Присоединиться

Информатика·Логика и таблицы истинности·8–11 класс

Сколько решений имеет уравнение (x1 → x2) ∧ (x2 → x3) ∧ (x3 → x4) ∧ (x4 → x5) = 1

Условие

Сколько различных наборов значений логических переменных x1,x2,x3,x4,x5x_1, x_2, x_3, x_4, x_5 удовлетворяют уравнению (x1x2)(x2x3)(x3x4)(x4x5)=1(x_1 \to x_2) \land (x_2 \to x_3) \land (x_3 \to x_4) \land (x_4 \to x_5) = 1? Полную таблицу истинности из 32 строк строить не нужно — рассуждайте по свойствам импликации. В ответе укажите количество наборов.

Ответ

6 наборов.

Решение по шагам

  1. Шаг 1. Разбираем структуру уравнения

    Слева стоит конъюнкция четырёх импликаций. Конъюнкция равна 1 только тогда, когда истинны все сомножители одновременно. Значит, набор подходит, если выполняются сразу четыре условия:

    x1x2=1,x2x3=1,x3x4=1,x4x5=1x_1 \to x_2 = 1,\quad x_2 \to x_3 = 1,\quad x_3 \to x_4 = 1,\quad x_4 \to x_5 = 1

    Вспомним таблицу импликации: XYX \to Y ложна единственный раз — при X=1X = 1 и Y=0Y = 0. Во всех трёх остальных случаях она истинна. Значит, вместо перебора 32 строк удобнее описать, что именно нам запрещено.

  2. Шаг 2. Переводим запрет на язык последовательности

    Каждая импликация xixi+1x_i \to x_{i+1} запрещает ровно один переход: «единица, а следом ноль». Переходы 000 \to 0, 010 \to 1 и 111 \to 1 разрешены.

    Значит, во всей цепочке x1,x2,x3,x4,x5x_1, x_2, x_3, x_4, x_5 ноль не может стоять правее единицы: как только последовательность «поднялась» в 1, она обязана остаться в единицах до конца.

    Вывод: подходящие наборы — это в точности неубывающие цепочки вида «сначала несколько нулей, потом несколько единиц». Осталось аккуратно их пересчитать.

Осталось ещё 2 шага — откроются после входа:

  • Шаг 3. Перечисляем допустимые наборы
  • Шаг 4. Убеждаемся, что других решений нет, и обобщаем
Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Частые ошибки

  • Считают, что импликация запрещает переход 010 \to 1, и выписывают «зеркальные» невозрастающие цепочки (11111, 11110, …, 00000): их тоже 6, но с верными решениями совпадают лишь два набора — 00000 и 11111.

  • Теряют «пограничные» решения 00000 и 11111, считая, что переменные обязаны меняться, — и дают ответ 4.

  • Считают, что решений 25=322^5 = 32 минус 4 «плохие» строки, то есть путают количество запрещённых переходов с количеством запрещённых наборов.

  • Применяют формулу n+1n + 1, подставляя число импликаций (4) вместо числа переменных (5), и получают 5.

Другие задачи по теме «Логика и таблицы истинности»