Меню

Главная
Случайная статья
Настройки
Пересечения предполных классов булевой логики
Материал из https://ru.wikipedia.org

Пересечения предполных классов булевой логики являются замкнутыми классами в . Пересечениями предполных классов не исчерпываются все замкнутые классы в , так как пересечений конечное число, а всего замкнутых классов счётное число.

Содержание

Функции, сохраняющие константы

Функция, сохраняющая константы, — функция , для которой выполняются два условия:
  • ;
  • .


Примеры: тождественная функция , конъюнкция , дизъюнкция , функция голосования , . Для количество -арных функций, сохраняющих константы, равно . Нульарных функций, сохраняющих константы, нет.

Класс функций, сохраняющих константы, является замкнутым и равен (обозначение Поста — [1]). Он является предполным в и . В 4 предполных класса: , , , [2]. Примеры базисов: , , [3]. Порядок равен [4]. В есть шефферовы функции, например . Минимальное количество функций в базисе — , максимальное — .

Функция сохраняет константы тогда и только тогда, когда она является -функцией (то есть отождествление переменных ). Поэтому, класс можно определить как множество всех -функций. Именно так он определялся в некоторой старой литературе, включая монографию Поста[5][1]. Класс самодвойственен.

Монотонные функции без 1

Монотонные функции, не равные тождественно 1, образуют замкнутый класс, равный . Класс двойственен к . Он является предполным в классах и . Обозначение Поста — [6]. Предполных класса 3: (класс монотонных функций, не равных тождественно константе), (класс монотонных фукнций, удовлетворяющих условию ) и (класс дизъюнкций с константами)[2]. Примеры базисов: , [7]. Минимальное количество функций в базисе — , максимальное — . В классе монотонных функций, не равных тождественно 1, нет шефферовой функции. Порядок класса монотонных функций, не равных тождественно 1, равен [2]. Любой базис класса монотонных функций без 1 имеет функцию, тождественно равную .

Монотонные функции без 0

Монотонные функции, не равные тождественно 0, образуют замкнутый класс, равный . Класс двойственен к . Он является предполным в классах и . Обозначение Поста — [8]. Предполных класса 3: (класс монотонных функций, не равных тождественно константе), (класс монотонных функций, удовлетворяющих условию ) и (класс дизъюнкций с константами)[2]. Примеры базисов: , [3]. Минимальное количество функций в базисе — , максимальное — . В классе монотонных функций, не равных тождественно 0, нет шефферовой функции. Порядок класса монотонных функций, не равных тождественно 0, равен [2]. Любой базис класса монотонных функций без 0 имеет функцию, тождественно равную .

Монотонные функции без констант

Монотонные функции, не равные тождественно константе, образуют замкнутый класс, равный . Он является предполным в классах , и . Обозначение Поста — [1]. Предполных класса 2: (класс монотонных фукнций, удовлетворяющих условию и сохраняющих 1) и (класс монотонных функций, удовлетворяющих условию и сохраняющих 0)[2]. Примеры базисов: [3], . В есть шефферовы функции, например . Минимальное количество функций в базисе — , максимальное — . Порядок класса монотонных функций без констант равен [2]. Класс самодвойственен.

Линейные функции, сохраняющие 0

Линейные функции, сохраняющие 0, образуют замкнутый класс . Обозначение Поста — [9]. Булева функция является линейной, сохраняющей 0, тогда и только тогда, когда её полином Жегалкина линейный без свободного члена. То есть она имеет вид:


Булева функция является линейной, сохраняющей 0, тогда и только тогда, когда её кополином Жегалкина линейный и имеет нечётное число на равных тождественно членов. То есть она имеет один из двух видов:


Класс является предполным в и в . Предполных класса 2: и (все селекторы и функции, тождественно равные 0)[2]. Примеры базисов: , . В есть шефферовы функции, например . Минимальное количество функций в базисе — , максимальное — . Порядок класса линейных функций, сохраняющих 0, равен . Класс двойственен классу .

Линейные функции, сохраняющие 1

Линейные функции, сохраняющие 1, образуют замкнутый класс . Обозначение Поста — [9]. Булева функция является линейной, сохраняющей 1, тогда и только тогда, когда её кополином Жегалкина линейный без свободного члена. То есть она имеет вид:


Булева функция является линейной, сохраняющей 1, тогда и только тогда, когда её полином Жегалкина линейный и имеет нечётное число ненулевых членов. То есть она имеет один из двух видов:


Класс является предполным в и в . Предполных класса 2: и (все селекторы и функции, тождественно равные 1)[2]. Примеры базисов: , . В есть шефферовы функции, например . Минимальное количество функций в базисе — , максимальное — . Порядок класса линейных функций, сохраняющих 1, равен . Класс двойственен классу .

Линейные самодвойственные функции

Линейные самодвойственные функции образуют замкнутый класс . Обозначение Поста — [10]. Булева функция является линейной самодвойственной тогда и только тогда, когда её полином Жегалкина линейный и в него входит нечётное число переменных. То есть он имеет вид:


Двойственно, функция является линейной самодвойственной тогда и только тогда, когда её кополином Жегалкина линейный и в него входит нечётное число переменных. То есть он имеет вид:


Класс является предполным в и в . Предполных класса 2: и (все селекторы и отрицания селекторов)[2]. Примеры базисов: , . В есть шефферовы функции, например . Минимальное количество функций в базисе — , максимальное — . Порядок класса линейных самодвойственных функций равен . Класс самодвойственен.

Самодвойственные функции, сохраняющие константы

Самодвойственные функции, сохраняющие константы, образуют замкнутый класс . Обозначение Поста — [11]. Самодвойственная функция сохраняет одну из констант тогда и только тогда, когда она сохраняет другую константу. Количество самодвойственных функций, сохраняющих константы, арности равно .

Класс является предполным в и в . Предполных класса 2: и [2]. Примеры базисов: [12], . В есть шефферовы функции, например . Минимальное количество функций в базисе — , максимальное — . Порядок класса самодвойственных функций, сохраняющих константы, равен . Класс самодвойственен.

Линейные функции, сохраняющие константы

Линейные функции, сохраняющие константы, образуют замкнутый класс . Обозначение Поста — [11]. Булева функция является линейной, сохраняющей константы, тогда и только тогда, когда её полином Жегалкина линейный без свободного члена и содержит нечётное число ненулевых членов. То есть она имеет вид:


Двойственно, булева функция является линейной, сохраняющей константы, тогда и только тогда, когда её кополином Жегалкина линейный без свободного члена и содержит нечётное число входящих в него членов. То есть она имеет вид:


Для линейной функции равносильны следующие 3 условия:
  • сохранение констант;
  • сохранение и самодвойственность;
  • сохранение и самодвойственность.


Класс является предполным в , , и в . Предполный класс один — класс селекторов [2]. Базис всегда состоит из одной функции, например: . Любая линейная функция, сохраняющая константы, не являющаяся при этом селектором, образует базис и является шефферовой. Этим исчерпываются все базисы . Порядок класса линейных функций, сохраняющих константы, равен . Класс самодвойственный.

Монотонные самодвойственные функции

Монотонные самодвойственные функции образуют замкнутый класс . Обозначение Поста — [13]. Любая монотонная самодвойственная функция сохраняет константы.

Класс является предполным в , и в . Предполный класс один — класс селекторов [2]. Базис всегда состоит из одной функции, например: . Любая монотонная самодвойственная функция, не являющаяся при этом селектором, образует базис и является шефферовой. Этим исчерпываются все базисы . Порядок класса монотонных самодвойственных функций равен . Класс самодвойственный.

Селекторы с константами

Селекторы с константами образуют замкнутый класс ( здесь класс всех несущественных функций). Обозначение Поста — [14][15]; Яблонский, Гаврилов и Кудрявцев используют обозначение . Все функции этого класса имеют один из трёх видов:
  • ;
  • ;
  • .


Класс является предполным в , и в . Предполных класса 3: , и класс констант [2]. Минимальных клона 2: и . Базис как замкнутого класса: [12]; базис как как клона: . В нет шефферовых функций и как для замкнутого класса, и как для клона.

Система функций является базисом в как замкнутого класса тогда и только тогда, когда она содержит по одной функции из вышеприведённых трёх видов и больше ничего. Система функций является базисом как клона тогда и только тогда, когда она содержит одну функцию, тождественно равную 0, одну функцию, тождественно равную 1, и больше ничего. Функций в базисе как замкнутого класса всегда ровно 3; функций в базисе как клона всегда ровно 2. Порядок класса селекторов с константами как замкнутого класса равен , а как клона равен . Класс самодвойственен.

Селекторы с 0

Селекторы с 0 образуют замкнутый класс . Обозначение Поста — [14]; Яблонский, Гаврилов и Кудрявцев используют обозначение [16]. Все функции этого класса имеют один из двух видов:
  • ;
  • .


Класс является предполным в , , и в . Предполных класса 2: и класс нулей [2]. Минимальных клонов 1: . Базис как замкнутого класса: [12]; базис как как клона: . В нет шефферовых функций как для замкнутого класса, но есть шефферовы функции как для клона.

Система функций является базисом в как замкнутого класса тогда и только тогда, когда она содержит по одной функции из вышеприведённых двух видов и больше ничего. Система функций является базисом как клона тогда и только тогда, когда она содержит одну функцию, тождественно равную 0, и больше ничего. Функций в базисе как замкнутого класса всегда ровно 2; функций в базисе как клона всегда ровно 1. Порядок класса селекторов с 0 как замкнутого класса равен , а как клона равен . Класс двойственен классу .

Селекторы с 1

Селекторы с 1 образуют замкнутый класс . Обозначение Поста — [14]; Яблонский, Гаврилов и Кудрявцев используют обозначение [16]. Все функции этого класса имеют один из двух видов:
  • ;
  • .


Класс является предполным в , , и в . Предполных класса 2: и класс единиц [2]. Минимальных клонов 1: . Базис как замкнутого класса: [12]; базис как как клона: . В нет шефферовых функций как для замкнутого класса, но есть шефферовы функции как для клона.

Система функций является базисом в как замкнутого класса тогда и только тогда, когда она содержит по одной функции из вышеприведённых двух видов и больше ничего. Система функций является базисом как клона тогда и только тогда, когда она содержит одну функцию, тождественно равную 1, и больше ничего. Функций в базисе как замкнутого класса всегда ровно 2; функций в базисе как клона всегда ровно 1. Порядок класса селекторов с 1 как замкнутого класса равен , а как клона равен . Класс двойственен классу .

Селекторы

Селекторы образуют замкнутый класс . Обозначение Поста — [14]; Яблонский, Гаврилов и Кудрявцев используют обозначение [16]. Все функции этого класса являются селекторами, то есть имеют следующий вид:
  • .


Класс является предполным в , , , и в . Предполный класс 1: [2]. Минимальных клонов нет вообще. Базис как замкнутого класса: [12]; базис как как клона: . В все функции являются шефферовыми.

Система функций является базисом в как замкнутого класса тогда и только тогда, когда она состоит из одной функции класса . Система функций является базисом как клона тогда и только тогда, когда она является пустым множеством. Функций в базисе как замкнутого класса всегда ровно 1; функций в базисе как клона всегда ровно 0. Порядок класса селекторов как замкнутого класса равен , а как клона равен . Класс самодвойственен.

Примечания
  1. 1 2 3 Пост, 1941, с. 65.
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Яблонский, Гаврилов, Кудрявцев, 1966, с. 101.
  3. 1 2 3 Шестопал, 1966, с. 1024.
  4. Яблонский, Гаврилов, Кудрявцев, 1966, с. 91.
  5. Яблонский, Гаврилов, Кудрявцев, 1966, с. 45.
  6. Пост, 1941, с. 70.
  7. Шестопал, 1966, с. 1026.
  8. Пост, 1941, с. 69.
  9. 1 2 Пост, 1941, с. 59.
  10. Пост, 1941, с. 60.
  11. 1 2 Пост, 1941, с. 72.
  12. 1 2 3 4 5 Яблонский, Гаврилов, Кудрявцев, 1966, с. 77.
  13. Пост, 1941, с. 76.
  14. 1 2 3 4 Пост, 1941, с. 49.
  15. У Поста ошибка в определении из-за чего оно такое же, как у , однако на диаграмме на с. 101 видно, что нужный нам класс именно
  16. 1 2 3 Яблонский, Гаврилов, Кудрявцев, 1966, с. 71.


Литература
Downgrade Counter