Logique – résumé du cours
Cours de Licence de Sciences du Langage (L2)
Alain Lecomte – Professeur, Université Paris 8
2 – Algèbre de Boole (suite)
Les symboles usuels, pour remplacer + et . sont ceux de l’union () et de l’intersection ().
Le complémentaire d’une classe A sera noté
A
. 1 sera remplacé par U (« l’univers ») et 0 par
(« la classe vide »). On admet les propriétés suivantes (axiomes).
2.1 Axiomes
(i) [commutativité] pour tout x et tout y:
xy = yx ; xy = y x
(ii) [associativité] pour tout x, tout y et tout z:
x (y z) = (x y) z ; x (y z) = (x y) z
(iii) [idempotence] pour tout x, x x = x et x x = x
(iv) [éléments neutres] élément neutre pour , U élément neutre pour
(v) [éléments absorbants] élément aborbant pour , U élément absorbant pour
(vi) [distributivité] pour tout x, tout y et tout z,
x (y z) = (x y) (x z)
(vii) [complémentation] pour tout x, il existe x tel que:
x x = U; x x =
2.2 Théorèmes
Unicité du complémentaire : pour tout x, x est déterminé de manière unique.
Démonstration : soit x’ possédant les mêmes propriétés, c'est-à-dire : x x’= U et x x’ =
, alors on aurait :
x’ = x’ U = x’ (x x) = (distributivité) (x’ x) (x’ x) = (x’ x) = (x x)
(x’ x) = (x x’) x = U x = x
Donc x’ est nécessairement égal à x ‘d’où l’unicité).
Lois d’absorption :
x (x y) = x
Démonstration : x (x y) = (x U) (x y) = x (U y) = x U = x
De même :
x (x y) = x
car : x (x y) = (distributivité) (x x) (x y) = x (x y) (on retombe sur le cas
précédent).
Deuxième forme de distributivité :
x (y z) = (x y) (x z)
Partons de la droite :
(x y) (x z) = ((x y) x) ((x y) z) = x ((x y) z) = x ((x z) (y
z) ) = (x (x z)) (y z) = x (y z)
Lois de De Morgan
Pour tout x et tout y:
yxyx =
et yxyx =
solution: il faut utiliser l’unicité du complémentaire. Pour cela, démontrer que:
Uyxyx =)()( et =)()( yxyx
DUALITE :
On remarque que si, dans un théorème donné, on remplace par , par , U par
et par U, on obtient encore un théorème !
Définition de l’inclusion :
On pose x y =def {x = (x y)}
Noter qu’on a aussi dans ce cas : =yx ainsi que y = (x y)
Algèbre de Boole particulière
On remarque qu’on peut avoir une structure d’algèbre de Boole avec seulement deux
éléments : 1 et 0. On définit alors la somme de deux « quantités » x et y (analogues à des
nombres qui ne pourraient prendre pour valeur que 0 ou 1) par :
+ y : 0 1
x :
0 0 1
1 1 1
et le produit :
. y : 0 1
x :
0 0 0
1 0 1
et le complémentaire :
x : 0 1
~x : 1 0
est remplacé par la constante 0 et U par 1. On vérifie facilement que tous les axiomes sont
valides. Dans le chapitre suivant, x, y, … seront identifiées à des propositions.
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