LEYES Y TEOREMAS BÁSICOS DEL ÁLGEBRA DE BOOLE

LEYES Y TEOREMAS BÁSICOS DEL ÁLGEBRA DE BOOLE

Leyes fundamentales

El resultado de aplicar cualquiera de las tres operaciones definidas a variables del sistema booleano resulta en otra variable del sistema, y este resultado es único.

Ley de idempotencia: A + A = A y A • A = A

Ley de involución: (A')' = A

Ley conmutativa: A + B = B + A y A • B = B • A

Ley asociativa: A + (B + C) = (A + B) + C y A • (B • C) = (A • B) • C

Ley distributiva: A + B • C = (A + B) • (A + C) y A • (B + C) = A • B + A • C

Ley de absorción: A + A • B = A y A • (A + B) = A

Ley de De Morgan: (A + B)' = A' • B' y (A • B)' = A' + B'

Principio de dualidad

El concepto de dualidad permite formalizar este hecho: a toda relación o ley lógica le corresponderá su dual, formada mediante el intercambio de los operadores unión con los de intersección, y de los 1 con los 0.

Adición Producto

1 A + A' = 1 A • A' = 0

2 A + 0 = A A • 1 = A

3 A + 1 = 1 A • 0 = 0

4 A + A = A A • A = A

5 A + B = B + A A • B = B • A

6 A + (B + C) = (A + B) + C A • (B • C) = (A • B) • C

7 A + B • C = (A + B) • (A + C) A • (B + C) = A • B + A • C

8 A + A • B = A A • (A + B) = A

9 (A + B)' = A' • B' (A • B)' = A' + B'

Teorema de MorganEl teorema de MORGAN sirve para transformar funciones que se SUMAN en funciones que se MULTIPLICAN o VICEVERSA

La aplicación de este teorema es fundamental porque permite reemplazar una compuerta OR por una AND o realizar un circuito lógico UTILIZANDO SOLAMENTE compuertas NAND.

veamos...........

Ahora representamos la función original con compuertas combinadas...

Veremos cómo se representa la función obtenida despues de aplicar el teorema de MORGAN...

La ventaja de esta práctica es que sólo tenemos que comprar un solo tipo de integrados (COMPUERTAS NAND)

Aplicación . El Teorema de Morgan permite transformar funciones producto en funciones suma y

viceversa. Su principal aplicación práctica es realizarcircuitos digitales utilizando un solo tipo de

compuerta. También es muy utilizado en el álgebra booleana para obtener el complemento de una

expresión o una función, además para simplificar expresiones y funciones booleanas.

El teorema de Morgan es una herramienta muy útil para desarrollar circuitos digitales, ya que permite

obtener la función de una compuerta lógica con la combinación de otras compuertas lógicas, por ejemplo

se puede realizar la función de la compuerta NAND con una compuerta OR y dos compuertas inversoras,

y se puede obtener la función de una compuerta NOR con una compuerta AND y dos compuertas

inversoras. 

Ejemplo de aplicación práctica

En este ejemplo vamos a obtener la función de una compuerta NAND de tres entradas a partir de la

combinación de una compuerta OR de tres entradas y tres compuertas inversoras, o la combinación

de tres compuertas OR de dos entradas y tres compuertas inversoras.

Compuerta NAND

Combinación de la compuerta OR y los tres inversores

En este ejemplo vamos a obtener la función de una compuerta NOR de tres entradas a partir de la

combinación de una compuerta AND de tres entradas y tres compuertas inversoras, o la combinación

de tres compuertas AND de dos entradas y tres compuertas inversoras.

Compuerta NOR

Combinación de la compuerta AND y los tres inversores

Leyes de MorganLas Proposiciones Una proposición es una afirmación que puede recibir un valor de verdad falso (F), o bien verdadero (V), pero no ambos a la vez. 

Su denotación generalmente la encontramos con las letras (p, q, r) 

Conectores Lógicos Podemos formar nuevas proposiciones a partir proposiciones dadas mediante el uso de conectivos lógicos. Algunos de ellos son: ^ “y” conjunción v “o” disyunción -> “si —, entonces” implicación <-> “si y sólo si” doble implicación ¬ “no” negación 

Leyes de Morgan Son una parte de la Lógica proposicional, analítica ,y fueron creada por Augustus de Morgan. 

Estas declaran las reglas de equivalencia en las que se muestran que dos proposiciones pueden ser lógicamente equivalentes. 

Las Leyes de Morgan permiten: El cambio del operador de conjunción en operador de disyunción y viceversa. Las proposiciones conjuntivas o disyuntivas a las que se aplican las leyes de Morgan pueden estar afirmadas o negadas (en todo o en sus partes). 

Casos: ¬(P ^ Q) ≡ (¬P v ¬Q) Si nos encontramos con una proposición conjuntiva totalmente negada, la ley de Morgan nos permite transformarla en una proposición disyuntiva con cada uno de su miembros negados 

¬(P v Q) ≡ (¬P ^ ¬Q) Si nos encontramos con una proposición disyuntiva totalmente negada, la ley de Morgan nos permite transformarla en una proposición conjuntiva con cada uno de sus miembros negados 

(P ^ Q) ≡ ¬ (¬ P v ¬ Q) Si nos encontramos con una proposición conjuntiva afirmada, la ley de Morgan nos permite transformarla en una proposición disyuntiva negada en su totalidad y en sus miembros. 

(P v Q) ≡ ¬(¬P ^ ¬Q) Si nos encontramos con una proposición disyuntiva afirmada, la ley de Morgan nos permite transformarla en una proposición conjuntiva negada en su totalidad y en sus miembros 

5. LEYES DE D’MORGAN

Estas leyes establecen los complementos de la unión e intersección entre conjuntos:

Primera ley. El complemento de la unión de dos conjuntos es la intersección de sus complementos.

En el diagrama de la izquierda,   viene dada por la región en blanco y    está representado por el área verde sombreada verticalmente. Por su parte en el

diagrama de la derecha,    es la región sombreada horizontalmente,   es el área

sombreada verticalmente, por lo que   está representado por la superficie cuadriculada en verde. Las regiones resultantes son iguales.

   

Teorema del consensoDa Wikipedia, l'enciclopedia libera.

Il teorema del consenso è estremamente utile nella semplificazione di una espressione Booleana.

In una espressione del tipo   si dimostra che il termine   è ridondante e può

essere eliminato semplificando l'espressione originaria in  . Infatti se   si deve

avere   e   e pertanto uno qualsiasi dei due termini   e   deve valere  , sia che

valga   oppure valga  .

Teorema del Consenso

Dimostrazione La prova del teorema è molto semplice in quanto basta verificare che il primo

termine a sinistra dell'uguaglianza è equivalente al secondo.

Il termine ridondante   è detto termine di consenso e rappresenta il consenso dei

termini   e  . In generale, dati due termini in cui una variabile compare in un termine e

il complemento della stessa variabile compare nell'altro, il termine di consenso è formato

dal prodotto dei due termini in questione eliminando da essi la variabile e il suo

complemento.

Ad esempio il consenso di   e   è  .

Forma Duale del Teorema del Consenso

Teorema de dualidad

Todo problema de optimización (primal), tiene un problema asociado (dual) con numerosas propiedades que los relacionan y nos permiten hacer un mejor análisis de los problemas.

A continuación se describen los resultados que se ocuparan en la resolución de los problemas.

Bastante en general, para encontrar el dual de un problema lineal:

1. Si es problema de minimización el dual será de maximización y viceversa.

2. En el dual habrá tantas variables como restricciones 2 en el primal.

3. En el dual habrá tantas restricciones como variables en el primal.

4. Los coeficientes de la función objetivo del dual vendrán dados por los coeficientes del lado derecho de las restricciones del primal.

5. Los coeficientes del lado derecho del dual vendrán dados por los coeficientes de la función objetivo del primal.

6. Los coeficientes que acompañaran a las variable en una restricción del dual corresponderán a aquellos coeficientes que acompañan a la variable primal correspondiente a la restricción dual 3.

7. Para saber si las restricciones duales son de , = ´o , se recurre a la tabla de relaciones primal-dual.

Para saber si las variables duales son  se recurre a tabla de relaciones primal dual.

Consideremos el siguiente par primal-dual:

Teorema débil de dualidad

Si  e  son factibles para (P) y (D) respectivamente, entonces z()  w().

Teorema fundamental de dualidad

Dados un par de problemas primal-dual, si uno de ellos admite solución óptima, entonces el otro también la admite y los respectivos valores óptimos son iguales.

Teorema de holgura complementaria

Sea  una matriz de m filas y n columnas.

Sea el par primal-dual siguiente:

Sean Si  e e  soluciones factibles para los problema (P) y (D) respectivamente. Si   e e son óptimos si y solo si:

Notar que  son las variable de holgura de los problemas (P) y (D) respectivamente.