Version sans JavaScript, en lecture seule : les ateliers, les quiz et l’exécution du code n’y sont pas. Version complète · Catalogue · Se connecter

Feuille d'exercices 6

La déduction naturelle

Écrire des preuves à la Fitch, des plus directes à celles qui demandent le raisonnement par l'absurde, et relier preuve et vérité. Chapitre 6.

Les preuves s'écrivent comme au chapitre 6 : une ligne par formule, avec sa justification ; une hypothèse provisoire ouvre une boîte (│), la règle qui la décharge la ferme.

Corrigé

1.

#FormuleJustification
1│ $p$supposé
2$p \to p$$\to_i$ 1 à 1

2.

#FormuleJustification
1$p \land q$hypothèse
2$q$$\land_{e2}$ 1
3$p$$\land_{e1}$ 1
4$q \land p$$\land_i$ 2, 3

3.

#FormuleJustification
1│ $p$supposé
2│ │ $q$supposé
3│ │ $p$réitération de 1
4│ $q \to p$$\to_i$ 2 à 3
5$p \to (q \to p)$$\to_i$ 1 à 4

On a le droit de recopier une ligne d'une boîte extérieure encore ouverte (réitération).

Corrigé

1.

#FormuleJustification
1$p \to (q \to r)$hypothèse
2│ $p \land q$supposé
3│ $p$$\land_{e1}$ 2
4│ $q$$\land_{e2}$ 2
5│ $q \to r$$\to_e$ 1, 3
6│ $r$$\to_e$ 5, 4
7$p \land q \to r$$\to_i$ 2 à 6

2.

#FormuleJustification
1$p \land q \to r$hypothèse
2│ $p$supposé
3│ │ $q$supposé
4│ │ $p \land q$$\land_i$ 2, 3
5│ │ $r$$\to_e$ 1, 4
6│ $q \to r$$\to_i$ 3 à 5
7$p \to (q \to r)$$\to_i$ 2 à 6

Une fonction qui prend une paire $(a, b)$ équivaut à une fonction qui prend $a$ et rend une fonction qui attend $b$ : c'est la curryfication, courante en programmation fonctionnelle.

Corrigé

1.

#FormuleJustification
1$p \to q$hypothèse
2│ $\lnot q$supposé
3│ │ $p$supposé
4│ │ $q$$\to_e$ 1, 3
5│ │ $\bot$$\lnot_e$ 4, 2
6│ $\lnot p$$\lnot_i$ 3 à 5
7$\lnot q \to \lnot p$$\to_i$ 2 à 6

2.

#FormuleJustification
1$p \lor q$hypothèse
2│ $p$supposé (cas 1)
3│ $q \lor p$$\lor_{i2}$ 2
4│ $q$supposé (cas 2)
5│ $q \lor p$$\lor_{i1}$ 4
6$q \lor p$$\lor_e$ 1, 2 à 3, 4 à 5

3.

#FormuleJustification
1$\lnot(p \lor q)$hypothèse
2│ $p$supposé
3│ $p \lor q$$\lor_{i1}$ 2
4│ $\bot$$\lnot_e$ 3, 1
5$\lnot p$$\lnot_i$ 2 à 4
6│ $q$supposé
7│ $p \lor q$$\lor_{i2}$ 6
8│ $\bot$$\lnot_e$ 7, 1
9$\lnot q$$\lnot_i$ 6 à 8
10$\lnot p \land \lnot q$$\land_i$ 5, 9
Corrigé

1.

#FormuleJustification
1$\lnot\lnot p$hypothèse
2│ $\lnot p$supposé
3│ $\bot$$\lnot_e$ 2, 1
4$p$RAA 2 à 3

2.

#FormuleJustification
1│ $\lnot(p \lor \lnot p)$supposé
2│ │ $p$supposé
3│ │ $p \lor \lnot p$$\lor_{i1}$ 2
4│ │ $\bot$$\lnot_e$ 3, 1
5│ $\lnot p$$\lnot_i$ 2 à 4
6│ $p \lor \lnot p$$\lor_{i2}$ 5
7│ $\bot$$\lnot_e$ 6, 1
8$p \lor \lnot p$RAA 1 à 7
  1. Pour $p \vdash \lnot\lnot p$, la conclusion est une négation : on suppose $\lnot p$, on obtient $\bot$ avec $p$, et $\lnot_i$ conclut. Dans les deux autres preuves, la conclusion n'est pas une négation, et aucune hypothèse n'est contradictoire : aucune autre règle ne permet de conclure. La logique sans RAA s'appelle la logique intuitionniste. On y démontre (résultat admis) que ni $\lnot\lnot p \to p$ ni $p \lor \lnot p$ ne sont prouvables.
Corrigé
  1. Soit $v$ qui rend vraies les hypothèses et $A \lor B$. Alors $A$ ou $B$ est vraie dans $v$. Si c'est $A$, $v$ rend vraies les hypothèses et $A$, donc $C$ ; sinon $B$, de même. Dans les deux cas $v \vDash C$.
  2. Non. L'interprétation $p = 0, q = 1$ rend $p \to q$ vraie et $q \to p$ fausse : $p \to q \not\vDash q \to p$. Par la correction, $p \to q \not\vdash q \to p$.