Math Problem Statement
Vereinfachen Sie folgende Formeln mit Hilfe von Umformungsregeln bis diese eine Klausel, ein Monom oder eine der Konstanten true, false ergeben. Geben Sie bei jedem Schritt den Namen der angewandten Regel an (Idempotenz, De Morgan, ...). a) B∧¬((A→¬C)∨((C∧B)∨C))
Solution
Um den gegebenen Ausdruck zu vereinfachen, gehen wir Schritt für Schritt vor und wenden dabei verschiedene Umformungsregeln an. Der gegebene Ausdruck lautet:
Schritt 1: Vereinfachung des Implikationsausdrucks
Der Implikationsausdruck lässt sich mithilfe der Umformungsregel für Implikationen umschreiben:
Damit wird der Ausdruck zu:
Angewandte Regel: Umformung der Implikation ()
Schritt 2: Vereinfachung der inneren Disjunktion
Nun betrachten wir den inneren Ausdruck . Wir wenden hier die Assoziativität der Disjunktion an:
Angewandte Regel: Assoziativität der Disjunktion
Schritt 3: Vereinfachung durch Idempotenz
Nun sehen wir, dass der Ausdruck eine Tautologie ist, also immer wahr ist:
Der gesamte Ausdruck vereinfacht sich also zu:
Da die Disjunktion mit "true" immer wahr wird, bleibt nur:
Angewandte Regel: Idempotenz ()
Schritt 4: Vereinfachung des äußeren Ausdrucks
Der äußere Ausdruck war:
Da , wird der gesamte Ausdruck:
Angewandte Regel: Negation einer Tautologie ()
Schritt 5: Endgültige Vereinfachung
Da immer ergibt, lautet das Endergebnis:
Angewandte Regel: Konjunktion mit "false" ()
Zusammenfassung:
Die vereinfachte Form des Ausdrucks ist also:
Weitere Fragen zur Vertiefung:
- Wie würde sich der Ausdruck verändern, wenn anstelle von der Wert verwendet wird?
- Welche Auswirkungen hat es, wenn man eine andere Umformung der Implikation (z. B. ) wählt?
- Was passiert, wenn der äußere Ausdruck durch ersetzt wird?
- Wie könnte man eine ähnliche Vereinfachung für den Ausdruck durchführen?
- Wie wirkt sich eine Änderung der Operatoren (z. B. statt ) auf das Endergebnis aus?
Tipp: Bei der Vereinfachung von Ausdrücken mit Negationen und Implikationen ist es oft hilfreich, zuerst die Implikationen auf die Form zu bringen, um dann die anderen Regeln (Idempotenz, Assoziativität) anzuwenden.
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Math Problem Analysis
Mathematical Concepts
Logic
Boolean Algebra
Simplification of Logical Expressions
Implication
Disjunction
Conjunction
Negation
Formulas
A → B ≡ ¬A ∨ B
¬(A ∨ B) ≡ ¬A ∧ ¬B
¬A ∨ ¬A ≡ ¬A
A ∧ false ≡ false
A ∨ true ≡ true
Theorems
De Morgan's Laws
Idempotence
Implication Simplification
Suitable Grade Level
Grades 11-13
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