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Funktionale Vollständigkeit

(Aussagenlogik Kapitel 2.6)




Für die Aussagenlogik existieren auf Grund ihrer 2-wertigkeit
  • 4 1-stellige, und
  • 16 2-stellige
mögliche extensionale Junktoren.

Wir beschränken uns hier auf die Teilmenge
{
  • Negation
  • Konjunktion
  • Disjunktion
  • (materiale) Implikation
  • (materiale) Äquivalenz
},
da diese Menge funktional vollständig ist (d.h. alle anderen möglichen 1- und 2-stelligen Junktoren lassen sich durch diese ausdrücken), und dies die wichtigsten und intuitivsten logischen Verknüpfungen sind.

Beispiel - Umschreibung des ausschließenden Oders

Betrachten wir z.B. den mittels ausschließendem Oder verknüpften Satz
  • "Der Wumpus befindet sich auf Feld [A,3] oder [B,2]"
Dieser besteht aus den Teilaussagen
  • γ: "Der Wumpus befindet sich auf Feld [A,3]"
  • δ: "Der Wumpus befindet sich auf Feld [B,2]"

Betrachten wir alle möglichen Kombinationen der relevanten Zustände der Welt, und schreiben wir ° für den Junktor, so ergibt sich folgende Tabelle:

Zustand der Welt /
Bewertung von γ
Zustand der Welt /
Bewertung von δ
Bewertung von γ ° δ
Wumpus nicht auf Feld [A,3] /
falsch
Wumpus nicht auf Feld [B,2] /
falsch
falsch
Wumpus nicht auf Feld [A,3] /
falsch
Wumpus auf Feld [B,2] /
wahr
wahr
Wumpus auf Feld [A,3] /
wahr
Wumpus nicht auf Feld [B,2] /
falsch
wahr
Wumpus auf Feld [A,3] /
wahr
Wumpus auf Feld [B,2] /
wahr
nicht möglich, deswegen
falsch



Dies können wir durch eine Kombination aus Konjunktion, Disjunktion und Negation ausdrücken:
  • "Der Wumpus befindet sich auf Feld [A,3] ODER [B,2], UND NICHT auf Feld [A,3] UND [B,2]"
also
  • (γ ODER δ) UND NICHT (γ UND δ)

γ δ γ°δ γ ODER δ γ UND δ NICHT (γ UND δ) (γ ODER δ) UND NICHT (γ UND δ)
falsch falsch falsch falsch falsch wahr falsch
falsch wahr wahr wahr falsch wahr wahr
wahr falsch wahr wahr falsch wahr wahr
wahr wahr falsch wahr wahr falsch falsch


Das nichtausschließende Oder lässt sich auch durch eine Kombination der Negation und der Äquivalenz ausdrücken:

Eine mittels ausschließendem Oder verknüpfte Aussage ist genau dann wahr, wenn genau eine der beiden Teilaussagen wahr ist. Dies entspricht genau dem Gegenteil der Äquivalenz, die ja genau dann wahr ist, wenn beide Teilaussagen wahr sind.

γ δ γ°δ γ GENAU _DANN_ WENN δ NICHT (γ GENAU _DANN_ WENN δ)
falsch falsch falsch wahr falsch
falsch wahr wahr falsch wahr
wahr falsch wahr falsch wahr
wahr wahr falsch wahr falsch

Theoretisch lassen sich alle möglichen der 20 1- und 2-stelligen Junktoren bereits durch
  • {Negation, Konjunktion}
bzw.
  • {Negation, Disjunktion}
ausdrücken - diese Teilmengen sind also bereits funktional vollständig.