Lógica/Cálculo Proposicional Clássico/Axiomática
Introdução
Uma outra forma de lidar sintáticamente com o CPC é axiomaticamente. Como você deve saber, axiomas são proposições tomadas como verdadeiras a partir das quais os teoremas são derivados.
Funciona assim:
Seja o conjunto dos axiomas e todas suas instâncias, se , então . Ou seja, se é dedutível dos axiomas, então é teorema.
E seja um conjunto qualquer de fórmulas, se então . Ou seja, se é dedutível de um conjunto de fórmulas juntamente com os axiomas, então um raciocínio que tenha como premissas e como conclusão é válido.
A escolha adequada de axiomas e da regra de inferência primitiva confere ao sistema tanto a correção quanto a completude.
Axiomática de Frege
Gottlob Frege usava apenas a implicação e a negação como operadores primitivos, definindo as demais operações por meio destes, mas sem criar símbolos para expressá-las. Sua axiomática do CPC tem seis axiomas e uma regra de inferência.
Por questões de economia, demonstraremos algumas regras de inferência derivadas e as aplicaremos.
Nas tabelas onde as deduções são expressas, "wff" significa "well formed formula", ou seja, "fórmula bem formada".
- Axiomas
THEN-1:
THEN-2:
THEN-3:
FRG-1:
FRG-2:
FRG-3:
- Regra de Inferência
MP:
Regra THEN-1*:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | premissa | |
| 2. | THEN-1 | |
| 3. | MP 1,2. |
Regra THEN-2*:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | premissa | |
| 2. | THEN-2 | |
| 3. | MP 1,2. |
Regra THEN-3*:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | premissa | |
| 2. | THEN-3 | |
| 3. | MP 1,2. |
Regra FRG-1*:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | FRG-1 | |
| 2. | premissa | |
| 3. | MP 2,1. |
Regra TH1*:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | premissa | |
| 2. | THEN-1 | |
| 3. | MP 1,2 | |
| 4. | THEN-2 | |
| 5. | MP 3,4 | |
| 6. | premissa | |
| 7. | MP 6,5. |
Teorema TH1:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | THEN-1 | |
| 2. | THEN-2 | |
| 3. | TH1* 1,2 | |
| 4. | THEN-3 | |
| 5. | MP 3,4. |
Teorema TH2:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | THEN-1 | |
| 2. | FRG-1 | |
| 3. | TH1* 1,2. |
Teorema TH3:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | TH 2 | |
| 2. | THEN-3 | |
| 3. | MP 1,2. |
Teorema TH4:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | TH3 | |
| 2. | FRG-1 | |
| 3. | MP 1,2 | |
| 4. | FRG-2 | |
| 5. | TH1* 3,4. |
Teorema TH5:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | FRG-1 | |
| 2. | THEN-3 | |
| 3. | MP 1,2 | |
| 4. | FRG-3, with A := B | |
| 5. | TH1* 4,3 | |
| 6. | FRG-1 | |
| 7. | MP 5,6. |
Teorema TH6:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | TH4, with A := B, B := A | |
| 2. | TH5, with A := B, B := A | |
| 3. | FRG-1 | |
| 4. | MP 2,3 | |
| 5. | TH1* 4,1. |
Teorema TH7:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | FRG-3 | |
| 2. | FRG-2 | |
| 3. | TH1* 1,2. |
Teorema TH8:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | TH7, com A := | |
| 2. | THEN-3 | |
| 3. | MP 1,2. |
Teorema TH9:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | THEN-1, com A := B, B := . |
Teorema TH10:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | TH7 | |
| 2. | THEN-3 | |
| 3. | MP 1,2 | |
| 4. | TH5 | |
| 5. | TH1* 3,4. |
Teorema TH11:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | TH10 | |
| 2. | THEN-2 | |
| 3. | MP 1,2 | |
| 4. | TH5 | |
| 5. | TH1* 3,4. |
Teorema TH12:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | THEN-1 | |
| 2. | TH1 | |
| 3. | MP 1,2 | |
| 4. | THEN-1 | |
| 5. | TH1* 3,4. |
Teorema TH13:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | THEN-2 | |
| 2. | THEN-3* 1 | |
| 3. | TH7 | |
| 4. | MP 3,2. |
Regra TH14*:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | premissa | |
| 2. | THEN-1 | |
| 3. | MP 1,2 | |
| 4. | THEN-2 | |
| 5. | MP 3,4 | |
| 6. | THEN-1 | |
| 7. | MP 5,6 | |
| 8. | THEN-2* 7 | |
| 9. | premissa | |
| 10. | MP 9,8. |
Teorema TH15:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | THEN-2 | |
| 2. | TH12 | |
| 3. | TH14* 1,2 | |
| 4. | THEN-3* 3 | |
| 5. | THEN-1 | |
| 6. | TH1* 5,4 | |
| 7. | THEN-3* 6 | |
| 8. | TH13 | |
| 9. | TH1* 7,8. |
Teorema TH16:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | FRG-1 | |
| 2. | THEN-3* 1 | |
| 3. | FRG-3 | |
| 4. | TH1* 3,2 | |
| 5. | THEN-3* 4 | |
| 6. | FRG-2 | |
| 7. | THEN-1 | |
| 8. | MP 6,7 | |
| 9. | THEN-2 | |
| 10. | MP 8,9 | |
| 11. | TH1* 5,10. |
Teorema TH17:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | TH16, com B := \neg B | |
| 2. | FRG-3 | |
| 3. | THEN-1 | |
| 4. | MP 2,3 | |
| 5. | THEN-2 | |
| 6. | MP 4,5 | |
| 7. | TH1* 6,1. |
Teorema TH18:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | THEN-1 | |
| 2. | TH16 | |
| 3. | TH1* 2,1 | |
| 4. | TH15 | |
| 5. | MP 3,4 | |
| 6. | TH17 | |
| 7. | TH1* 5,6 | |
| 8. | THEN-2 | |
| 9. | MP 7,8 | |
| 10. | FRG-1 | |
| 11. | TH1* 10,9 | |
| 12. | TH17 | |
| 13. | TH1* 11,12. |
Teorema TH19:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | TH10 | |
| 2. | FRG-3 | |
| 3. | THEN-1 | |
| 4. | MP 2,3 | |
| 5. | THEN-2 | |
| 6. | MP 4,5 | |
| 7. | FRG-1* 6 | |
| 8. | TH14* 1,7 | |
| 9. | TH18 | |
| 10. | FRG-1* 9 | |
| 11. | TH14* 8,10 | |
| 12. | THEN-1* 11 | |
| 13. | THEN-2* 12 | |
| 14. | THEN-2 | |
| 15. | TH1* 13,14 | |
| 16. | FRG-1 | |
| 17. | TH1* 16,15 | |
| 18. | TH16 | |
| 19. | TH14* 17,18 | |
| 20. | FRG-1 | |
| 21. | TH1 | |
| 22. | MP 20,21 | |
| 23. | TH1* 19,22. |
Teorema TH20:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | TH11 | |
| 2. | TH7 | |
| 3. | MP 2,1. |
Teorema TH21:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | TH2, com B := ~B | |
| 2. | FRG-2 | |
| 3. | TH14* 1,2. |
Prova de que o terceiro axioma é dedutível dos dois primeiros
O lógico e filósofo polonês Jan Łukasiewicz, famoso por seus estudos em lógicas não-clássicas, provou que o THEN-3 é dedutível do THEN-1 e do THEN-2.
- THEN-1:
- THEN-2:
- Tese 1:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | THEN-1* | |
| 2. | THEN-2 | |
| 3. | MP 1,2. |
*
*
- Tese 2:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | THEN-2* | |
| 2. | Prop. 1 | |
| 3. | MP 1,2. |
*
*
*
- Tese 3:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | Prop.2 | |
| 2. | THEN-1* | |
| 3. | MP 1,2. |
*
*
- Tese 4:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | THEN-2* | |
| 2. | Prop.3 | |
| 3. | MP 1,2. |
*
*
*
- Tese 5:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | THEN-1* | |
| 2. | THEN-1 | |
| 3. | MP 1,2. |
*
*
- Tese 6:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | Prop.4* | |
| 2. | Prop.5** | |
| 3. | MP 1,2. |
*
*
**
**
**
- Tese 7:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | Prop.3* | |
| 2. | Prop.6 | |
| 3. | MP 1,2. |
*
*
*
- THEN-3:
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | Prop.7* | |
| 2. | THEN-2 | |
| 3. | MP 1,2. |
*
*
Axiomática de 5 operadores
- THEN-1:
- THEN-2:
- AND-1:
- AND-2:
- AND-3:
- OR-1:
- OR-2:
- OR-3:
- NOT-1:
- NOT-2:
- NOT-3:
- IFF-1:
- IFF-2:
- IFF-3:
Alguns Teoremas
| # | wff | razão |
|---|---|---|
| 1. | THEN-1* | |
| 2. | THEN-1** | |
| 3. | THEN-2***. | |
| 4. | 2,3 MP. | |
| 5. | 1,4 MP. |
* ,
** ,
*** , ,