Propositions booléennes composées

Apprends à former des propositions composées à partir de propositions simples avec ET, OU et NON, à passer des mots aux symboles et à trouver leur valeur de vérité.

Avancé25 minLeçon

Définition

Une proposition simple est une phrase qui est soit vraie, soit fausse, par exemple "Il pleut." Une proposition composée relie deux propositions simples ou plus avec les opérateurs logiques ET (∧\land), OU (∨\lor) et NON (¬\neg). Sa valeur de vérité dépend uniquement des valeurs de vérité de ses parties.
On écrit 1 pour vrai et 0 pour faux. Les tables interactives de cette leçon utilisent aussi 1 et 0.
Des mots aux symboles. Soit PP : "Il pleut" et QQ : "Il fait froid".
En motsSymbolesVraie quand
Il pleut et il fait froid.P∧QP \land Qles deux parties sont vraies
Il pleut ou il fait froid.P∨QP \lor Qau moins une partie est vraie
Il ne pleut pas.¬P\neg PPP est fausse
Il pleut mais il ne fait pas froid.P∧¬QP \land \neg QPP est vraie et QQ est fausse
Il ne pleut pas et il ne fait pas froid.¬P∧¬Q\neg P \land \neg Qles deux parties sont fausses
Mots repères : *et*, *mais*, *à la fois ... et* signifient ET. *ou* signifie OU, qui est aussi vrai quand les deux parties sont vraies. *ne ... pas*, *il est faux que* signifient NON.
Trouver la valeur de vérité en 3 étapes :
  1. 1.Donne à chaque proposition simple sa valeur : 1 ou 0.
  2. 2.Calcule les parties entre parenthèses et chaque NON.
  3. 3.Combine les résultats avec ET ou OU.
Les quatre cas pour deux propositions (en commençant par 0, comme dans la table interactive ; la leçon Tables de vérité commence par T, et les deux ordres donnent les mêmes cas) :
PPQQP∧QP \land QP∨QP \lor Q¬P\neg P
00001
01011
10010
11110
Trois parties, huit cas. Avec une troisième proposition RR, il y a 23=82^3 = 8 cas, et les parenthèses montrent quelles parties vont ensemble. Pour (P∨Q)∧¬R(P \lor Q) \land \neg R :
PPQQRRP∨QP \lor Q¬R\neg R(P∨Q)∧¬R(P \lor Q) \land \neg R
000010
001000
010111
011100
100111
101100
110111
111100
Cette proposition composée est vraie dans 3 des 8 cas : quand au moins une des propositions PP et QQ est vraie et que RR est fausse. La façon de lire une proposition sans parenthèses (la priorité des opérateurs) est le sujet de la leçon Expressions booléennes.

Essaie tout de suite

Soit PP : "Le chien a faim" et QQ : "Le chien est fatigué". Quels symboles veulent dire "Le chien a faim et il est fatigué" ?

Exemples résolus

Soit PP : "Le magasin est ouvert" et QQ : "J'ai de l'argent". Écris chaque phrase en symboles : (a) Le magasin est ouvert et j'ai de l'argent. (b) Le magasin n'est pas ouvert ou j'ai de l'argent. (c) Le magasin est ouvert mais je n'ai pas d'argent. (d) Le magasin n'est pas ouvert et je n'ai pas d'argent.

1

Phrase (a)

Le mot *et* relie deux parties qui sont toutes les deux affirmées comme vraies → P∧QP \land Q

2

Phrase (b)

*ne ... pas* ne porte que sur la première partie, *ou* relie les deux parties → ¬P∨Q\neg P \lor Q

3

Phrase (c)

*mais* signifie ET, et *je n'ai pas d'argent* est la négation de QQ → P∧¬QP \land \neg Q

4

Phrase (d)

Les deux parties sont niées et reliées par *et* → ¬P∧¬Q\neg P \land \neg Q

Erreurs courantes

Penser que "PP ou QQ" est fausse quand les deux parties sont vraies

Pourquoi c'est faux: Dans la vie courante, *ou* veut souvent dire l'un ou l'autre, mais pas les deux. En logique, OU est inclusif : 1∨1=11 \lor 1 = 1.

Correct: P∨QP \lor Q n'est fausse que si les deux parties sont fausses. Pour l'un mais pas les deux, il existe un autre opérateur : le OU exclusif (XOR).

Nier "J'aime le thé et le café" en "Je n'aime ni le thé ni le café"

Pourquoi c'est faux: *Ni ... ni* n'est vrai que si les deux parties sont fausses (1 cas). La négation d'une proposition avec ET doit être vraie dès qu'au moins une partie est fausse (3 cas).

Correct: Dis "Il est faux que j'aime à la fois le thé et le café" : il y a au moins l'un des deux que je n'aime pas. La règle générale (lois de De Morgan) arrive dans la leçon Algèbre de Boole.

Lire ¬P∧Q\neg P \land Q comme si c'était ¬(P∧Q)\neg(P \land Q)

Pourquoi c'est faux: Sans parenthèses, NON ne porte que sur la proposition qui le suit directement. Pour P=0P = 0 et Q=0Q = 0 : ¬P∧Q=1∧0=0\neg P \land Q = 1 \land 0 = 0, mais ¬(P∧Q)=¬0=1\neg(P \land Q) = \neg 0 = 1.

Correct: Vérifie sur quoi porte le NON. Mets des parenthèses quand le NON doit s'appliquer à toute la proposition composée.

Ne pas reconnaître *mais* comme un ET

Pourquoi c'est faux: "Le contrôle était difficile mais je l'ai réussi" ressemble à une opposition, pourtant les deux parties sont affirmées comme vraies.

Correct: Traduis *mais*, *bien que* et *à la fois ... et* par ET : H∧SH \land S (contrôle difficile ET réussi).

Visuel interactif

Table de vérité

P ∧ Q
PQP ∧ Q
000
010
100
111

1= Vrai0= Faux

Table de vérité

Expression(P ∨ Q) ∧ ¬R
PQRP ∨ Q¬R(P ∨ Q) ∧ ¬R
000010
001000
010111
011100
100111
101100
110111
111100

1= Vrai0= Faux

Bac à sable interactif

Calculatrice d'expressions

Essaie ceux-ci :

Historique

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Exercices pratiques

18 exercices
Problème 1 sur 18
Facile

Soit PP : "Le chien a faim" et QQ : "Le chien est fatigué". Quels symboles veulent dire "Le chien a faim et il est fatigué" ?

Pourquoi c'est important

Presque chaque règle que tu rencontres est une proposition composée :
  • Boutiques en ligne et moteurs de recherche : un filtre comme "chaussures ET pointure 38 ET NON rouge" combine trois conditions
  • Programmation : des conditions comme (connecté ET NON bloqué) OU administrateur décident de ce que fait une application ensuite
  • Règles et panneaux : "Entrée gratuite pour les enfants de moins de 12 ans accompagnés d'un adulte" est respectée ou non selon deux faits
  • Arguments et débats : savoir exactement quand OU et NON sont vrais t'aide à repérer des phrases qui se ressemblent mais ne disent pas la même chose
  • Circuits numériques : chaque puce est construite avec ET, OU et NON, les mêmes opérateurs que tu utilises ici
Tu connais déjà ET, OU et NON séparément. Dans cette leçon, tu les combines en propositions plus longues et tu trouves leur valeur de vérité avec assurance.

Applications dans le monde réel

Filtres des boutiques en ligne

Les boutiques et les moteurs de recherche combinent des conditions avec ET, OU et NON pour décider quels articles tu vois.

Exemple:

Le filtre (noir OU bleu) ET NON d'occasion ne montre que des articles neufs, dans l'une des deux couleurs.

1Essaie par toi-même

Un filtre affiche une veste si (B∨S)∧C(B \lor S) \land C, où BB : la veste est bleue, SS : elle est en solde, CC : elle coûte moins de 50 €. Une veste est bleue, en solde et coûte 65 €.

Le filtre affiche-t-il cette veste ?

Étape 1 : Écris l'expression mathématique

Avec 1 et 0, ET fonctionne comme une multiplication. Écris la dernière étape sous forme de produit :

Règles de jeu dans le code

Les jeux vidéo et les applications vérifient des conditions composées plusieurs fois par seconde pour décider de la suite.

Exemple:

Une porte s'ouvre si (clé ET NON alarme). Avec la clé et sans alarme : 1∧¬0=1∧1=11 \land \neg 0 = 1 \land 1 = 1, donc la porte s'ouvre.

2Essaie par toi-même

Une joueuse passe au niveau supérieur si S∧(¬T∨K)S \land (\neg T \lor K), où SS : le score vaut au moins 100, TT : le temps est écoulé, KK : elle a une clé bonus.

Dans combien des 8 cas passe-t-elle au niveau supérieur ?

Étape 1 : Écris l'expression mathématique

Écris le nombre comme les cas où SS est vraie moins les cas qui échouent :

Règles et panneaux

Les règles sur les panneaux, les billets et dans les contrats sont des propositions composées, et il est souvent important de savoir exactement quand une règle n'est PAS respectée.

Exemple:

"Stationnement gratuit le dimanche ou après 20 h" s'applique un dimanche à midi, un lundi à 21 h, et aussi un dimanche à 21 h.

3Essaie par toi-même

Un panneau de musée dit : les enfants entrent gratuitement s'ils ont moins de 12 ans et viennent avec un adulte. Soit UU : l'enfant a moins de 12 ans, AA : l'enfant vient avec un adulte.

Dans combien des 4 cas la règle d'entrée gratuite n'est-elle PAS respectée ?

Étape 1 : Écris l'expression mathématique

Écris le nombre comme tous les cas moins les cas où la règle est respectée :

Points clés

  • 1Une proposition composée relie des propositions simples avec ET (∧\land), OU (∨\lor) et NON (¬\neg)
  • 2*et* et *mais* se traduisent par ET, *ou* par OU, *ne ... pas* et *il est faux que* par NON
  • 3ET n'est vrai que si les deux parties sont vraies ; OU n'est faux que si les deux parties sont fausses
  • 4Pour trouver la valeur de vérité, donne 1 ou 0 à chaque partie, calcule les parenthèses et chaque NON, puis combine
  • 5Les parenthèses décident sur quoi porte le NON : ¬(P∧Q)\neg(P \land Q) n'est pas la même chose que ¬P∧Q\neg P \land Q
  • 6Avec 3 propositions simples il y a 23=82^3 = 8 cas, et la négation d'une proposition avec ET est vraie dès qu'au moins une partie est fausse

Questions fréquentes

Pas toujours. L'opérateur OU est toujours inclusif : il est aussi vrai quand les deux parties sont vraies. Dans la vie courante, *soit ... soit* suggère souvent l'un mais pas les deux. Quand une phrase veut clairement dire l'un mais pas les deux, écris-la avec le OU exclusif (XOR) : (P∨Q)∧¬(P∧Q)(P \lor Q) \land \neg(P \land Q). Sinon, lis-la comme un OU.
Pas toujours. L'opérateur OU est toujours inclusif : il est aussi vrai quand les deux parties sont vraies. Dans la vie courante, *soit ... soit* suggère souvent l'un mais pas les deux. Quand une phrase veut clairement dire l'un mais pas les deux, écris-la avec le OU exclusif (XOR) : (P∨Q)∧¬(P∧Q)(P \lor Q) \land \neg(P \land Q). Sinon, lis-la comme un OU.
Avec deux parties et un seul opérateur, non. Dès que ET et OU apparaissent ensemble, ou qu'un NON doit porter sur plus d'une proposition, les parenthèses rendent le sens clair. Les règles pour lire une proposition sans parenthèses (NON avant ET avant OU) arrivent dans la leçon Expressions booléennes.
En partie. Avec 1 et 0, ET fonctionne comme une multiplication (1×0=01 \times 0 = 0, 1×1=11 \times 1 = 1) et NON PP est égal à 1−P1 - P. La calculatrice de cette leçon ne connaît pas les mots ET, OU et NON, alors utilise-la pour ces produits et pour compter des cas comme 232^3.
Une proposition doit être soit vraie, soit fausse. Une question comme "Est-ce qu'il pleut ?" ou un ordre comme "Ferme la porte !" n'a pas de valeur de vérité, donc ne peut pas en être une partie.

Glossaire

Proposition simple
Une seule phrase qui est soit vraie, soit fausse, par exemple "77 est premier"
Proposition composée
Une proposition formée de propositions simples avec ET, OU et NON, par exemple P∧¬QP \land \neg Q
Valeur de vérité
Le fait qu'une proposition soit vraie (1) ou fausse (0)
Conjonction (ET)
P∧QP \land Q, vraie seulement quand les deux parties sont vraies
Disjonction (OU)
P∨QP \lor Q, vraie quand au moins une partie est vraie
Négation (NON)
¬P\neg P, vraie exactement quand PP est fausse

Carte des formules

ET (conjonction)

P∧QP \land Q

Vraie (1) seulement quand $P$ et $Q$ sont toutes les deux vraies

OU (disjonction)

P∨QP \lor Q

Fausse (0) seulement quand $P$ et $Q$ sont toutes les deux fausses

NON (négation)

¬P\neg P

Inverse la valeur : $\neg 1 = 0$ et $\neg 0 = 1$

Nombre de cas

2n2^n

$n$ propositions simples donnent $2^n$ cas : 4 pour deux, 8 pour trois

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