Proposizioni booleane composte

Impara a formare proposizioni composte partendo da proposizioni semplici con AND, OR e NOT, a passare dalle parole ai simboli e a trovarne il valore di verità.

Avanzato25 minLezione

Definizione

Una proposizione semplice è una frase che è vera oppure falsa, per esempio "Piove." Una proposizione composta unisce due o più proposizioni semplici con gli operatori logici AND / E (∧\land), OR / O (∨\lor) e NOT / NON (¬\neg). Il suo valore di verità dipende solo dai valori di verità delle sue parti.
Scriviamo 1 per vero e 0 per falso. Anche le tavole interattive di questa lezione usano 1 e 0.
Dalle parole ai simboli. Sia PP: "Piove" e QQ: "Fa freddo".
A paroleSimboliVera quando
Piove e fa freddo.P∧QP \land Qentrambe le parti sono vere
Piove o fa freddo.P∨QP \lor Qalmeno una parte è vera
Non piove.¬P\neg PPP è falsa
Piove ma non fa freddo.P∧¬QP \land \neg QPP è vera e QQ è falsa
Né piove né fa freddo.¬P∧¬Q\neg P \land \neg Qentrambe le parti sono false
Parole chiave: *e*, *ma*, *sia ... sia* significano AND. *o* significa OR, che è vero anche quando entrambe le parti sono vere. *non*, *non è vero che* significano NOT.
Trovare il valore di verità in 3 passi:
  1. 1.Dai a ogni proposizione semplice il suo valore: 1 o 0.
  2. 2.Calcola le parti tra parentesi e ogni NOT.
  3. 3.Combina i risultati con AND o OR.
I quattro casi di due proposizioni (iniziando da 0, come nella tavola interattiva; la lezione Tavole di verità inizia da T, ed entrambi gli ordini elencano gli stessi casi):
PPQQP∧QP \land QP∨QP \lor Q¬P\neg P
00001
01011
10010
11110
Tre parti, otto casi. Con una terza proposizione RR ci sono 23=82^3 = 8 casi, e le parentesi mostrano quali parti vanno insieme. Per (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
Questa proposizione composta è vera in 3 degli 8 casi: quando almeno una tra PP e QQ è vera e RR è falsa. Come leggere una proposizione senza parentesi (la precedenza degli operatori) è l'argomento della lezione Espressioni booleane.

Prova subito

Sia PP: "Il cane ha fame" e QQ: "Il cane è stanco". Quali simboli significano "Il cane ha fame ed è stanco"?

Esempi svolti

Sia PP: "Il negozio è aperto" e QQ: "Ho dei soldi". Scrivi ogni frase in simboli: (a) Il negozio è aperto e ho dei soldi. (b) Il negozio non è aperto o ho dei soldi. (c) Il negozio è aperto ma non ho soldi. (d) Il negozio non è aperto e non ho soldi.

1

Frase (a)

La parola *e* unisce due parti che vengono affermate entrambe come vere → P∧QP \land Q

2

Frase (b)

*non* riguarda solo la prima parte, *o* unisce le due parti → ¬P∨Q\neg P \lor Q

3

Frase (c)

*ma* significa AND, e *non ho soldi* è la negazione di QQ → P∧¬QP \land \neg Q

4

Frase (d)

Entrambe le parti sono negate e unite con *e* → ¬P∧¬Q\neg P \land \neg Q

Errori comuni

Pensare che "PP o QQ" sia falsa quando entrambe le parti sono vere

Perché è sbagliato: Nella lingua di tutti i giorni *o* spesso significa l'uno o l'altro, ma non entrambi. In logica OR è inclusivo: 1∨1=11 \lor 1 = 1.

Corretto: P∨QP \lor Q è falsa solo quando entrambe le parti sono false. Per uno ma non entrambi esiste un altro operatore: l'OR esclusivo (XOR).

Negare "Mi piacciono il tè e il caffè" con "Non mi piace né il tè né il caffè"

Perché è sbagliato: *Né ... né* è vero solo quando entrambe le parti sono false (1 caso). La negazione di una proposizione con AND deve essere vera ogni volta che almeno una parte è falsa (3 casi).

Corretto: Di' "Non è vero che mi piacciano sia il tè sia il caffè": almeno uno dei due non mi piace. La regola generale (leggi di De Morgan) arriva nella lezione Algebra di Boole.

Leggere ¬P∧Q\neg P \land Q come se fosse ¬(P∧Q)\neg(P \land Q)

Perché è sbagliato: Senza parentesi, NOT si applica solo alla proposizione che lo segue direttamente. Per P=0P = 0 e Q=0Q = 0: ¬P∧Q=1∧0=0\neg P \land Q = 1 \land 0 = 0, ma ¬(P∧Q)=¬0=1\neg(P \land Q) = \neg 0 = 1.

Corretto: Controlla che cosa tocca il NOT. Scrivi le parentesi quando il NOT deve valere per tutta la proposizione composta.

Non riconoscere *ma* come AND

Perché è sbagliato: "La verifica era difficile ma l'ho superata" sembra un contrasto, eppure entrambe le parti sono affermate come vere.

Corretto: Traduci *ma*, *anche se* e *sia ... sia* con AND: H∧SH \land S (verifica difficile AND superata).

Visuale interattivo

Tabella di verità

P ∧ Q
PQP ∧ Q
000
010
100
111

1= Vero0= Falso

Tabella di verità

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

1= Vero0= Falso

Sandbox interattivo

Calcolatrice di espressioni

Prova questi:

Cronologia

Ancora nessun calcolo

Esercizi pratici

18 esercizi
Problema 1 di 18
Facile

Sia PP: "Il cane ha fame" e QQ: "Il cane è stanco". Quali simboli significano "Il cane ha fame ed è stanco"?

Perché è importante

Quasi ogni regola che incontri è una proposizione composta:
  • Negozi online e motori di ricerca: un filtro come "scarpe AND taglia 38 AND NOT rosse" combina tre condizioni
  • Programmazione: condizioni come (connesso AND NOT bloccato) OR amministratore decidono che cosa fa un'app subito dopo
  • Regole e cartelli: "I bambini sotto i 12 anni entrano gratis se sono accompagnati da un adulto" è rispettata o no a seconda di due fatti
  • Argomentazioni e dibattiti: sapere esattamente quando OR e NOT sono veri ti aiuta a riconoscere frasi che sembrano simili ma dicono cose diverse
  • Circuiti digitali: ogni chip è costruito con AND, OR e NOT, gli stessi operatori che usi qui
Conosci già AND, OR e NOT presi uno alla volta. In questa lezione li combini in proposizioni più lunghe e ne trovi il valore di verità con sicurezza.

Applicazioni nel mondo reale

Filtri nei negozi online

Negozi e motori di ricerca combinano condizioni con AND, OR e NOT per decidere quali articoli vedi.

Esempio:

Il filtro (nero OR blu) AND NOT usato mostra solo articoli nuovi, in uno dei due colori.

1Provaci tu stesso

Un filtro mostra una giacca se (B∨S)∧C(B \lor S) \land C, dove BB: la giacca è blu, SS: è in saldo, CC: costa meno di 50 €. Una giacca è blu, è in saldo e costa 65 €.

Il filtro mostra questa giacca?

Passo 1: Scrivi l'espressione matematica

Con 1 e 0, AND funziona come una moltiplicazione. Scrivi l'ultimo passo come prodotto:

Regole di gioco nel codice

Videogiochi e app controllano condizioni composte molte volte al secondo per decidere che cosa succede dopo.

Esempio:

Una porta si apre se (chiave AND NOT allarme). Con la chiave e senza allarme: 1∧¬0=1∧1=11 \land \neg 0 = 1 \land 1 = 1, quindi la porta si apre.

2Provaci tu stesso

Una giocatrice sale di livello se S∧(¬T∨K)S \land (\neg T \lor K), dove SS: il punteggio è almeno 100, TT: il tempo è scaduto, KK: ha una chiave bonus.

In quanti degli 8 casi sale di livello?

Passo 1: Scrivi l'espressione matematica

Scrivi il numero come i casi con SS vera meno i casi che non funzionano:

Regole e cartelli

Le regole su cartelli, biglietti e contratti sono proposizioni composte, e spesso conta sapere esattamente quando una regola NON è rispettata.

Esempio:

"Parcheggio gratuito la domenica o dopo le 20" vale una domenica a mezzogiorno, un lunedì alle 21 e anche una domenica alle 21.

3Provaci tu stesso

Un cartello del museo dice: i bambini entrano gratis se hanno meno di 12 anni e vengono con un adulto. Sia UU: il bambino ha meno di 12 anni, AA: il bambino viene con un adulto.

In quanti dei 4 casi la regola dell'ingresso gratuito NON è rispettata?

Passo 1: Scrivi l'espressione matematica

Scrivi il numero come tutti i casi meno i casi in cui la regola è rispettata:

Punti chiave

  • 1Una proposizione composta unisce proposizioni semplici con AND (∧\land), OR (∨\lor) e NOT (¬\neg)
  • 2*e* e *ma* si traducono con AND, *o* con OR, *non* e *non è vero che* con NOT
  • 3AND è vero solo quando entrambe le parti sono vere; OR è falso solo quando entrambe le parti sono false
  • 4Per trovare il valore di verità, dai 1 o 0 a ogni parte, calcola le parentesi e ogni NOT, poi combina
  • 5Le parentesi decidono a che cosa si applica il NOT: ¬(P∧Q)\neg(P \land Q) non è la stessa cosa di ¬P∧Q\neg P \land Q
  • 6Con 3 proposizioni semplici ci sono 23=82^3 = 8 casi, e la negazione di una proposizione con AND è vera ogni volta che almeno una parte è falsa

Domande frequenti

Non sempre. L'operatore OR è sempre inclusivo: è vero anche quando entrambe le parti sono vere. Nella lingua di tutti i giorni *o ... o* fa spesso pensare a uno ma non entrambi. Quando una frase intende chiaramente uno ma non entrambi, scrivila come OR esclusivo (XOR): (P∨Q)∧¬(P∧Q)(P \lor Q) \land \neg(P \land Q). Altrimenti leggila come OR.
Non sempre. L'operatore OR è sempre inclusivo: è vero anche quando entrambe le parti sono vere. Nella lingua di tutti i giorni *o ... o* fa spesso pensare a uno ma non entrambi. Quando una frase intende chiaramente uno ma non entrambi, scrivila come OR esclusivo (XOR): (P∨Q)∧¬(P∧Q)(P \lor Q) \land \neg(P \land Q). Altrimenti leggila come OR.
Con due parti e un solo operatore, no. Appena AND e OR compaiono insieme, o un NOT deve valere per più di una proposizione, le parentesi rendono chiaro il significato. Le regole per leggere una proposizione senza parentesi (NOT prima di AND prima di OR) arrivano nella lezione Espressioni booleane.
In parte. Con 1 e 0, AND funziona come una moltiplicazione (1×0=01 \times 0 = 0, 1×1=11 \times 1 = 1) e NOT PP è uguale a 1−P1 - P. La calcolatrice di questa lezione non conosce le parole AND, OR e NOT, quindi usala per questi prodotti e per contare casi come 232^3.
Una proposizione deve essere vera oppure falsa. Una domanda come "Piove?" o un ordine come "Chiudi la porta!" non ha valore di verità, quindi non può esserne una parte.

Glossario

Proposizione semplice
Una singola frase che è vera oppure falsa, per esempio "77 è primo"
Proposizione composta
Una proposizione formata da proposizioni semplici con AND, OR e NOT, per esempio P∧¬QP \land \neg Q
Valore di verità
Se una proposizione è vera (1) o falsa (0)
Congiunzione (AND / E)
P∧QP \land Q, vera solo quando entrambe le parti sono vere
Disgiunzione (OR / O)
P∨QP \lor Q, vera quando almeno una parte è vera
Negazione (NOT / NON)
¬P\neg P, vera esattamente quando PP è falsa

Scheda formule

AND (congiunzione)

P∧QP \land Q

Vera (1) solo quando $P$ e $Q$ sono entrambe vere

OR (disgiunzione)

P∨QP \lor Q

Falsa (0) solo quando $P$ e $Q$ sono entrambe false

NOT (negazione)

¬P\neg P

Inverte il valore: $\neg 1 = 0$ e $\neg 0 = 1$

Numero di casi

2n2^n

$n$ proposizioni semplici danno $2^n$ casi: 4 per due, 8 per tre

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