Как построить таблицу истинности в excel

Построить таблицу истинности в Excel: основные понятия и примеры

Алгебра высказываний – точная наука, не дающая компромиссов. Чтобы решить примеры с конъюнкцией, дизъюнкцией, импликацией и т. д., можно построить таблицу истинности в прикладной программе Excel. Она оснащена набором логических функций, позволяющих автоматизировать и облегчить процесс нахождения результата.

Математическая логика: основные понятия

Основателем формальной логики считают Аристотеля. В XVII в. Г. Лейбниц предложил вводить символы для определения высказываний. Д. Буль закрепил усвоенные знания и впервые обозначил предложения символами.

Схематически «ИСТИНА» замещается 1, а «ЛОЖЬ» – 0.

Под высказыванием понимают любое повествовательное предложение, дающее какую-либо информацию и способное принимать значение истинности или ложности. В алгебре логики отвлекаются от смысловой нагрузки предложений и рассматривают только логические значения.

Под отрицанием понимают новое выражение, принимающее значение истины в случае его ложности и наоборот.

Конъюнкцией двух переменных называют новое предложение, принимающее значение истинности в случае одновременного обозначения «1» и ложности в остальных ситуациях.

Под дизъюнкцией двух высказываний понимают новое выражение, принимающее значение «ЛОЖЬ» только при одновременном наличии «0» и «ИСТИНА» в остальных вариациях.

Импликацией двух переменных называют новое предложение, в котором:

• если посылка истинна, а следствие ложно, то выражение равняется «0»;
• высказывание равняется «1» в остальных случаях.

Под эквиваленцией двух переменных понимают новое высказывание, принимающее значение истинности только в случае одинаковости элементов. Иначе предложение равняется «0».

Логические значения выражений принято оформлять в табличном виде. Есть и другое название у такого рода информации. Говорят, для высказывания нужно построить таблицу истинности. В ней указываются первоначальные значения для всех переменных, а потом вычисляется результат всего выражения.

Алгоритм реализации вычислений в логических операциях

Чтобы построить таблицу истинности, необходимо знать, в каком порядке выполняются действия. В выражении, где несколько операндов, вычисление осуществляется в следующем порядке:

• инверсия (отрицание);
• конъюнкция (логическая функция в Excel «И»);
• дизъюнкция (булев оператор в Excel «ИЛИ»);
• импликация (следствие);
• эквиваленция.

Существуют еще две операции, но для них приоритет не определен:

• штрих Шеффера;
• стрелка Пирса.

Алгоритм вычислений меняется, если выражение заключено в скобки.

Порядок построения табличной формы для логических операндов в Excel

Прежде чем находить значение выражения, нужно изучить понятие формулы алгебры логики. Определение гласит, что это сложное выражение, состоящее из простейших высказываний, соединенных между собой логическими операндами.

Пример 1. Построить таблицу истинности для конъюнкции, дизъюнкции и отрицания.

Пример 2. Дана формула алгебры логики. Построить таблицу истинности. Примеры в качестве образца даны ниже.

Пример 3. Как построить таблицу истинности в Excel, если дана формула алгебры логики в словесном описании. Высказывание: «Если треугольник – равносторонний, то все его ребра равны или все его углы равны».

Для начала необходимо разобрать составное предложение на минимальные элементы:

• Первая часть выражения: А = «треугольник равносторонний».
• Вторая: В = «все стороны фигуры равны».
• Третья: С = «все углы треугольника равны».

После этого составляется выражение и решается в программном пакете Excel.

При составлении таблиц истинности важно помнить о порядке выполнения операций.

Как сделать таблицу истинности в excel?

Функция ИСТИНА в Excel предназначена для указания логического истинного значения и возвращает его в результате вычислений.

Функция ЛОЖЬ в Excel используется для указания логического ложного значения и возвращает его соответственно.

Функция НЕ в Excel возвращает противоположное указанному логическому значению. Например, запись =НЕ(ИСТИНА) вернет результат ЛОЖЬ.

Примеры использования логических функций ИСТИНА, ЛОЖЬ и НЕ в Excel

Пример 1. В таблице Excel хранятся телефонные номера различных организаций. Звонки на некоторые из них являются бесплатными (с кодом 8800), на остальные – платные по тарифу 1,5 руб/мин. Определить стоимость совершенных звонков.

В столбце «Бесплатный» отобразим логические значения ИСТИНА или ЛОЖЬ по следующему условию: является ли код номера телефона равным «8800»? Введем в ячейку C3 формулу:

• ЛЕВСИМВ(B3;4)=»8800″ – условие проверки равенства первых четырех символов строки указанному значению («8800»).
• Если условие выполняется, функция ИСТИНА() вернет истинное логическое значение;
• Если условие не выполнено, функция ЛОЖЬ() вернет ложное логическое значение.

Аналогично определим является ли звонок бесплатным для остальных номеров. Результат:

Для расчета стоимости используем следующую формулу:

• C3=ИСТИНА() – проверка условия «является ли значение, хранящееся в ячейке C3 равным значению, возвращаемым функцией (логическое истина)?».
• 0- стоимость звонка, если условие выполнено.
• D3*1,5 – стоимость звонка, если условие не выполнено.

Мы получили суммарную стоимость вех совершенных звонков по всем организациям.

Как посчитать среднее значение по условию в Excel

Пример 2. Определить средний балл за экзамен для группы студентов, в составе которой есть студенты, которые его провалили. Так же необходимо получить среднюю оценку успеваемости только лишь для тех студентов, которые сдали экзамен. Оценка студента, не сдавшего экзамен, должна учитываться как 0 (нуль) в формуле для расчета.

Для заполнения столбца «Сдал» используем формулу:

Создадим новый столбец, в который перезапишем оценки при условии, что оценка 2 интерпретируется как 0 с использованием формулы:

Определим средний балл по формуле:

Теперь получим средний балл успеваемости, для студентов, которые допущены к следующим экзаменам. Для этого воспользуемся еще одной логической функцией СРЗНАЧЕСЛИ:

Как получить значение по модулю числа без использования функции ABS

Пример 3. Реализовать алгоритм определения значения модуля числа (абсолютную величину), то есть альтернативный вариант для функции ABS.

Для решения используем формулу массива:

=ЕСЛИ(НЕ(A3:A100, функция НЕ будет возвращать ЛОЖЬ.

Если единственным аргументом функции НЕ является текстовая строка, функция вернет код ошибки #ЗНАЧ!. В вычислительной технике используется специальный логический тип данных (в программировании имеет название «булев» тип или Boolean в честь известного математика Джорджа Буля). Этот тип данных оперирует всего двумя значениями: 1 и 0 (ИСТИНА, ЛОЖЬ). В Excel истинному логическому значению также соответствует число 1, а ложному логическому значению – также числовое значение 0 (нуль). Функции ИСТИНА() и ЛОЖЬ() могут быть введены в любую ячейку или использоваться в формуле и будут интерпретированы в качестве логических значений соответственно. Обе рассмотренные выше функции необходимы для обеспечения совместимости с другими программными продуктами, предназначенными для работы с таблицами. Функция НЕ позволяет расширить возможности функций, предназначенных для выполнения логической проверки. Например, при использовании данной функции в качестве аргумента лог_выражение функции ЕСЛИ, можно обеспечить проверку сразу нескольких условий.

Они могут принимать значения «истина» или «ложь» (1 или 0). Для функции, содержащей две переменные, наборов значений переменных всего четыре:

Значения логических функций определяются с помощью таблица истинности.

Таблицы истинности для основных двоичных логических функций

1. Конъюнкция (логическое умножение) – сложное логическое выражение, которое является истинным только в том случае, когда истинны оба входящих в него простых выражения.

Обозначение:

2. Дизъюнкция (логическое сложение) – это сложное логическое выражение, которое истинно, если хотя бы одно из простых логических выражений истинно и ложно, если оба простых логических выражения ложны.

Обозначение:

3. Импликация (логическое следствие) – это сложное логическое выражение, которое является ложным тогда и только тогда, когда условие истинно, а следствие ложно.

Обозначение:

4. Эквиваленция – это сложное логическое высказывание, которое является истинным только при одинаковых значениях истинности простых выражений, входящих в него.

Обозначение:

5. Логическое отрицание (инверсия) делает истинное высказывание ложным и, наоборот, ложное – истинным.

Обозначение:

6. Штрих Шеффера – операция, отрицающая конъюнкцию, т.е. значение ложно тогда и только тогда, когда оба простых выражения истинны.

Обозначение:

7. Стрелка Пирса – операция, отрицающая конъюнкцию, т.е. значение истинно тогда и только тогда, когда оба простых выражения ложны.

Обозначение:

Порядок выполнения логических операций

При построении таблицы истинности необходимо учитывать порядок выполнения логических операций:

1. Инверсия
2. Конъюнкция
3. Дизъюнкция
4. Импликация
5. Эквиваленция
6. Штрих Шеффера
7. Стрелка Пирса

Для последних двух операций приоритет не определен.

Замечание. Если необходимо изменить указанный порядок выполнения логических операций используются скобки.

Примеры решения задач

по теме «Построение таблиц истинности с помощью электронных таблиц Excel»

Цель работы: познакомиться с логическими функциями Excel, научиться строить таблицы истинности сложных высказываний.

Порядок выполнения работы.

1.Найдите обозначения логических функций, которые имеются в Excel

Построить таблицу истинности в Excel: основные понятия и примеры

Алгебра высказываний – точная наука, не дающая компромиссов. Чтобы решить примеры с конъюнкцией, дизъюнкцией, импликацией и т. д., можно построить таблицу истинности в прикладной программе Excel. Она оснащена набором логических функций, позволяющих автоматизировать и облегчить процесс нахождения результата.

Математическая логика: основные понятия

Основателем формальной логики считают Аристотеля. В XVII в. Г. Лейбниц предложил вводить символы для определения высказываний. Д. Буль закрепил усвоенные знания и впервые обозначил предложения символами.

Схематически «ИСТИНА» замещается 1, а «ЛОЖЬ» – 0.

Под высказыванием понимают любое повествовательное предложение, дающее какую-либо информацию и способное принимать значение истинности или ложности. В алгебре логики отвлекаются от смысловой нагрузки предложений и рассматривают только логические значения.

Под отрицанием понимают новое выражение, принимающее значение истины в случае его ложности и наоборот.

Конъюнкцией двух переменных называют новое предложение, принимающее значение истинности в случае одновременного обозначения «1» и ложности в остальных ситуациях.

Под дизъюнкцией двух высказываний понимают новое выражение, принимающее значение «ЛОЖЬ» только при одновременном наличии «0» и «ИСТИНА» в остальных вариациях.

Импликацией двух переменных называют новое предложение, в котором:

• если посылка истинна, а следствие ложно, то выражение равняется «0»;
• высказывание равняется «1» в остальных случаях.

Под эквиваленцией двух переменных понимают новое высказывание, принимающее значение истинности только в случае одинаковости элементов. Иначе предложение равняется «0».

Логические значения выражений принято оформлять в табличном виде. Есть и другое название у такого рода информации. Говорят, для высказывания нужно построить таблицу истинности. В ней указываются первоначальные значения для всех переменных, а потом вычисляется результат всего выражения.

Алгоритм реализации вычислений в логических операциях

Чтобы построить таблицу истинности, необходимо знать, в каком порядке выполняются действия. В выражении, где несколько операндов, вычисление осуществляется в следующем порядке:

• инверсия (отрицание);
• конъюнкция (логическая функция в Excel «И»);
• дизъюнкция (булев оператор в Excel «ИЛИ»);
• импликация (следствие);
• эквиваленция.

Существуют еще две операции, но для них приоритет не определен:

• штрих Шеффера;
• стрелка Пирса.

Алгоритм вычислений меняется, если выражение заключено в скобки.

Порядок построения табличной формы для логических операндов в Excel

Прежде чем находить значение выражения, нужно изучить понятие формулы алгебры логики. Определение гласит, что это сложное выражение, состоящее из простейших высказываний, соединенных между собой логическими операндами.

Пример 1. Построить таблицу истинности для конъюнкции, дизъюнкции и отрицания.

Пример 2. Дана формула алгебры логики. Построить таблицу истинности. Примеры в качестве образца даны ниже.

Пример 3. Как построить таблицу истинности в Excel, если дана формула алгебры логики в словесном описании. Высказывание: «Если треугольник – равносторонний, то все его ребра равны или все его углы равны».

Для начала необходимо разобрать составное предложение на минимальные элементы:

• Первая часть выражения: А = «треугольник равносторонний».
• Вторая: В = «все стороны фигуры равны».
• Третья: С = «все углы треугольника равны».

После этого составляется выражение и решается в программном пакете Excel.

При составлении таблиц истинности важно помнить о порядке выполнения операций.

Построение таблиц истинности в электронной таблице Excel. — презентация

Презентация на тему: " Построение таблиц истинности в электронной таблице Excel." — Транскрипт:

1 Построение таблиц истинности в электронной таблице Excel

2 Цели урока: обобщение и систематизация знаний по темам «Таблицы истинности», «Преобразование логических выражений», «Решение логических задач»; формирование умения автоматизировать решение логических задач в электронных таблицах MS Excel.

3 Проверка домашней работы: Круги Эйлера – Венна: 66, 67; Табличный способ решения логических задач: 59, 127.

4 Инверсия — логическое отрицание От лат. inversio — переворачиваю Логическое отрицание делает истинное высказывание ложным и, наоборот, ложное – истинным. AF=А Таблица истинности функции логического отрицания В переводе на естественный язык: «Не А» «Неверно, что А» ИСТИНА – 1 ЛОЖЬ — 0

5 Конъюнкция — логическое умножение От лат. conjunctio — связываю Результат логического умножения является истинным тогда и только тогда, когда истинны все входящие в него простые высказывания. Таблица истинности функции логического умножения ABF=A*B В переводе на естественный язык: «и А, и В» «как А, так и В» «А вместе с В» «А несмотря на В» «А, в то время как В» И,, and, &, *, ·

6 Дизъюнкция — логическое сложение От лат. disjunctio – различаю Результат логического сложения является истинным тогда, когда истинно хотя бы одно из входящих в него простых высказываний. В переводе на естественный язык: «А или В» Таблица истинности функции логического сложения ABF=A+B ИЛИ,, or, +

7 Импликация — логическое следование Результат логического следования является ложным тогда и только тогда, когда из истины следует ложь. От лат. implicatio – тесно связывать Таблица истинности функции логического следования ABF=A B А – условие, В – следствие, В переводе на естественный язык: «если А, то В» «В, если А» «Когда А, тогда В» «А достаточно для В» «А только тогда, когда В» «Для А необходимо, чтобы В»

8 Эквивалентность — логическое равенство Результат логического равенства является истинным тогда и только тогда, когда оба высказывания одновременно либо истинны, либо ложны. От лат. aeguivalens – равноценное Таблица истинности функции логического равенства ABF=A B В переводе на естественный язык: «А эквивалентно В» «А тогда и только тогда, когда В» =,,

9 В естественном языкеВ логике … и … … или … Неверно, что… … в том и только в том случае … … если …, то … … тогда и только тогда, когда … … не … Ниже приведена таблица, левая колонка которой содержит основные логические союзы (связки), с помощью которых в естественном языке строятся сложные высказывания. Заполните правую колонку таблицы соответствующими названиями логических операций.

10 В естественном языкеВ логике. и. конъюнкция. или. дизъюнкция Неверно, что. отрицание. хотя. конъюнкция. в том и только в том случае. эквивалентность. но. конъюнкция. а. конъюнкция Если. то. импликация. однако. конъюнкция. тогда и только тогда, когда. эквивалентность Либо. либо. строгая дизъюнкция. необходимо и достаточно. эквивалентность Из. следует. импликация. влечет. импликация. равносильно. эквивалентность. необходимо. импликация. достаточно. обратная импликация

11 Алгоритм построения таблицы истинности: 1.Подсчитать количество переменных n в логическом выражении; 2.Определить число строк в таблице, которое равно 2 n 3.Подсчитать количество логических операций в логическом выражении m и определить количество столбцов в таблице, которое равно m + n 4.Ввести названия столбцов таблицы в соответствии с последовательностью выполнения логических операций с учетом скобок и приоритетов; 5.Заполнить столбцы входных переменных наборами значений; 6.Провести заполнение таблицы истинности по столбцам, выполняя логические операции в соответствии с установленной в п.4 последовательностью.

12 Построение таблиц истинности в электронной таблице Excel.

13 Как построить таблицу истинности в Microsoft Excel Алгоритм: 1.Установить по формуле последовательность выполнения логических операций; 2. Записать названия столбцов и возможные наборы значений исходных логических переменных; 3. Создать логические формулы: вставка — функция; выбрать категорию: логические; указать ячейки, в которых хранятся аргументы функции; протянуть формулу для всех значений логических переменных.

14 Составить таблицу истинности для логического выражения А & (В۷С).

15 АВСС(В ۷ С)А & (В ۷ С)

16 Составить таблицу истинности для логического выражения в тетради: F = (А۷В) & (А۷С) & (В&С) & А F = A & B v A & B F = A & (B & B C) F= A (B & C) F= (A & B) v (A & B) F= A & (B v B & C)

17 Домашняя работа: 1 ( 46). Обсуждая конструкцию нового трёхмоторного самолёта, трое конструкторов поочередно высказали следующие предположения: 1) при отказе второго двигателя надо приземляться, а при отказе третьего можно продолжать полёт; 2) при отказе первого двигателя лететь можно, или при отказе третьего двигателя лететь нельзя; 3) при отказе третьего двигателя лететь можно, но при отказе хотя бы одного из остальных надо садиться. Лётные испытания подтвердили правоту каждого из конструкторов. Определите, при отказе какого из двигателей нельзя продолжать полёт. 2 ( 54). Представим такую ситуацию: по телевизору синоптик объявляет прогноз погоды на завтра и утверждает следующее: 1. Если не будет ветра, то будет пасмурная погода без дождя. 2. Если будет дождь, то будет пасмурно и без ветра. 3. Если будет пасмурная погода, то будет дождь и не будет ветра. Так какая же погода будет завтра? Уровень знания: Записать условие задач 1 и 2 на языке алгебры логики. Разобрать решение задач в учебнике (п ) Уровень понимания: + Сформулировать достоинства и недостатки метода решения задач, основанного на алгебре логики. Уровень применения: + Сформулировать тип логических задач, решаемых данным методом.