Создай собственный wiki-сайт или wiki-страницу на Вавилон.wiki!

Все желающие приглашаются к активному участию в проекте!

Наш проект открыт для любых форм сотрудничества .

Булева алгебра

Из проекта Викизнание

Булева алгебра, булева решёткачастично упорядоченное множество специального вида; дистрибутивная решётка, имеющая наибольший элемент 1единицу булевой алгебры, наименьший элемент 0нуль булевой алгебры, и содержащая единственное дополнение каждого своего элемента x — элемент xc, удовлетворяющий соотношениям: x \cup x^c = 1, \ x \cap x^c = 0; введена Дж. Булем (1847, 1854) как аппарат символической логики; в последствии нашла широкое применение в теории вероятностей, топологии, функциональном анализе и других разделах математики.

Оглавление

Обозначения

Операции \cup, \cap иногда обозначают \sup, \inf, или \vee, \wedge, что подчёркивает сходство логических и теоретико-множественных операций. Вместо xc иногда пишут: Cx, \ \bar{x}, \ x', \ -x.

Аксиоматика булевой алгебры

Булева алгебра может определяться аксиоматически, как непустое множество с операциями {}^c, \cup, \cap, удовлетворяющими пяти аксиомам:

  1. x \cup y = y \cup x, \ \ \ x \cap y = y \cap x — коммутативность;
  2. x \cup (y \cup z) = (x \cup y) \cup z, \ \ \ x \cap (y \cap z) = (x \cap y) \cap z — ассоциативность;
  3. дистрибутивность:
    • x \cap (y \cup z) = (x \cap y) \cup (x \cap z);
    • x \cap (y \cup z) = (x \cap y) \cup (x \cap z);
  4. (x \cap y) \cup y = y, \ \ \ (x \cup y) \cap y = y;
  5. (x \cap x^c) \cup y = y, \ \ \ (x \cup x^c) \cap y = y.

При таком аксиоматическом подходе упорядочение не считается заданным заранее, а вводится условием:

x \subseteq y тогда и только тогда, когда x= x\cap y.

Возможны и другие аксиоматики, в которых всегда находит отражение аналогия между понятиями «множества», «события» и «высказывания».

Другие свойства

  • Кроме основных операций булева алгебра допускает определение и других, среди которых особенно важна операция симметрической разности:
x \Delta y = (x \cap y^c) \cup (x^c \cap y),
также обозначается: +_{2}, \ \ |x-y|.
  • Всякая булева алгебра есть булево кольцо с единицей относительно операции Δ (сложение) и \cap (умножение); любое кольцо с единицей можно рассматривать как булеву алгебру.

В логике

В основе применений булевой алгебры к логике лежит интерпретация элементов булевой алгебры как логических высказываний, при этом дополнение интерпретируется как отрицание высказывания, а операции \cup, \cap — как дизъюнкция и конъюнкция.

В теории вероятностей

Булева алгебра используется в обосновании теории вероятностей: алгебра событий, изучаемая в теории вероятностей — это булева алгебра событий, при этом отношение x \subseteq y означает, что событие x влечёт событие y; нуль булевой алгебры — невозможное событие; единица булевой алгебры — достоверное событие.

См.также