntoΩ ou a uma parte dele. Tendo definido Ω como um conjunto determos, o domínio de uma função proposicional, acrescentadoa ela os quantificadores, obtém-se uma proposição, ou seja, umasentença declarativa que pode ser considerada (V) ou (F).

Há dois quantificadores:

1. ∀: quantificador universal (para todo, qualquer que sejaetc.);

2. ∃: quantificador existencial (existe, há, alguns etc.).

Exemplos:Quantificando-se os exemplos anteriores, temos:

a) ∀x (x ∈ Z, x – 7 > 3), tem valor lógico (F) ou

∃x (x ∈ Z, x – 7 > 3), tem valor lógico (V).

b) ∀x (x ∈ Z, x2 –5x + 6 = 0), tem valor lógico (F) ou

∃x (x ∈ Z, x2 –5x + 6 = 0), tem valor lógico (V).

c) ∀x (Se x prestou concurso, então foi contratado) ou

∃x (x prestou concurso e foi contratado).

6.4 Formalização do cálculo de predicadosNas funções proposicionais, os termos de um conjunto Ω serãoindicados com as últimas letras minúsculas do alfabeto latino: x,y e z, e os predicados desses termos serão indicados por letrasmaiúsculas, estas colocadas à esquerda dos termos. O quantifi-cador é colocado à esquerda do termo, e ambos, à esquerda dafunção proposicional, que deve estar entre parênteses.

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74 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 2

Em funções proposicionais quantificadas universalmente,por exemplo:

Todo A tem a propriedade B.

usa-se a letra x como representante de qualquer termo de Ω,

expressando:

Qualquer que seja x, se x tem a propriedade A,então x tem a propriedade B.

Tal expressão apresenta uma condicional, de forma que,simbolicamente, temos:

∀x (Ax → Bx)

Toda função proposicional quantificada existencialmentepode ser reescrita como:

Existe pelo menos um x que tem a propriedade A e a propriedade B.

que simbolicamente são traduzidas usando-se a conjunção:

∃x (Ax ∧ Bx)

1. A tradução simbólica do argumento:

Todos os homens são mortais. Sócrates é homem. Portanto, Sócratesé mortal.

1. ∀x (Hx → Mx)

2. Hs

3. ∴ Ms

2. Simbolize as seguintes funções proposicionais quantificadas:

a) Alguns empresários são patriotas.

b) Todas as mulheres desta sala são universitárias.c) Existem pessoas que não gostam de viver.

a) ∃x (Ex ∧ Px) onde:

Ex: x é empresário e Px: x é patriota.

b) ∀x (Mx → Ux) onde:

Mx: x é mulher e Ux: x é universitária.

!EXERCÍCIOS

RESOLVIDOS

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO

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FUNÇÕES PROPOSICIONAIS E QUANTIFICADORES 75

c) ∃x (Px ∧ ¬Vx) onde:

Px: x é pessoa e Vx: x gosta de viver.

6.5 Regras de formação do cálculo de predicadosUma fórmula bem formada wff para o cálculo de predicadosdeve obedecer às seguintes regras de formação:

1. Um predicado P seguido de um termo x é uma wffsimbolizada por Px;

2. Se Px é uma wff, então ¬Px é uma wff;

3. Se Px e Qx são wffs, então serão também wffs as fórmulas:

Px ∧

QxPx ∨ Qx

Px → Qx

Px ↔ Qx

4. Se Px é uma wff, então também serão fórmulas bem for-madas:

∀ x (Px)

∃ x (Px)

1. São wffs do cálculo de predicados:

a) Px ∧ ¬Vx

b) ∃x (Px ∨ Vx)

c) ∀x (Px → Vx)

d) ∃x (Px ∧ Vx)

e) ¬∀x (Px ↔ Vx)

f) ¬∃x (Px ∧ Vx)

g) C ∧ ∀x (Ax → Bx)h) ∃x (Ax ∧ Bx) → C

2. Não são wffs do cálculo de predicados:

a) P(X) (o termo está em letra maiúscula)

b) ∀x (não possui função proposicional)

c) ∃∀x (Px) (há dois quantificadores para o único termo)

d) ∀x Ax → Bx (faltaram os parênteses na função proposicional)

e) (Ax ∧ Bx)∃x (o quantificador está à direita da função)

f) ∀x ∧ (Px) (há um conectivo entre o quantificador e a função)

3

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76 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 2

1. Traduza para a linguagem simbólica as seguintes funções proposi-cionais quantificadas, utilizando como predicado a letra maiúsculada palavra que representa o predicado.

a) Todos os cães são mamíferos.

b) Existem cães que são albinos.

c) Nem todos os cães são treinados.d) Todos os que estudaram foram aprovados.

e) Não existem aves sem penas.

f) Não existem políticos não corruptos.

g) Os jogadores de vôlei são bem treinados.

h) Quando os metais são aquecidos, se dilatam.

i) Todos que são alegres ou tolerantes são felizes se, e somente se,não forem egoístas.

j) Alguns homens inteligentes são trabalhadores.

k) Todo homem inteligente é trabalhador.

l) Nem tudo que reluz é ouro.

m) Os sócios são industriais ou comerciantes.

n) Alguns engenheiros são incompetentes ou têm má vontade.

o) Todo político é corrupto.

p) Não há sobreviventes do desastre.

q) Há sobreviventes do desastre.r) Existem jogadores habilidosos.

s) Os médicos se opõem ao tabagismo.

t) Todo número primo é diferente de 1.

u) Está um dia de sol e todos os escoteiros partiram.

v) Os convocados se apresentaram, mas alguns não foram selecio-nados.

x) Se existem funcionários eficientes, então a empresa terá lucro.

6.6 Equivalência entre os quantificadoresPara se provar a validade de um argumento que apresenta fun-ções proposicionais quantificadas é conveniente, ou seja, é maisfácil, que essas, junto com seus quantificadores, se apresentemna forma não negativa. No caso de existir quantificador negado,devemos substituí-lo de forma equivalente. Para tanto, apresenta-

mos as equivalências entre funções proposicionais quantificadas.

EXERCÍCIOSPROPOSTOS

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FUNÇÕES PROPOSICIONAIS E QUANTIFICADORES 77

Se usarmos α para representar um predicado associado aos ter-mos de um conjunto Ω, as seguintes equivalências se verificam:

EQV1. ¬∃x (αx) é equivalente a ∀x ¬(αx)

EQV2. ¬∀x (αx) é equivalente a ∃x ¬(αx)

De fato,a) não existe um termo x associado ao predicado α.

é equivalente a:todo termo x não está associado ao predicado α.

b) não é todo x que está associado ao predicado α.

é equivalente a:existe pelo menos um x que não está associado a α.

Além dessas equivalências entre quantificadores, as equiva-lências já estudadas no cálculo proposicional podem ser usadasnas funções proposicionais.

1. Não existe uma baleia que seja um réptil.

Traduzindo, temos:

¬∃x (Bx ∧ Rx)

Usando EQV1, temos:

∀x ¬(Bx ∧ Rx)

Usando MOR, temos:

∀x (¬Bx ∨ ¬Rx)

Usando I.M., temos:

∀x (Bx → ¬Rx)

É equivalente a:

Todas as baleias não são répteis.

2. Nem todo pássaro voa.

¬∀x (Px → Vx) Tradução

∃x ¬(Px → Vx) EQV2

∃x ¬(¬Px ∨ Vx) I.M.

∃x (¬¬Px ∧ ¬Vx) MOR

4

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78 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 2

∃x (Px ∧ ¬Vx) D.N.

Existem pássaros que não voam. Linguagem natural

3. Não existem não sobreviventes.

¬∃x ¬(Sx) Tradução

∀x ¬¬(Sx) EQV1

∀x (Sx) D.N

Todos sobreviveram. Linguagem natural

4. Nem todos os animais não são domésticos.

¬∀x ¬(Ax ∧ Dx) Tradução

∃x ¬¬(Ax ∧ Dx) EQV2

∃x (Ax ∧ Dx) D.N

Alguns animais são domésticos. Linguagem natural

1. Substitua a quantificação negativa pela correspondente quantifica-ção sem a negação.

a) ¬∀x (Ax → Bx)

b) ¬∀x (Cx → ¬Dx)

c) ¬∃x ¬(Ox ∨ ¬Px)

d) ¬∃x (Px ∧ ¬Ax)e) ¬∃x (Ax ∧ (Bx → ¬Cx))

f) ¬∀x (¬Ax → (Bx ∧ Cx))

2. Dado x um número real, determine o valor lógico de cada umadas funções proposicionais quantificadas a seguir.

a) ∀x (x2 + 1 > 0)

b) ∃x (x2 + 1 = 0)

c) ∃x (3x2 + 2x –1 = 0)

d) ∀x ((x + 2)2 = x2 + 4x + 4)

3. Sendo A = 1, 2, 3, 4, 5 e dado x ∈ A, determine o valor lógicode cada uma das proposições a seguir.

a) ∃x (x + 3 = 10)

b) ∀x (x + 3 < 10)

c) ∃x (x + 3 > 5)

d) ∀x (x + 3 ≤ 7)

e) ∃x (x2 + 2x = 15)

EXERCÍCIOSPROPOSTOS

78 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 2

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FUNÇÕES PROPOSICIONAIS E QUANTIFICADORES 79

4. Encontre a sentença equivalente, substituindo as respectivas quan-tificações negativas por quantificações sem a negação.

a) Nem todos os cães são treinados.

b) Nem todos os recém-nascidos são bonitos.

c) Não existem aves sem penas.

d) Não existem políticos não corruptos.

e) Nem tudo que reluz é ouro.

f) Não há sobreviventes do desastre.

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VALIDADE DE ARGUMENTOS COM QUANTIFICADORES 81

capítulo

Validade de Argumentos

com Quantificadores

Neste capítulo, estaremos interessados em provar a validadede argumentos que envolvem funções proposicionais quan-tificadas. Para tanto, seriam necessárias novas equivalências eimplicações tautológicas, semelhantes às usadas anteriormen-te em argumentos sem quantificadores. No entanto, é possíveltransformar tais argumentos com quantificadores, por meio daexemplificação, em argumentos sem quantificadores, como osque já foram estudados no Cálculo Proposicional. Dessa forma,a prova direta de validade para esses argumentos exemplificadospode ser utilizada, usando-se as mesmas tautologias já estuda-das. Terminada a prova de validade do argumento exemplifica-do, usa-se a generalização para obter a conclusão do argumento

quantificado.

7.1 Exemplificação e generalizaçãoA exemplificação nada mais é do que a aplicação de duas tauto-logias que efetuam a passagem de funções proposicionais paraproposições.

As duas generalizações revertem o que a exemplificação rea-liza, transformando proposições em funções proposicionais.

81

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82 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 2

Dado Ω, um conjunto de termos, e α, um predicado qual-quer, temos:

7.1.1 Exemplificação Existencial (E.E.)

Se existe um termo associado ao predicado α, estipulamosque tal termo seja c. Isso é traduzido pela ExemplificaçãoExistencial.

∃x (αx)

αc

7.1.2 Exemplificação Universal (E.U.)

Se todos os termos estão associados ao predicado α, escolhe-mos um deles, c, um termo constante. Isso é indicado pelaExemplificação Universal.

∀x (αx)

αc

7.1.3 Generalização Existencial (G.E.)

Se concluirmos que um termo c constante está associado aopredicado α, então existe um termo associado a α. Isso é tra-duzido pela Generalização Existencial.

αc

∃x (αx)

7.1.4 Generalização Universal (G.U.)Se o termo c tomado na exemplificação pode ser qualquer um,ou seja, pode ser tomado aleatoriamente, então qualquer termoestá associado ao predicado α. Isso é o que traduz a Generali-zação Universal.

αc

∀x (αx)

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VALIDADE DE ARGUMENTOS COM QUANTIFICADORES 83

1. Prove a validade dos seguintes argumentos:

a) Todos os jogadores são atletas. Todos os atletas sofrem contusões.Portanto, todos os jogadores sofrem contusões.

O primeiro passo é traduzir o argumento para sua forma simbólica:1. ∀x (Jx → Ax) (Jx: x é jogador e Ax:x é atleta)

2. ∀x (Ax → Cx) (Cx: x sofre contusão)

3. ∴∀x (Jx → Cx)

Em seguida, devemos aplicar as regras de exemplificação: se valepara todos, então vale para um c qualquer:

4. Jc → Ac 1. E.U.

5. Ac → Cc 2. E.U.

Aplicando a implicação tautológica S.H., temos:

6. Jc → Cc 4.5. S.H.

O último passo é aplicar a generalização universal, se vale para um c,tomado arbitrariamente, vale para um termo x qualquer:

7. ∀x (Jx → Cx) 6. G.U.

2. Todos que estavam doentes foram medicados. Alguns não forammedicados. Portanto, nem todos estavam doentes.

Traduzindo para a forma de argumento, temos:

1. ∀x (Dx → Mx) (Dx: x está doente e Mx: x foi medicado)

2. ∃x (¬Mx)

3. ∴∃x (¬Dx) (equivalente a ¬∀x (Dx))

Aplicando a exemplificação, temos:

4. ¬Mc 2. E.E. (se existe um, vamos tomá-lo por c)

5.Dc → Mc 1. E.U.

Usando a implicação tautológica M.T., temos:

6. ¬Dc 4.5. M.T.

Como vale para um c, existe um elemento que possui tal proprie-dade, assim, pela Generalização Existencial, temos:

7. ∃x (¬Dx) 6. G.E.

3. Todos que gostam de mar “bravo” são surfistas. Alguns gostam demar “bravo” e não gostam de garotas bonitas. Portanto, alguns sur-

fistas não gostam de garotas bonitas.

!EXERCÍCIOSRESOLVIDOS

1 + 2 = 3RESOLUÇÃO

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO

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84 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 2

A tradução e a demonstração são descritas por:

1. ∀x (Mx → Sx) (Mx: x gosta de mar bravo e Sx: s é surfista)

2. ∃x (Mx ∧ ¬Gx) (Gx: x gosta de garotas bonitas)

3. ∴∃x (Sx ∧ ¬Gx)

4. Mc ∧ ¬Gc 2. E.E.

5. Mc → Sc 1. E.U.

6. Mc 4. SIM

7. Sc 5.6. M.P.

8. ¬Gc 4. SIM

9. Sc ∧ ¬Gc 7.8.CON

10. ∃x (Sx ∧ ¬Gx) 9. G.E.

4. Ácidos ou bases são produtos químicos. O vinagre é um ácido.Logo, o vinagre é um produto químico.

1. ∀x (Ax ∨ Bx → Px)

2. Av

3. ∴ Pv

4. Av ∨ Bv → Pv 1.E.U.

5. Av ∨ Bv 2.ADI

6. Pv 4.5.M.P.

Na resolução dos exercícios resolvidos 2 e 3, a E.E. foi executada antes

da E.U. Essa ordem sempre deve ser obedecida, pois o quantificador

universal refere-se a todos os elementos do conjunto. Caso a E.U. fosse

feita antes da E.E., o elemento escolhido c poderia não coincidir com

aquele associado em questão.

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO

1 + 2 = 3

RESOLUÇÃO

OBSERVAÇÃOIMPORTANTE

Construa uma prova formal de validade para os argumentos e formasde argumento a seguir.

a) Todos os incompetentes fracassam. Todos os cuidadosos não fra-cassam. Logo, nenhum incompetente é cuidadoso.

b) Qualquer material apropriado resiste àquela pressão. Não exis-te um metal que resista àquela pressão. Consequentemente, ne-nhum material apropriado é metal.

c) Nenhum jogador é feliz. Alguns idealistas são felizes. Portanto,alguns idealistas não são jogadores.

EXERCÍCIOSPROPOSTOS

84 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 2

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VALIDADE DE ARGUMENTOS COM QUANTIFICADORES 85

d) Todo jogador de tênis pode ser considerado um atleta. Algunsfumantes jogam tênis. Portanto, alguns fumantes são atletas.

e) Nenhum corredor de maratona é apegado aos livros. Carlos éapegado aos livros. Logo, Carlos não é corredor de maratona.

f) Nenhum dos manifestantes foi ferido. Alguns manifestantes não

enfrentaram a repressão. Assim, nenhum dos que enfrentaram arepressão ficou ferido.

g) Nenhum artista é apegado às tradições. Carolina é apegada àstradições. Portanto, Carolina não é artista.

h) Todos os corruptos mentem. Alguns políticos não mentem. Por-tanto, alguns políticos não são corruptos.

i) Todos os que entraram na Justiça receberam. Joaquim não rece-beu. Portanto, Joaquim não entrou na Justiça.

j) Nenhum docente é rico. Não há político que não seja rico. Por-tanto, os docentes nunca são políticos.

k) Todos os jogadores trouxeram contrabando. Todo contrabandistadesobedece à Lei. Se alguém desobedece à Lei, deve ser punido.Mário é jogador. Portanto, Mário será punido.

l) Nenhum estudante é preguiçoso. Todos os artistas são preguiço-sos. João é artista. Portanto, João não é estudante.

m) Só os surfistas gostam de mar “bravo”. Alguns gostam de mar “bra-vo” e garotas. Portanto, existem surfistas que gostam de garotas.

n) Todo político é corrupto. Nenhum corrupto é feliz. Assim, ne-nhum político é feliz.

o) Todos os advogados são ricos. Alguns poetas são advogados. Logo,existem poetas ricos.

p) 1. ∀x (Px → ¬Dx)

2. ∀x (Fx → Dx)

3. ∴∀x (Px → ¬Fx)

q) 1. ∀x (Fx → Gx)

2. ∃x (Fx) 3. ∴∃x (Gx)

r) 1. ∀x (Fx → Gx)

2. ∃x (Fx ∧ Hx)

3. ∴∃x (Gx ∧ Hx)

s) 1. ∀x (Rx → Sx)

2. ¬Sa

3. ∴ ¬Ra

VALIDADE DE ARGUMENTOS COM QUANTIFICADORES 85

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86 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 2

t) 1. ∀x (Sx → Qx ∧ Px)

2. Sa

3. ∴ Pa

u) 1. ∀x (Px → Rx)

2. ∃x (Sx ∧ Px)

3. ∴∃x (Sx ∧ Rx)

86 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA PARTE 2

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SOLUÇÕES PARA OS EXERCÍCIOS PROPOSTOS 87

Soluções para os

Exercícios Propostos

1. a) é uma wff

b) é uma wff

c) não é uma wff

d) não é uma wff

e) é uma wff f) não é uma wff

g) não é uma wff

2. a) A: Alfredo escreve para Maria.

M: Maria irá para outra cidade.

A → ¬M

b) A: Alfredo escreve para Maria.

M: Maria irá para outra cidade. A ∨ M

c) A: Alfredo escreveu para Maria.

M: Maria irá para outra cidade.

¬A ∧ M

d) A: Alfredo escreverá para Maria.

M: Maria irá para outra cidade.

A ↔ M

e) A: Alfredo escrever para Maria. J: João for ao encontro dela (Maria).

M: Maria irá para outra cidade.

A ∧ J → ¬M

f) A: Alfredo for ao encontro de Maria.

J: João for ao encontro de Maria.

M: Ela (Maria) ficará na cidade.

A ∨ J → ¬M

87

EXERCÍCIOSPROPOSTOS

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88 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA

g) A: Alfredo estiver na cidade.

J: João irá ao encontro de Maria.

J ↔ ¬A

h) J: Maria se encontrar com João.

A: (Maria) for ao encontro com Alfredo.

M: Maria irá para outra cidade.

J ∨ ¬A → M

i) M: O gerente despedirá Maria.

J: O gerente despedirá João.

M ∨ J

j) M: João é vizinho de Maria.

J: João conhece Maria.

J → C k) J: João ama Maria.

P: Maria ama Paulo.

M: João terá chance com Maria.

J ∧ P → ¬M

l) D: João for despedido.

E: (João) for procurar um emprego.

S: (João) com certeza ganhará um salário melhor.

D ∧ E → S m) A: O número de acidentes diminuirá nas estradas.

P: Houver mais policiamento.

C: Os motoristas forem mais conscientes.

A ↔ P ∧ C

n) A: Todos acertaram todas as questões.

E: Isso significa que não devam estudar mais.

A

∧ ¬

E o) E: Eduardo apresentar uma queixa.

F: Fernando investigará.

G: Geraldo será classificado.

¬E → ¬F ∧ ¬G

p) E: Eduardo apresentará uma queixa.

F: Fernando investigar.

G: Geraldo será classificado.

E ∨ (F → G)

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SOLUÇÕES PARA OS EXERCÍCIOS PROPOSTOS 89

3. a) Carlos é argentino ou João é brasileiro.

b) Carlos não é argentino e João é brasileiro.

c) Se Carlos é argentino, então João é brasileiro.

d) Se Carlos é argentino, João não é brasileiro.

e) Carlos não é argentino se, e somente se, João é brasileiro.

f) Carlos não é argentino e João não é brasileiro.

4. a) ((x < 3) ∧ (x > 0)) ∨ ¬(x = 7)

b) (x < 4) ∧ (x > 2) → (x = 3)

c) (x > 0) ∨ ((x < 3) ∧ (y > 0))

d) (x = 3) ↔ (y > 0)

e) (x ≠ 2) → (y = 9) ∧ (z > 3)

5. a) (A ∨ B) ∧ ¬C b) ¬A ∧ C

c) B ∧ C → A

d) ¬(A ∧ (B ∨ C))

e) A ↔ ¬B ∧ ¬C

1. a) B = O Brasil é um país emergente. (V)

J = O Japão está em crise. (F)

B(V) ∧ J(F)

(F)

b) B = O Brasil é um país emergente. (V)

J = O Japão está em crise. (F)

B(V) ∧¬ J(F)

(F)

(F)

c) B = O Brasil é um país emergente. (V)

J = O Japão está em crise. (F)

B(V) J(F)

(F)

EXERCÍCIOSPROPOSTOS

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90 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA

d) B = O Brasil é um país emergente. (V)

J = O Japão está em crise. (F)

B(V) ↔ J(F)

(F)

e) B = O Brasil é um país emergente. (V)

J = O Japão está em crise. (F)

¬B(V) ∨ ¬ J(F)

(F) (V)

(V)

f) B = A seleção brasileira de futebol foi pentacampeã. (V)

T = O técnico fosse outro. (V)

S = Talvez ela tivesse sido. (F)

B(V) ∧ (T(V) ¬S(F))

(V)

(V)

(V)

g) I = A inflação é praticamente nula. (F)

D = O desemprego para de crescer. (V)

I(F) ∧ ¬D(V)

(F)

(F)

h) S = Os salários aumentam. (V)

V = As vendas diminuem. (V)

S(V) ∨ V(V)

(V)

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SOLUÇÕES PARA OS EXERCÍCIOS PROPOSTOS 91

i) S = São Paulo é a maior cidade da América Latina. (V)

A = Sua arrecadação de impostos é alta. (V)

D = Parte do dinheiro arrecadado é desviado. (V)

S(V) A(V) ∨ D(V)

(V)

(V)

j) A = O azul é uma das cores da bandeira brasileira. (V)

V = A bandeira de Portugal tem as cores verde e vermelho. (V)

A(V) ∧ V(V)

(V)

k) A = Alemanha perdeu a Segunda Guerra Mundial. (V)

J = O Japão era seu aliado (Alemanha). (V)

P = O Japão também perdeu a Segunda Guerra Mundial. (V)

A(V) ∧ J(V) P(V)

(V)

(V)

l) C = Cuba é único país comunista do continente americano. (V)

E = Os Estados Unidos são um país capitalista. (V)

A = Cuba será arrasada pelos Estados Unidos. (F)

C(V) ∧ E(V) A(F)

(V)

(F)

m) B = O Brasil já teve várias moedas. (V)

R = É provável que o real seja a última (moeda). (F)

B(V) R (F)

(F)

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92 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA

n) M = O Mercosul incomoda os países desenvolvidos. (V)

B = Brasil é país integrante desse mercado. (V)

P = Os países desenvolvidos tentarão conter o desenvolvi-mento brasileiro. (V)

M(V) ∧ B(V) P(V)

(V)

(V)

2. a) ¬P(V) ∨ ¬Q(V)

(F) (F)

(F)

b) P(V) ∨ ¬Q(V)

(F)

(V)

c) ¬P(V) ∧ (Q(V) R (F))

(F)

(F)

(F)

d) ¬P(V) ∧ (¬Q(V) ¬P(V))

(F) (F) (F)

(V)

(F)

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SOLUÇÕES PARA OS EXERCÍCIOS PROPOSTOS 93

e) (R (F) ∨ S (F)) (P(V) ∧ Q(V))

(F) (V)

(V)

f) (P(V) ∧ (Q(V))↔ (R (F) ∧ S(F))

(V) (F)

(F)

g) (P(V) ↔ Q (V)) (P(V) R (F))

(V) (F)

(F)

h) (P(V) ∨ Q (V)) ∨ (S(F) (P(V) R (F)))

(V) (F)

(V)

(V )

i) ((P(V) ∧ Q (V)) ∨ (P(V) ∧ (R (F) ∨ S(F))) S(F)↔ S(F)

(V) (F)

(F)

(V)

(F)

(V)

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94 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA

j) ((R (F) P(V)) ∨ (R (F) S(F))) (P(V) (Q(V) ∨ S(F)))

(V) (F) (V)

(V) (V)

(V)

3. a)

p q r p ∨ q p ∨ q → r

V V V V V

V V F V F

V F V V V

V F F V F

F V V V V

F V F V F

F F V F V

F F F F V

b)

p q p ∨ q ¬(p ∨ q) ¬(p ∨ q) ∧ pV V V F F

V F V F F

F V V F F

F F F V F

c)

p q r ¬p ¬p → q (¬p → q) ∨ r

V V V F V V

V V F F V V

V F V F V V

V F F F V V

F V V V V V

F V F V V V

F F V V F V

F F F V F F

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SOLUÇÕES PARA OS EXERCÍCIOS PROPOSTOS 95

d)

p q r p ∧ q r ↔ q p ∧ q → (r ↔ q)

V V V V V V

V V F V F F

V F V F F V

V F F F V V

F V V F V V

F V F F F V

F F V F F V

F F F F V V

e)

p q r ¬p ¬p ∧ p r ↔ q ¬p ∧ p → (r ↔ q)

V V V F F V V

V V F F F F V

V F V F F F V

V F F F F V V

F V V V F V V

F V F V F F V

F F V V F F V

F F F V F V V

f)

p q r ¬p ¬p → q r → ¬p (¬p → q) ∨ (r → ¬p)

V V V F V F V

V V F F V V V

V F V F V F V

V F F F V V V

F V V V V V V

F V F V V V V

F F V V F V V

F F F V F V V

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96 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA

g)

p q r ¬q p ↔ ¬q r ∧ ¬q(p ↔ ¬q) →

(r ∧ ¬q)

¬((p ↔ ¬q)→ (r ∧ ¬q))

V V V F F F V F

V V F F F F V F

V F V V V V V F

V F F V V F F V

F V V F V F F V

F V F F V F F V

F F V V F V V F

F F F V F F V F

1. a)

p r p ∨ r p → (p ∨ r)

V V V V

V F V V

F V V V

F F F V

É uma tautologia.

b)

p q p ∧ q p → (p ∧ q)

V V V V

V F F F

F V F V

F F F V

É uma contingência.

EXERCÍCIOSPROPOSTOS

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SOLUÇÕES PARA OS EXERCÍCIOS PROPOSTOS 97

c)

p q p ∨ q p ∨ q → p

V V V V

V F V V

F V V F

F F F V

É uma contingência.

d)

p q q → p (q → p) ∨ q p → (q → p) ∨ q

V V V V V

V F V V V

F V F V V

F F V V V

É uma tautologia.

e)

p q p ∨ q p ∧ (p ∨ q) p ↔ p ∧ (p ∨ q)V V V V V

V F V V V

F V V F V

F F F F V

É uma tautologia.

f)

p q p ∨ q p ∧ (p ∨ q) p ∧ (p ∧ (p ∨ q))

V V V V V

V F V V V

F V V F F

F F F F F

É uma contingência.

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98 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA

g)

p q ¬p ¬q p ∨ q ¬(p ∨ q) ¬p ∧ ¬q ¬(p ∨ q) ↔ (¬p ∧ ¬q)

V V F F V F F V

V F F V V F F V

F V V F V F F V

F F V V F V V V

É uma tautologia.

h)

p q ¬p ¬q p → q (p → q) ∧ ¬q (p → q) ∧ ¬q → ¬p

V V F F V F V

V F F V F F V

F V V F V F V

F F V V V V V

É uma tautologia.

i)

p q ¬p ¬q p ∧ q ¬ (p ∧ q) ¬p ∧ ¬q ¬ (p ∧ q) ↔ ¬p ∧ ¬q

V V F F V F F V

V F F V F V F F

F V V F F V F F

F F V V F V V V

É uma contingência.

j)

p q p ∨ q p ∧ q p ∨ q → p ∧ q

V V V V V

V F V F F

F V V F F

F F F F V

É uma contingência.

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8/18/2019 Introdução à Lógica Matemática - Alberto, Carlos b., Luiz Melo, Oswaldo

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SOLUÇÕES PARA OS EXERCÍCIOS PROPOSTOS 99

k)

p q q ∨ q p → q ∨ q p → (p → q ∨ q)

V V V V V

V F F F F

F V V V V

F F F V V

É uma contingência.

l)

p q p → q p → (p → q) (p → (p → q)) → q

V V V V V

V F F F V

F V V V V

F F V V F

É uma contingência.

m)p q ¬p ¬q q ∨ ¬q ¬p → q ∨ ¬q p → (¬p → q ∨ ¬q)

V V F F V V V

V F F V V V V

F V V F V V V

F F V V V V V

É uma tautologia.

n)

p q ¬p ¬p ∧ q (¬p ∧ q) → ¬p

V V F F V

V F F F V

F V V V V

F F V F V

É uma tautologia.

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100 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA

o)

p q ¬p ¬q q ∨ ¬q ¬p → (q ∨ ¬q) p → (¬p → (q ∨ ¬q)) ¬ (p → (¬p → (q ∨ ¬q)))

V V F F V V V F

V F F V V V V F

F V V F V V V F

F F V V V V V F

É uma contradição.

p)

p q r q ∨ r p → q ∨ r (p → q ∨ r) ∧ q p → r (p → q ∨ r) ∧ q → (p → r)

V V V V V V V V

V V F V V V F F

V F V V V F V V

V F F F F F F V

F V V V V V V V

F V F V V V V V

F F V V V F V V

F F F F V F V V

É uma contingência. q)

p q ¬q p ∧ q p → ¬q p ∨ q (p ∨ q) ↔ (p → ¬q) p ∧ q ↔ (p ∨ q ↔ (p → ¬q))

V V F V F V F F

V F V F V V V F

F V F F V V V F

F F V F V F F V

É uma contingência.

r)

p q ¬q q ∧ ¬q p → q ∧ ¬q p → (p → q ∧ ¬q)

V V F F F F

V F V F F F

F V F F V V

F F V F V V

É uma contingência.

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SOLUÇÕES PARA OS EXERCÍCIOS PROPOSTOS 101

s)

p q r p ∧ q p ∧ r q ∧ r (p ∧ q) ∨ (p ∧ r) p ∧ (q ∧ r) (p ∧ q) ∨ (p ∧ r) ↔ p ∧ (q ∧ r)

V V V V V V V V V

V V F V F F V F F

V F V F V F V F F

V F F F F F F F V

F V V F F V F F V

F V F F F F F F V

F F V F F F F F V

F F F F F F F F V

É uma contingência.

t)

p q r p → q q → r (p → q) ∧ (q → r) p → r (p → q) ∧ (q → r) → (p → r)

V V V V V V V V

V V F V F F F V

V F V F V F V V

V F F F V F F V

F V V V V V V V

F V F V F F V V

F F V V V V V V

F F F V V V V V

É uma tautologia.

1. a)

p q r (p → q) (p ∨ r) ((p ∨ r) → q) (p → q) ↔ ((p ∨ r) → q)

V V V V V V V

V V F V V V V

V F V F V F V

V F F F V F V

F V V V V V V

F V F V F V V

F F V V V F F

F F F V F V V

Não é equivalência tautológica.

EXERCÍCIOSPROPOSTOS

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102 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA

b)

p q p → q p ∨ q (p ∨ q) ↔ q (p → q) ↔ ((p ∨ q) ↔ q)

V V V V V V

V F F V F V

F V V V V V

F F V F V V

É uma equivalência tautológica.

c)

p q r p → q (p → q) → r q → p (q → p) → r ((p → q) → r) ↔ ((q → p) → r)

V V V V V V V V

V V F V F V F V

V F V F V V V V

V F F F V V F F

F V V V V F V V

F V F V F F V F

F F V V V V V V

F F F V F V F V

Não é uma equivalência tautológica.

d)

p q p → q p ∧ q p → (p ∧ q) (p → q) ↔ (p → (p ∧ q))

V V V V V V

V F F F F V

F V V F V V

F F V F V V

É uma equivalência tautológica.

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SOLUÇÕES PARA OS EXERCÍCIOS PROPOSTOS 103

2. a)

p q r q → r p → (q → r) p∨r q∨r (p∨r) → (q∨r) (p → (q → r)) → ((p∨r) → (q∨r))

V V V V V V V V V

V V F F F V V V V

V F V V V V V V V

V F F V V V F F F

F V V V V V V V V

F V F F V F V V V

F F V V V V V V V

F F F V V F F V V

Não é uma implicação tautológica.

b)

p q ¬q p ∧ q p → ¬q (p ∧ q) → (p → ¬q)

V V F V F F

V F V F V V

F V F F V V

F F V F V V

Não é uma implicação tautológica.

c)

p q r p → q p ∧ r q → r p ∧ r → (q→ r) (p→ q) → ((p ∧ r) → (q→ r))

V V V V V V V V

V V F V F F V V

V F V F V V V V

V F F F F V V V

F V V V F V V V

F V F V F F V V

F F V V F V V V

F F F V F V V V

É uma implicação tautológica.

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104 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA

d)

p q r p → q q ∨ r p → q ∨ r (p → q) → (p → (q ∨ r))

V V V V V V V

V V F V V V V

V F V F V V V

V F F F F F V

F V V V V V V

F V F V V V V

F F V V V V V

F F F V F V V

É uma implicação tautológica.

e)

p q r ¬p ¬q ¬r p→¬q ¬r∨q (¬r∨q)∧r (p→¬q)∧(¬r∨q)∧r ((p→¬q)∧(¬r∨q)∧r)→¬p

V V V F F F F V V F V

V V F F F V F V F F V

V F V F V F V F F F V

V F F F V V V V F F V

F V V V F F V V V V V

F V F V F V V V F F V

F F V V V F V F F F V

F F F V V V V V F F V

É uma implicação tautológica.

f)

p q p ∧ q p ∨ q (p ∧ q) → (p ∨ q)

V V V V V

V F F V V

F V F V V

F F F F V

É uma implicação tautológica.

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SOLUÇÕES PARA OS EXERCÍCIOS PROPOSTOS 105

g)

p q r p ∨ q p ∧ r ¬ (p ∧ r) (p ∨ q) → (¬(p ∧ r))

V V V V V F F

V V F V F V V

V F V V V F F

V F F V F V V

F V V V F V V

F V F V F V V

F F V F F V V

F F F F F V V

Não é uma implicação tautológica.

h)

p q ¬q ¬q ∨ p q → p (¬q ∨ p) → (q → p)

V V F V V V

V F V V V V

F V F F F V

F F V V V V

É uma implicação tautológica.

i)

p q ¬q ¬q ∨ p (¬q ∨ p) → q ((¬q ∨ p) → q) → p

V V F V V V

V F V V F V

F V F F V F

F F V V F V

Não é uma implicação tautológica.

3. a)

p q p ∧ q p → (p ∧ q)

V V V V

V F F F

F V F V

F F F V

Não é uma implicação tautológica.

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106 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA

b)

p q p ∨ q (p ∨ q) → p

V V V V

V F V V

F V V F

F F F V

Não é uma implicação tautológica.

c)

p q ¬p ¬q p → q (p → q) ∧ ¬p ((p → q) ∧ ¬p) → ¬q

V V F F V F V

V F F V F F V

F V V F V V F

F F V V V V V

Não é uma implicação tautológica.

d)

p q p → q q → (p → q)

V V V V

V F F V

F V V V

F F V V

É uma implicação tautológica.

4.

p q p → q p ∨ q (p ∨ q) ↔ q (p → q) ↔ (p ∨ q ↔ q)

V V V V V V

V F F V F V

F V V V V V

F F V F V V

É uma equivalência tautológica.

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SOLUÇÕES PARA OS EXERCÍCIOS PROPOSTOS 107

5. a)

p q p → q ¬p ¬q ¬q → ¬p (p → q) ↔ (¬q → ¬p)

V V V F F V V

V F F F V F V

F V V V F V V

F F V V V V V

É uma equivalência tautológica.

b)

p q p ∧ q p ∨ (p ∧ q) p ↔ (p ∨ (p ∧ q))

V V V V V

V F F V V

F V F F V

F F F F V

É uma equivalência tautológica.

c)

p q r q→p p→(q→p) p→q r→r (p→q)→(r→r) (p→(q→p))↔((p→q)→(r→r))

V V V V V V V V V

V V F V V V V V V

V F V V V F V V V

V F F V V F V V V

F V V F V V V V V

F V F F V V V V V

F F V V V V V V V

F F F V V V V V V

É uma equivalência tautológica.

d)

p q p → q ¬p ¬p ∨ q (p → q) ↔ (¬p ∨ q)

V V V F V V

V F F F F V

F V V V V V

F F V V V V

É uma equivalência tautológica.

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108 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA

1. a) C = O avião tivesse caído.

R = (O avião) teria feito contato por rádio.

1. ¬C → R

2. ¬R

3. ∴ C b) D = Alberto será despedido.

T = Alberto será transferido para outro departamento.

1. D ∨ T

2. ¬T

3. ∴ D

c) E = A regra existe.

U = (A regra) deve ser usada.

1. E → U

2. E

3. ∴ U

d) I = Os impostos aumentarem.

D = Haverá menos circulação de dinheiro.

V = As vendas no comércio cairão.

A = A arrecadação de impostos diminuirá.

1. I → D 2. D → V

3. V → A

4. I

5. ∴ A

e) P = A empresa será privatizada.

D = A empresa for deficitária.

O = A empresa atinge os seus objetivos sociais. 1. P ↔ D ∨ ¬O

2. ¬D ∧ O

3. ∴ ¬P

f) V = Vendem mais.

F = Estão sempre fresquinhos.

1. V → F

2. F → V

3. ∴ V ↔ F

EXERCÍCIOSPROPOSTOS

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SOLUÇÕES PARA OS EXERCÍCIOS PROPOSTOS 109

g) A= Alfredo é adolescente.

T = (Alfredo) está na terceira idade.

1. A ∨ T

2. ¬A

3. ∴ Th) C = Bárbara está fora de casa.

T = (Bárbara está) atendendo ao telefone.

S = (Bárbara) foi ao supermercado.

D = (Bárbara) está comprando doces.

1. C ∨ T

2. C → S

3. C → D

4. ∴ S ∨ D

i) I = Todos os impostos devidos fossem pagos.

C = Haveria superávit nas contas governamentais.

A = Seria necessário aumentar os impostos dos trabalhadores.

1. I → C

2. C → ¬A

3. A

4. ∴ ¬I

j) A = Paulo aceitar que está errado.

M = (Paulo) mudar sua opinião.

C = Devemos condená-lo (Paulo).

T = (Paulo) será acusado de traição.

1. A ∧ ¬M → C

2. M → T

3. M ∨ ¬M

4. ∴ C ∨ T

k) L = As Leis são boas.

R = O seu cumprimento é rigoroso.

C = O índice de criminalidade diminuirá.

P = O problema é a corrupção.

1. L ∧ R → C

2. (R → C) → P

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110 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA

3. L

4. ∴ P

l) C = Alice casar.

H = Bete será dama de honra.

M = Carolina será madrinha. D = Haverá uma discussão na cerimônia de casamento.

1. C → H ∧ M

2. H ∧ M → D

3. ∴ C → D

m) E = Deus existe.

M = A morte é o fim.

V = Há outra vida.

1. E → ¬M

2. ¬M → V

3. ∴ E → V

n) G = Pedro ganhou dinheiro.

T = (Pedro) comprará um tênis.

R = (Pedro) comprará um relógio.

1. G → T ∨ R

2. ¬R

3. ∴ ¬T → ¬G

1. a)

A B A ∨ B ¬B (A ∨ B) ∧ ¬B (A ∨ B) ∧ ¬B → A

V V V F F V

V F V V V V

F V V F F V

F F F V F V

O argumento é válido.

EXERCÍCIOSPROPOSTOS

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SOLUÇÕES PARA OS EXERCÍCIOS PROPOSTOS 111

b)

A B C A→B B→C (A→B)∧(B→C) ¬C ¬A ¬C→¬A (A→B)∧(B→C)→(¬C→¬A)

V V V V V V F F V V

V V F V F F V F F V

V F V F V F F F V V

V F F F V F V F F V

F V V V V V F V V V

F V F V F F V V V V

F F V V V V F V V V

F F F V V V V V V V

O argumento é válido.

2. a) 6. A → C 1.2. S.H.

7. C ∨ E 3.4.6. D.C.

b) 4. A 1. SIM

5. A ∨ C 4. ADI

6. D 2.5. M.P. 7. A ∧ D 4.6. CON

c) 7. A → C 1.2. S.H.

8. A → D 3.7. S.H.

9. ¬A 4.8. M.T.

10. E 5.9. S.D.

d) 4. B ∨ A 2. ADI

5. A ∨ B 4. COM

6. C ∧ (E ∧ D) 1. 5. M.P. 7. (C ∧ E) ∧ D 6. ASS

8. C ∧ E 7. SIM

e) 4. A 1. SIM

5. A ∨ C 4. ADI

6. D 2.5. M.P.

7. A ∧ D 4. 6. CON

f) 6. W → (W ∧ X) 1. ABS

7. W → Y 3.6. S.H.

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112 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA

8. Z ∨ X 2.7. M.P.

9. X 4.8. S.D.

g) 6. E → G 2.3. S.H.

7. A → B 1. SIM

8. ¬A ∨ ¬E 4.6.7. D.D.

h) 4. C ∨ D 1. SIM

5. D 2.4. S.D.

3. a) N = O chefe notou a mudança.

A = (O chefe) aprovou-a (a mudança).

1. ¬N ∨ A

2. N

3. ∴ A

4. ¬¬N 2. D.N. 5. A 1.4. S.D.

b) V = O papel de tornassol ficar vermelho.

A = A solução é ácida.

1. V → A

2. V

3. ∴ A

4. A 1.2. M.P.

c) B = O Botafogo ganha. S = O Santos ganha.

P = O Palmeiras perde.

G = O Guarani perde.

1. B ∨ S → P ∧ G

2. S

3. ∴ G

4. S

∨ B 2. ADI 5. B ∨ S 4. COM

6. P ∧ G 1.5. M.P.

7. G 6. SIM

d) G = Pedro ganhou dinheiro.

T = (Pedro) comprará um tênis.

R = (Pedro) comprará um relógio.

1. G → T ∨ R

2. ¬R

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SOLUÇÕES PARA OS EXERCÍCIOS PROPOSTOS 113

3. ∴ ¬T → ¬G

4. ¬G ∨ (T ∨ R) 1. I.M.

5. (¬G ∨ T) ∨ R 4. ASS

6. ¬G ∨ T 2.5. S.D.

7. G → T 6. I.M.

8. ¬T → ¬G 7. TRA

e) L = Luís comprar um carro.

C = Carlos também comprará (um carro).

M = Maria tirará a Carteira de Habilitação.

G = Glória tirará a Carteira de Habilitação.

J = João sofrerá um acidente automobilístico.

D = Donizete será contratado como motorista.

1. L → C 2. C → M ∨ G

3. M ∨ G → J

4. (L → J) → D

5. ∴ D

6. L → M ∨ G 1.2. S.H.

7. L → J 3.6. S.H.

8. D 4.7. M.P.

f) S = Existem subsídios do governo para as escolas. C = Há controle do governo sobre as escolas.

D = Há decadência nas escolas.

F = Há florescimento (nas escolas).

1. ¬S → C

2. C → ¬D

3. D ∨ F

4. ¬F 5. ∴ S

6. ¬S → ¬D 1.2. S.H.

7. D 3.4. S.D.

8. ¬¬D 7. D.N.

9. ¬¬S 6.8. M.T.

10. S 9. D.N.

g) U = Napoleão usurpou o poder que legitimamente não lhe cabia.

C = (Napoleão) deve ser condenado.

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114 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA

L = Napoleão foi um monarca legítimo.

1. U → C

2. L ∨ U

3. ¬L

4. ∴ C

5. U 2.3. S.D.

6. C 1.5. M.P.

h) C = O oxigênio combinou-se com o filamento.

F = Formou-se um ácido.

E = (O oxigênio) evaporou completamente.

1. (C ∧ F) ∨ E

2. ¬E

3. ∴ C ∧ F 4. C ∧ F 1.2. S.D.

i) E = Eu estudo.

A = Sou aprovado em Lógica Matemática.

V = Jogo vôlei.

1. E → A

2. ¬V → E

3. ¬A

4. ∴ V 5. ¬E 1.3. M.T.

6. ¬¬V 2.5. M.T.

7. V 6. D.N.

j) S = Sônia ganha.

A = Alfredo ganha.

M = Maria perde.

B = Bete perde. 1. S ∨ A → M ∧ B

2. S

3. ∴ B

4. S ∨ A 2. ADI

5. M ∧ B 1.4. M.P.

6. B 5. SIM

k) C = Continuar chovendo.

A = A cidade ficará alagada.

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SOLUÇÕES PARA OS EXERCÍCIOS PROPOSTOS 115

H = Haverá congestionamento.

P = O culpado é o prefeito.

1. C → A

2. C ∧ A → H

3. H → P

4. ∴ C → P

5. C → C ∧ A 1. ABS

6. C → H 2.5. S.H.

7. C → P 3.6. S.H.

l) A = O gerente do banco tivesse acionado o alarme.

T = O cofre se trancaria.

P = A polícia chegaria a tempo de prender os assaltantes.

1. A → T ∧ P 2. ¬P

3. ∴ ¬A

4. ¬A ∨ (T ∧ P) 1. I.M.

5. (¬A ∨ T) ∧ (¬A ∨ P) 4. DIS

6. ¬A ∨ P 5. SIM

7. ¬A 2.6. S.D.

4. a) 4. D → (E → F) 1. EXP

5. D → G 2.4. S.H.b) 4. Q → P 1.2. M.P.

5. (P → Q) ∧ (Q → P) 1.4. CON

6. P ↔ Q 5. E.M.

c) 5. C → A 2.3. S.H.

6. A 1.5. M.P.

d) 5. B → C 1.2. M.P.

6. C 3.5. M.P.e) 4. B ∧ C 1.2. M.P.

5. B 4. SIM

6. A ∧ B 2.5. CON

f) 3. A ∨ B 1. ADI

4. A ∨ C 1. ADI

5. (A ∨ B) ∧ (A ∨ C) 3.4. CON

g) 5. A 2. D.N.

6. A ∧ B 3.5. CON

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116 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA

7. C ∧ D 1.6. M.P.

8. D 7. SIM

h) 5. C ∨ C 1.2.3. D.C.

6. C 5. IND

i) 4. A 1. IND

5. B ∧ C 2.4. M.P.

6. C 5. SIM

j) 4. (A → B) ∧ (B → A) 1. E.M.

5. (B → C) ∧ (C → B) 2. E.M.

6. A → B 4. SIM

7. B → C 5. SIM

8. A → C 6.7. S.H.

9. C → B 5. SIM 10. B → A 4. SIM

11. C → A 9.10. S.H.

12. (A → C) ∧ (C → A) 8.11. CON

13. A ↔ C 12. E.M.

k) 4. ¬¬B → ¬C 2. TRA

5. B → ¬C 4. D.N.

6. A → ¬C 1.5. S.H.

l) 4. I ∨ H 2. ADI 5. H ∨ I 4. COM

6. J ∧ (K ∧ L) 1.5. M.P.

7. (J ∧ K) ∧ L 6. ASS

8. J ∧ K 7. SIM

m) 4. ¬ O ∨ ¬P 2. ADI

5. ¬(O ∧ P) 4. MOR

6. ¬

(M∨

N) 1.5. M.T. 7. ¬M ∧ ¬N 6. MOR

8. ¬M 7. SIM

n) 4. (F → S ∨ D) ∧ (S ∨ D → F) 1. E.M.

5. S ∨ D → F 4. SIM

6. S ∨ D 2. ADI

7. F 5.6. M.P.

o) 5. Z ∨ X 1.2. M.P.

6. X 3.5. S.D.

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SOLUÇÕES PARA OS EXERCÍCIOS PROPOSTOS 117

p) 5. ¬A 1. SIM

6. C 2.5. S.D.

7. B 1. SIM

8. C ∧ B 6.7. CON

9. M ∧ N 3.8. M.P.

10. M 9. SIM

q) 4. A 1. SIM

5. A ∨ C 4. ADI

6. D 2.5. M.P.

7. A ∧ D 4.6. CON

r) 3. ¬¬Q ∨ (P ∧ Q) 1. I.M.

4. Q ∨ (P ∧ Q) 3. D.N.

5. (Q ∨ P) ∧ (Q ∨ Q) 4. DIS 6. Q ∨ P 5. SIM

7. P ∨ Q 6. COM

8. ¬(¬P) ∨ Q 7. D.N.

9. ¬P → Q 8. I.M.

5. a) 3. ¬P 2. T.D.

4. ¬P ∨ ¬Q 3. ADI

5. ¬(P ∧ Q) 4. MOR

6. ¬¬Q 1.5. M.T. 7. Q 6. D.N.

8. ¬P → Q 3.7. T.D.

b) 4. A 3. T.D.

5. B → C 1.4. M.P.

6. C 2.5. M.P.

7. A → C 4.6. T.D.

c) 4. D 3. T.D. 5. ¬(D ∧ E) ∨ F 1. I.M.

6. (¬D ∨ ¬E) ∨ F 5. MOR

7. ¬D ∨ (¬E ∨ F) 6. ASS

8. ¬(¬D) 4. D.N.

9. ¬E ∨ F 7.8. S.D.

10. E → F 9. I.M.

11. G 2.10. M.P.

12. D → G 4.11. T.D.

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118 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA

d) 4. A 3. T.D.

5. B 1.5. M.P.

6. ¬¬B → ¬C 2. TRA

7. B → ¬C 6. D.N.

8. ¬C 5.7. M.P.

9. A → ¬C 4.8. T.D.

e) 4. C 3. T.D.

5. H ∧ M 1.4. M.P.

6. D 2.5. M.P.

7. C → D 4.6. T.D.

f) 4. ¬T 3. T.D.

5. ¬G ∨ (T ∨ R) 1. I.M.

6. (¬G ∨ T) ∨ R 5. ASS 7. ¬G ∨ T 6.2. S.D.

8. ¬G 4.7. S.D.

9. ¬T → ¬G 4.8. T.D.

g) 4. ¬A 3. T.D.

5. ¬C 2. SIM

6. ¬A → ¬C 4.5. T.D.

h) 4. ¬A 3. T.D.

5. ¬A → ¬E 1. TRA 6. ¬E 4.5. M.P.

7. (E → ¬D) ∧ (¬D → E) 2. E.M.

8. ¬D → E 7. SIM

9. ¬E → ¬¬D 8. TRA

10.¬E → D 9. D.N.

11. D 6.10. M.P.

12.¬

A→

D 4.11. T.D.i) 3. ¬Q 2. T.D.

4. ¬Q → ¬P 1. TRA

5. ¬P 3.4. M.P.

6. ¬Q → ¬P 3.5. T.D.

j) 4. P 3. T.D.

5. Q 1.4. M.P.

6. R 2.5. M.P.

7. P → R 4.6. T.D.

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SOLUÇÕES PARA OS EXERCÍCIOS PROPOSTOS 119

6. a) 3. ¬(¬(P ∧ Q)) 2. R.A.

4. P ∧ Q 3. D.N.

5. ¬(P ∧ Q) 1. MOR

6 ¬(P ∧ Q) ∧ (P ∧ Q) 4.5. COM

7. ¬(P ∧ Q) 6. R.A.

b) 3. ¬(¬P ∨ Q) 2. R.A.

4. ¬¬P ∧ ¬Q 3. MOR

5. P ∧ ¬Q 4. D.N.

6. P 5. SIM

7. ¬Q 5. SIM

8. Q 1.6. M.P.

9. Q ∧ ¬Q 7.8. CON

10.¬P ∨ Q 9. R.A.c) 3. ¬¬(P → Q) 2. R.A.

4. P → Q 3. D.N.

5. P 1. SIM

6. ¬Q 1. SIM

7. Q 4.5. M.P.

8. ¬Q ∧ Q 6.7. CON

9. ¬(P → Q) 8. R.A.

d) 3. ¬(¬Q → ¬P) 2. R.A. 4. ¬Q → ¬P 1. TRA

5 ¬(¬Q → ¬P) ∧ (¬Q → ¬P) 3.4. CON

6. ¬P → Q 5. R.A.

e) 4. ¬Q 3. R.A.

5. Q 1.2. S.D.

6. ¬Q ∧ Q 4.5. CON

7. Q 6. R.A.f) 4. ¬(P → R) 3. R.A.

5. P → R 1.2. S.H.

6. ¬(P → R) ∧ (P → R) 4.5. CON

7. P → R 6. R.A.

g) 4. ¬¬P 3. D.N.

5. ¬P 1.2. M.T.

6. ¬¬P ∧ ¬P 4.5. CON

7. ¬P 6. R.A.

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120 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA

h) 4. ¬Q 3. R.A.

5. Q 1.2. M.P.

6. ¬Q ∧ Q 4.5. CON

7. Q 6. R.A.

1. a) 1. A (F) → B (V/F) (V)

2. B (V/F) → C (V) (V)

3. ∴ C (V) → A (F) (F)

b) 1. ¬A (F) ∨ B (F) (V)

2. ¬(C (F) ∧ ¬D (F) (V)

3. ¬B (F) ∧ ¬C (F) (V)

4. ∴ ¬A (F) → D (F) (F)

c) 1. ¬A (F) ∨ B (F) (V) 2. ¬C (F) ∨ D (V) (V)

3. A (F) ∨ D (V) (V)

4. ∴ B (F) ∨ C (F) (F)

d) 1. ¬(A (V) → B (F)) (V)

2. (¬A (V) ∧ ¬B (F)) → (C (F) ∧ D (F)) (V)

3. D (F) → C (F) (V)

4. ∴ C (F) (F)

e) 1. A (V) → (B (F) ∨ C (V)) (V)

2. B (F) → (D (F) ∨ E (F)) (V)

3. ¬(F (F) ∨ D (F)) (V)

4. E (F) → F (F) (V)

5. ∴ ¬A (V) (F)

f) 1. C (F) ↔ (A (F) ∨ B (F)) (V)

2. A (F) ↔ (B (F) ∨ C (F)) (V)

3. B (F) ↔ (C (F) ∨ A (F)) (V) 4. ¬A (F) (V)

5. ∴ (B (F) ∨ C (F)) (F)

g) 1. ¬A (F) → B (V) ∧ C (V) (V)

2. ¬B (V) → B (V) ∨ E (F) (V)

3. ¬(F (F) ∨ ¬D (V)) (V)

4. E (F) → F (F) (V)

5. ∴ A (F) (F)

h) 1. A (V) → (B (V) ∨ C (V)) (V)

EXERCÍCIOSPROPOSTOS

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SOLUÇÕES PARA OS EXERCÍCIOS PROPOSTOS 121

2. D (F) → (E (V) ∨ F (F)) (V)

3. ¬B (V) → (F (F) ∨ E (V)) (V)

4. (F (F) → D (F)) ∧ (¬E (V) → D (F)) (V)

5. ∴ A (V) → (D (F) ∨ F (F)) (F)

i) 1. A (V) → B (V) ∨ C (V) (V)

2. B (V) → C (V) (V)

3. E (V) ∨ D (V) (V)

4. E (V) → C (V) (V)

5. ∴ ¬A (V) (F)

2. a)

L = A luz está acesa.

E = Há energia elétrica.

G = A geladeira está funcionando.

1. L (F) → E (V/F) (V) 2. E (V/F) → G (V) (V)

3. ∴ G (V) → L (F) (F)

b) M = Este objeto é de metal.

C = (Este objeto) conduz eletricidade.

1. M (F) → C (V) (V)

2. C (V) (V)

3. ∴ M (F) (F)

c) P = Fernando é político. D = (Fernando) é desonesto.

1. P (F) → D (V) (V)

2. ¬P (F) (V)

3. ∴ ¬D (V) (F)

d) P = Pedro mantiver a palavra.

E = As mercadorias serão entregues.

B = (As mercadorias) estão em bom estado. 1. P (V) → E (V) ∨ B (F) (V)

2. E (V) ∧ ¬B (F) (V)

3. ∴ ¬P (V) (F)

e) B = (Antônio) tivesse casado com mulher bonita.

C = Antônio teria ciúmes.

F = (Antônio) tivesse casado com mulher feia.

I = Antônio seria infeliz.

O = (Antônio) estaria desgostoso. 1. B (F) → C (F) (V)

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122 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA

2. F (F) → D (F) (V)

3. C (F) ∨ D (F) → I (F) (V)

4. ¬I (F) (V)

5. ∴ B (F) (F)

f) C = Meu cliente é culpado.

A = A arma estava no quarto.

J = João viu a arma.

B = O cr ime aconteceu no banheiro.

1. C (V) → A (V) (V)

2. A (V) ∨ J (F) (V)

3. A (V) → ¬ J (F) (V)

4. A (V) ∧ B (V) (V)

5. ∴ ¬C (V) (F)g) A = Você tem aquário em casa.

C = (Você) gosta de crianças.

F = (Você) tem filhos.

S = (Você) gosta do sexo oposto.

H = (Você) é heterossexual.

1. A (F) → C (V) (V)

2. C (V) → F (V) (V)

3. F (V) → S (V) (V)

4. S (V) → H (V) (V)

5. ∴ ¬A (F) → ¬H (V) (F)

h) R = (Eu) fizer a revisão em meu carro.

N = (Eu) vou passar férias no Nordeste.

P = (Eu) passarei pela casa de meus pais.

1. R (F) → N (F) (V)

2. N (F)

→ P (F) (V)

3. P (F) → ¬N (F) (V)

4. ∴ N (F) ∨ P (F) (F)

i) C = Carlos comprar um carro.

I = (Carlos) instalará um aparelho para CDs.

N = (Carlos) comprará novos CDs.

G = (Carlos) tem dinheiro para colocar gasolina no seu carro.

1. C (F) → I (F) (V)

2. I (F) → N (F) (V)

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SOLUÇÕES PARA OS EXERCÍCIOS PROPOSTOS 123

3. N (F) → ¬G (V) (V)

4. ∴ G (V) → C (F) (F)

1. a) 1. M → (V ↔ P)

2. P ∧ V 3. ¬M

|

4. P 2.RCJ

|

5. V 2.RCJ

6. ¬M (V ↔ P) 1.RCD

| | 7. V ¬V 6.RBC

| |

8. P ¬P 6.RBC

F(4,8)

A f orma de argumento é inválida.

b) 1. F ∧ S → I

2. Z ∨ G3. ¬I

4. G

5. F ∧ Z

6. ¬S

|

7. F 5.RCJ

|

8. Z 5.RCJ

9. Z G 2.RDJ

10. ¬(F ∧ S) I 1.RCD

11. ¬F ¬S

F(7,11)A forma de argumento é inválida.

EXERCÍCIOSPROPOSTOS

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124 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA

c) 1. C → M

2. C

3. ¬M

4. ¬C M 1.RCD F(2,4) F(3,4)

A forma de argumento é válida.

d) 1. P → (B ∧ ¬C → A)

2. P → B

3. ¬(P → A ∨ C)

|

4. P 3.NRCD

|

5. ¬(A ∨ C) 3.NRCD

|

6. ¬A 5.NRDJ

|

7. ¬C 5.NRDJ

8. ¬P B 2.RCD F(4,8)

9. ¬P (B ∧ ¬C → A) 1.RCD

F(4,8)

10. ¬(B ∧ ¬C) A 9.RCD

F(6,10)

11. ¬B ¬¬C 10.NRCJ

F(2,11) |12. C 11.RDN

F(7,12)

A forma de argumento é válida.

e) 1. A → B

2. ¬B → C

3. ¬(A ∨ ¬C → B)

|

4. (A ∨ ¬C) 3.NRCD

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SOLUÇÕES PARA OS EXERCÍCIOS PROPOSTOS 125

|

5. ¬B 3.NRCD

6. A B 1.RCD

F(5,6)7. ¬A ¬C 4.RDJ

F(6,7)

8. ¬¬B C 2.RDC

| F(7,8)

9. B 8.RDN

F(5,9)

A forma de argumento é válida.

f) 1. B → L

2. ¬B

3. ¬¬L

|

4. L 3.RDN

5. ¬B L 1.RCD

A forma de argumento é inválida.

g) 1. B → L

2. ¬L

3. ¬¬B

|

4. B 3.RDN

5. ¬B L 1.RDC F(4,5) F(2,5)

A forma de argumento é válida.

h) 1. E ∧ I → ¬A

2. ¬E

3. ¬(A →¬I)

|

4. A 3.NRDC |

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126 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA

5. ¬¬I 3.NRDC

|

6. I 5.RDN

7. ¬ (E ∧ I) ¬A 1.RCD F(4,7)

8. ¬E ¬I 7.NRCJ

F(6,8)

A forma de argumento é inválida.

1. a) ∀x (Cx → Mx)

b) ∃x (Cx ∧ Ax) c) ¬∀x (Cx → Tx)

d) ∀x (Ex → Ax)

e) ¬∃x (Ax ∧ ¬Px)

f) ¬∃x (Px ∧ ¬Cx)

g) ∀x (Jx → Tx)

h) ∀x (Mx ∧ Ax → Dx)

i) ∀x ((Ax ∨ Tx → Fx) ↔ ¬Ex)

j) ∃x ((Hx ∧ Ix) ∧ Tx)

k) ∀x ((Hx ∧ Ix) → Tx)

l) ¬∀x (Rx → Ox)

m) ∀x (Sx → Ix ∨ Cx)

n) ∃x (Ex ∧ (Ix ∨ Mx)

o) ∀x (Px → Cx)

p) ¬∃x (Sx)

q) ∃x (Sx)

r) ∃x (Jx ∧ Hx)

s) ∀x (Mx → Ox)

t) ∀x (Px → Dx)

u) S ∧ ∀x (Ex → Px)

v) ∀x (Cx → Ax) ∧ ∃x (Cx ∧ ¬Sx)

x) ∃x (Fx ∧ Ex) → Le

EXERCÍCIOSPROPOSTOS

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SOLUÇÕES PARA OS EXERCÍCIOS PROPOSTOS 127

1. a) ¬∀x (Ax → Bx)

∃x ~(Ax → Bx) EQV

∃x ¬(¬Ax ∨ Bx) I.M.

∃x (¬¬Ax ∧ ¬Bx) MOR

∃x (Ax ∧ ¬Bx) D.N.

b) ¬∀x (Cx → ¬Dx)

∃x ¬(Cx → ¬Dx) EQV

∃x ¬(¬Cx ∨ ¬Dx) I.M.

∃x (¬¬Cx ∧ ¬¬Dx) MOR

∃x (Cx ∧ Dx) D.N.

c) ¬∃x ¬(Ox ∨ ¬Px)

∀x ¬¬ (Ox ∨ ¬Px) EQV.

∀x (Ox ∨ ¬Px) D.N. ∀x (¬Px ∨ Ox) COM

∀x (Px → Ox) I.M.

d) ¬∃x (Px ∧ ¬Ax)

∀x ¬(Px ∧ ¬Ax) EQV.

∀x (¬Px ∨ ¬¬Ax) MOR

∀x (¬Px ∨ Ax) D.N.

∀x (Px → Ax) I.M.

e) ¬∃x (Ax ∧ (Bx → ¬Cx)) ∀x ¬(Ax ∧ (Bx → ¬Cx)) EQV.

∀x (¬Ax ∨ ¬(Bx → ¬Cx)) MOR

∀x (¬Ax ∨ ¬(¬Bx ∨ ¬Cx)) I.M.

∀x (¬Ax ∨ (¬¬Bx ∧ ¬¬Cx)) MOR

∀x (¬Ax ∨ (Bx ∧ Cx)) D.N.

∀x (Ax → (Bx ∧ Cx)) I.M.

f) ¬∀x (¬Ax → (Bx ∧ Cx))

∃x ¬(¬Ax → (Bx ∧ Cx)) EQV.

∃x ¬(¬¬Ax ∨ (Bx ∧ Cx)) I.M.

∃x ¬(Ax ∨ (Bx ∧ Cx)) D.N.

∃x (¬Ax ∧ ¬(Bx ∧ Cx)) MOR

∃x (¬Ax ∧ (¬Bx ∨ ¬Cx)) MOR

∃x (¬Ax ∧ (Bx → ¬Cx)) I.M.

2. a) (V)

b) (F) c) (V)

EXERCÍCIOSPROPOSTOS

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128 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA

d) (V)

3. a) (F)

b) (V)

c) (V)

d) (F)

e) (V)

4. a) ¬∀x (Cx → Tx) Linguagem natural.

∃x ¬(Cx → Tx) EQV.

∃x ¬(¬Cx ∨ Tx) I.M.

∃x (¬¬Cx ∧ ¬Tx) MOR

∃x (Cx ∧ ¬Tx) D.N.

Existem cães que não são treinados. Linguagem natural.

b) ¬∀x (Rx → Bx)∃x ¬(Rx → Bx) EQV.

∃x ¬(¬Rx ∨ Bx) I.M.

∃x (¬¬Rx ∧ ¬Bx) MOR

∃x (Rx ∧ ¬Bx) D.N.

Existem recém-nascidos que não são bonitos.

c) ¬∃x (Ax ∧ ¬Px) Linguagem natural.

∀x ¬(Ax ∧ ¬Px) EQV.

∀x (¬Ax ∨ ¬¬Px) MOR

∀x (¬Ax ∨ Px) D.N.

∀x (Ax → Px) I.M.

Todas as aves têm penas. Linguagem natural.

d) ¬∃x (Px ∧ ¬Cx)

∀x ¬(Px ∧ ¬Cx) EQV.

∀x (¬Px ∨ ¬¬Cx) MOR

∀x (¬Px ∨ Cx) D.N. ∀x (Px → Cx) I.M.

Todos os políticos são corruptos. Linguagem natural.

e) ¬∀x (Rx → Ox)

∃x ¬(Rx → Ox) EQV.

∃x ¬(¬Rx ∨ Ox) I.M.

∃x (¬¬Rx ∧ ¬Ox) MOR

∃x (Rx ∧ ¬Ox) D.N.

Existe algo que reluz e não é de ouro. Linguagem natural.

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SOLUÇÕES PARA OS EXERCÍCIOS PROPOSTOS 129

f) ¬∃x (Sx)

∀x (¬Sx) EQV.

Todos não sobreviveram ao desastre.

a) 1. ∀x (Ix → Fx) 2. ∀x (Cx → ¬Fx)

3. ¬∃x (Ix ∧ Cx)

3. ∀x ¬(Ix ∧ Cx) EQV.

3. ∀x (¬Ix ∨ ¬Cx) MOR

3. ∀x (Ix → ¬Cx) I.M.

4. Ic → Fc 1. E.U.

5. Cc → ¬Fc 2. E.U.

6. ¬¬Fc → ¬Cc 5. TRA

7. Fc → ¬Cc 6. D.N.

8. Ic → ¬Cc 4.7. S.H.

9. ∀x (Ix → ¬Cx) 7. G.U.

b) 1. ∀x (Ax → Rx)

2. ¬∃x (Mx ∧ Rx)

2. ∀x ¬(Mx ∧ Rx) EQV

2. ∀

x (¬Mx ∨ ¬Rx) MOR 2. ∀x (Mx → ¬Rx) I.M.

3. ¬∃x (Ax ∧ Mx)

3. ∀x ¬(Ax ∧ Mx) EQV

3. ∀x (¬Ax ∨ ¬Mx) MOR

3. ∀x (Ax → ¬Mx) I.M.

4. Ac → Rc 1.E.U.

5. Mc → ¬Rc 2.E.U.

6. ¬¬Rc → ¬Mc 5.TRA 7. Rc → ¬Mc 6.D.N.

8. Ac → ¬Mc 4.7.S.H.

9. ∀x (Ax → ¬Mx) 8.G.U.

c) 1. ¬∃x (Jx ∧ Fx)

1. ∀x ¬(Jx ∧ Fx) EQV

1. ∀x (¬ Jx ∨ ¬Fx) MOR

1. ∀x (Jx → ¬Fx) I.M.

2. ∃x (Ix ∧ Fx)

EXERCÍCIOSPROPOSTOS

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130 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA

3. ∴∃x (Ix ∧ ¬ Jx)

4. Ic ∧ Fc 2.E.E.

5. Jc → ¬Fc 1.E.U.

6. Ic 4.SIM

7. Fc 4.SIM

8. ¬(¬Fc) 7.D.N.

9. ¬ Jc 5.8.M.T.

10. Ic ∧ ¬ Jc 6.9.CON

11.∃x (Ix ∧ ¬ Jx) 10.G.E.

d) 1. ∀x (Jx → Ax)

2. ∃x (Fx ∧ Jx)

3. ∴∃x (Fx ∧ Ax)

4. Fc ∧ Jc 2.E.E. 5. Jc → Ac 1.E.U.

6. Fc 4.SIM

7. Jc 4.SIM

8. Ac 5.7.M.P.

9. Fc ∧ Ac 6.8.CON

10.∃x (Fx ∧ Ax) 9.G.E.

e) 1. ¬∃x (Cx ∧ Ax)

1. ∀x ¬(Cx ∧ Ax) EQV 1. ∀x (¬Cx ∨ ¬Ax) MOR

1 ∀x (Cx → ¬Ax) I.M.

2. Ac

3. ∴ ¬Cc

4. Cc → ¬Ac 1. E.U.

5. ¬(¬Ac) 2. D.N.

6. ¬Cc 4.5. M.T.f) 1. ¬∃x (Mx ∧ Fx)

1. ∀x ¬(Mx ∧ Fx) EQV

1. ∀x (¬Mx ∨ ¬Fx) MOR

1. ∀x (Mx → ¬Fx) I.M.

2. ∃x (Mx ∧ ¬Rx)

3. ¬∃x (Rx ∧ Fx)

3. ∀x ¬(Rx ∧ Fx) EQV

3. ∀x (¬Rx ∨ ¬Fx) MOR

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SOLUÇÕES PARA OS EXERCÍCIOS PROPOSTOS 131

3. ∀x (Rx → ¬Fx) I.M.

4. Mc ∧ ¬Rc 2. E.E.

5. Mc → ¬Fc 1. E.U.

6. Mc 4. SIM

7. ¬Rc 4. SIM

8. ¬Rc ∨ ¬Fc 7. ADI

9. Rc → ¬Fc 8. I.M.

10.∀x (Rx → ¬Fx) 9. G.U.

g) 1. ¬∃x (Ax ∧ Tx)

1. ∀x ¬(Ax ∧ Tx) EQV

1. ∀x (¬Ax ∨ ¬Tx) MOR

1. ∀x (Ax → ¬Tx) I.M.

2. Tc 3. ∴ ¬Ac

4. Ac → ¬Tc 1. E.U.

5. ¬(¬Tc) 2. D.N.

6. ¬Ac 4.5. M.T.

h) 1. ∀x (Cx → Mx)

2. ∃x (Px ∧ ¬Mx)

3. ∴∃x (Px ∧ ¬Cx)

4. Pc ∧ ¬Mc 2. E.E. 5. Cc → Mc 1. E. U.

6. Pc 4. SIM

7. ¬Mc 4. SIM

8. ¬Cc 5.7. M.T.

9. Pc ∧ ¬Cc 6.8. CON

10.∃x (Px ∧ ¬Cx) 9. G.E.

i) 1.∀

x (Jx → Rx) 2. ¬Rj

3. ∴ ¬ Jj

4. Jj → Rj 1. E.U.

5. ¬ Jj 2.4. M.T.

j) 1. ¬∃x (Dx ∧ Rx)

1. ∀x ¬ (Dx ∧ Rx) EQV

1. ∀x (¬Dx ∨ ¬Rx) MOR

1. ∀x (Dx → ¬Rx) I.M.

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132 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA

2. ¬∃x (Px ∧ ¬Rx)

2. ∀x ¬ (Px ∧ ¬Rx) EQV

2. ∀x (¬Px ∨ ¬¬Rx) MOR

2. ∀x (¬Px ∨ Rx) D.N.

2. ∀x (Px → Rx) I.M.

3. ∴∀x (Dx → ¬Px)

4. Dc → ¬Rc 1. E.U.

5. Pc → Rc 2. E.U.

6. ¬Rc → ¬Pc 5. TRA

7. Dc → ¬Pc 4.6. S.H.

8. ∀x (Dx → ¬Px) 7. G.U.

k) 1. ∀x (Jx → Cx)

2. ∀

x (Cx → Dx) 3. ∀x (Dx → Px)

4. Jm

5. ∴ Pm

6. Jm → Cm 1. E.U.

7. Cm → Dm 2. E.U.

8. Dm → Pm 3. E.U.

9. Cm 4.6. M.P.

10. Dm 7.9. M.P. 11. Pm 8.10. M.P.

l) 1. ¬∃x (Ex ∧ Px)

1. ∀x ¬ (Ex ∧ Px) EQV

1. ∀x (¬Ex ∨ ¬Px) MOR

1. ∀x (Ex → ¬Px) I.M.

2. ∀x (Ax → Px)

3. Aj

4. ∴ ¬Ej

5. Ej → ¬Pj 1. E.U.

6. Aj → Pj 2. E.U.

7. Pj 3.6. M.P.

8. ¬¬Pj → ¬Ej 5. TRA

9. Pj → ¬Ej 8. D.N.

10.¬Ej 7.9. M.P.

m) 1. ∀x (Sx → Mx) 2. ∃x (Sx ∧ (Mx ∧ Gx))

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SOLUÇÕES PARA OS EXERCÍCIOS PROPOSTOS 133

3. ∴∃x (Sx ∧ Gx)

4. Sc ∧ (Mc ∧ Gc) 2. E.E.

5. Sc → Mc 1. E.U.

6. Sc 4. SIM

7. (Sc ∧ Mc) ∧ Gc 4. ASS

8. Gc 7. SIM

9. Sc ∧ Gc 6.8. CON

10.∃x (Sx ∧ Gx) 9. G.E.

n) 1. ∀x (Px → Cx)

2. ¬∃x (Cx ∧ Fx)

2. ∀x ¬(Cx ∧ Fx) EQV

2. ∀x (¬Cx ∨ ¬Fx) MOR

2. ∀x (Cx → ¬Fx) I.M. 3. ∴ ¬∃x (Px ∧ Fx)

3. ∴∀x ~(Px ∧ Fx) EQV

3. ∴∀x (¬Px ∨ ¬Fx) MOR

3. ∴∀x (Px → ¬Fx) I.M.

4. Pc → Cc 1. E.U.

5. Cc → ¬Fc 2. E.U.

6. Pc → ¬Fc 4.5. S.H.

7. ∀x (Px → ¬Fx) 6. G.U.o) 1. ∀x (Ax → Rx)

2. ∃x (Px ∧ Ax)

3. ∴∃x (Px ∧ Rx)

4. Pc ∧ Ac 2. E.E.

5. Ac → Rc 1. E.U.

6. Pc 4. SIM

7. Ac 4. SIM 8. Rc 5.7. M.P.

9. Pc ∧ Rc 6.8. CON

10.∃x (Px ∧ Rx) 9. G.E.

p) 1. ∀x (Px → ¬Dx)

2. ∀x (Fx → Dx)

3. ∴∀x (Px → ¬Fx)

4. Pc → ¬Dc 1. E.U.

5. Fc → Dc 2. E.U.

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134 INTRODUÇÃO À LÓGICA MATEMÁTICA

6. ¬Dc → ¬Fc 5. TRA

7. Pc → ¬Fc 4.6. S.H.

8. ∀x (Px → ¬Fx) 7. G.U.

q) 1 ∀x (Fx → Gx)

2. ∃x (Fx)

3. ∴∃x (Gx)

4. Fc 2. E.E.

5. Fc → Gc 1. E.U.

6. Gc 4.5.M.P.

7. ∃x (Gx) 6. G.E.

r) 1. ∀x (Fx → Gx)

2. ∃x (Fx ∧ Hx)

3. ∴∃x (Gx ∧ Hx) 4. Fc ∧ Hc 2. E.E.

5. Fc → Gc 1. E.U.

6. Fc 4. SIM

7. Gc 5.6. M.P.

8. Hc 4. SIM

9. Gc ∧ Hc 7.8. CON

10.∃x (Gx ∧ Hx) 9. G.E.

s) 1. ∀x (Rx → Sx) 2. ¬Sa

3. ∴ ¬Ra

4. Ra → Sa 1. E.U.

5. ¬Ra 2.4. M.T.

t) 1. ∀x (Sx → Qx ∧ Px)

2. Sa

3.

∴Pa 4. Sa → Qa ∧ Pa 1. E.U.

5. Qa ∧ Pa 2.4. M.P.

6. Pa 5. SIM

u) 1. ∀x (Px → Rx)

2. ∃x (Sx ∧ Px)

3. ∴∃x (Sx ∧ Rx)

4. Sc ∧ Pc 2. E.E.

5. Pc → Rc 1. E.U.

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SOLUÇÕES PARA OS EXERCÍCIOS PROPOSTOS 135

6. Sc 4. SIM

7. Pc 4. SIM

8. Rc 5.7.M.P.

9. Sc ∧ Rc 6.8.CON

10.∃x (Sx ∧ Rx) 9. G.E.

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