Detail předmětu

Matematická logika

FSI-SML-AAk. rok: 2024/2025

V předmětu budou systematicky vyloženy základy výrokové a predikátové logiky. Nejprve budou studenti seznámeni se syntaxí a sémantikou těchto logik, pak budou logiky studovány jako formální teorie s důrazem na problematiku dokazování formulí. Prodiskutovány budou také klasické věty o korektnosti, úplnosti a kompaktnosti. Po probrání převodu formulí na prenexní tvar budou uvedeny některé vlastnosti a modely teorií 1. řádu. Pozornost bude také věnována nerozhodnutelnosti teorií 1. řádu vyplývající ze známých Gödelových vět o neúplnosti.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. RNDr. Josef Šlapal, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav matematiky (ÚM)

Vstupní znalosti

Předpokládá se znalost předmětů Obecná algebra a Metody diskrétní matematiky z balkalářského studia.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Podmínkou pro zápočet je aktivní účast ve cvičeních a prokázání znalostí při písemných testech, které budou průběžně konány. Zkouška proběhne písemnou formou a je třeba u ní prokázat zvládnutí probrané teorie a schopnost řešit zadaný problém na základě získaných vědomostí.


Cvičení jsou povinná a vyučující bude pravidelně kontrolovat účast. V případě omluvené nepřítomnosti budou studentovi zadány příklady tak, aby se mohl zameškanou látku doučit.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty se základními metodami uvažování v matematice. Studenti si osvojí obecné principy predikátové logiky a získají tak schopnost přesného matematického uvažování a vyjadřování. Pochopí obecné principy konstruování matematických teorií a důkazů. Předmět přispěje studentům k osvojení si logického uvažování v matematice a tím i k lepšímu chápání matematických poznatků .


Po absolvování předmětu získají studenti schopnost chápání principů axiomatických matematických teorií i schopnost přesného (formálního) matematického vyjadřování. Naučí se také formálně odvozovat nové formule a dokazovat formule dané. Uvědomí si efektivitu formálního uvažování, ale také jeho hranice.

Základní literatura

A. Nerode, R.A. Shore, Logic for Applications, Springer-Verlag 1993 (EN)
E.Mendelson, Introduction to Mathematical Logic, Chapman&Hall, 2001 (EN)

Doporučená literatura

G. Metakides, A. Nerode, Principles of logic and logic programming, Elsevier, 1996 (EN)
Vítězslav Švejnar, Logika - neúplnost,složitost a nutnost, Academia Praha, 2002 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-AIM-A magisterský navazující 2 ročník, letní semestr, povinný
  • Program N-MAI-A magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinný

  • Program C-AKR-P celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu

    specializace CLS , 1 ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Josef Šlapal, CSc.

Osnova

1. Úvod do matematické logiky
2. Výroky a jejich pravdivost, logické spojky
3. Jazyk, formule a sémantika výrokové logiky
4. Princip duality, aplikace výrokové logiky
5. Formální systém výrokové logiky
6. Dokazatelnost ve výrokové logice, věta o úplnosti
7. Jazyk predikátové logiky, termy a formule
8. Sémantika predikátové logiky
9. Formální systém predikátové logiky 1. řádu
10. Dokazatelnost v predikátové logice,
11. Prenexní tvar formulí, teorie 1. řádu a jejich modely
12. Věta o úplnosti a o kompaktnosti
13. Nerozhodnutelnost teorií prvního řádu, Gödelovy věty o neúplnosti

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Josef Šlapal, CSc.

Osnova

1. Výroky, výrokové spojky, pravdivostní tabulky, tautologie a kontradikce
2. Princip duality, aplikace výrokové logiky
3. Úplné systémy a báze spojek výrokové logiky
4. Nezávislost logických spojek, axiomy výrokové logiky
5. Věta o dedukci a dokazování formulí výrokové logiky
6. Termy a formule predikátové logiky
7. Interpretace, splnitelnost a pravdivost
8. Axiomy a odvozovací pravidla predikátové logiky
9. Věta o dedukci a dokazování formulí v predikátové logice
10.Převody formulí na prenexní tvar
11.Teorie 1. řádu a jejich modely
12. Věta o úplnosti a o kompaktnosti
13. Nerozhodnutelnost teorií prvního řádu, Gödelovy věty o neúplnosti