Álgebra booliana
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Em álgebra abstrata, álgebras boolianas[nota 1] (ou álgebras de Boole) são estruturas algébricas que "captam as propriedades essenciais" dos operadores lógicos e de conjuntos, ou ainda oferecem uma estrutura para se lidar com "afirmações",[1] são assim denominadas em homenagem ao matemático George Boole.[2]
História
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O termo "álgebra booliana" é uma homenagem a George Boole, um matemático inglês autodidata. Boole introduziu o sistema algébrico, inicialmente, em um pequeno panfleto, o The Mathematical Analysis of Logic, publicado em 1847, em resposta a uma controvérsia em curso entre Augustus De Morgan e William Hamilton, e mais tarde como um livro mais substancial, The Laws of Thought, publicado em 1854. A formulação de Boole difere das descritas acima em alguns aspectos importantes. Por exemplo, a conjunção e a disjunção em Boole não era um duplo par de operações. A álgebra booliana surgiu na década de 1860, em artigos escritos por William Jevons e Charles Sanders Peirce.[3] A primeira apresentação sistemática de álgebra booliana e reticulados distributivos é devido ao 1890 Vorlesungen de Ernst Schröder . O primeiro tratamento extensivo de álgebra booliana em inglês foi em 1898 na Universal Algebra de Whitehead.[4][5]
Definição
[editar | editar código-fonte]Uma álgebra booliana é uma 6-upla consistindo de um conjunto munido de duas operações binárias (também denotado por , é geralmente chamado de "ou") e (também denotado por ou por , é geralmente chamado de "e"), uma operação unária (também denotada por ou por uma barra superior, é geralmente chamado de "não"), e duas constantes (também denotada por ou por , geralmente chamado de "zero" ou de "falso") e (também denotada por ou por , geralmente chamado de "um" ou de "verdadeiro"), e satisfazendo os seguintes axiomas, para quaisquer :
Propriedades Associativas | ||
Propriedades Comutativas | ||
Propriedades Absortivas | ||
Propriedades Distributivas | ||
Elementos Neutros | ||
Elementos Complementares |
Alguns autores também incluem a propriedade , para evitar a álgebra booliana com somente um elemento.
Exemplos
[editar | editar código-fonte]- O exemplo mais simples de álgebra booliana com mais de um elemento é o conjunto munido das seguintes operações:
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- Um outro exemplo de álgebra booliana é o conjunto (o elemento é geralmente chamado de "desconhecido" ou de "talvez") munido das seguintes operações:
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- Dado um conjunto , o conjunto das partes de munido das operações , , , e onde e , é uma álgebra booliana.
- O intervalo munido das operações , , e , é uma álgebra booliana. Essa álgebra booliana recebe o nome de lógica fuzzy.
Teoremas
[editar | editar código-fonte]Dado uma álgebra booliana sobre , são válidos para quaisquer :
Dupla Negação
Leis de De Morgan
Leis de Absorção
Elementos Absorventes
Negações do Zero e do Um
Definições alternativas da operação binária (também denotado por , é geralmente chamado de "xor" ou de "ou exclusivo")
Ordem
[editar | editar código-fonte]Dado uma álgebra booliana sobre , é válido para quaisquer :
- se e somente se
A relação definida como se e somente se uma das duas condições equivalentes acima é satisfeita é uma relação de ordem em . O supremo e o ínfimo do conjunto são e , respectivamente.
Homomorfismos e isomorfismos
[editar | editar código-fonte]Um homomorfismo entre duas álgebras boolianas e é uma função que para quaisquer :
Uma consequência é que .
Um isomorfismo entre duas álgebras boolianas e é um homomorfismo bijetor entre e . O inverso de um isomorfismo é um isomorfismo. Se existe um isomorfismo entre e , dizemos que e são isomorfos.
Ver também
[editar | editar código-fonte]- Reticulado
- Ultrafiltro
- Princípio do terceiro excluído
- Números binários
- Lógica binária
- Tabela verdade
- Função booliana
- Circuito digital
- Forma canónica
- Sistema formal
- Mapa de Karnaugh
- Diagrama de Venn
- Álgebra de Heyting
Notas e referências
Notas
- ↑ O Acordo Ortográfico de 1990 prescreve, na Base V, item 2c: Escrevem-se com i, e não com e, antes da sílaba tónica/tônica, os adjetivos e substantivos derivados em que entram os sufixos mistos de formação vernácula -iano e -iense, os quais são o resultado da combinação dos sufixos -ano e -ense com um i de origem analógica (baseado em palavras onde -ano e -ense estão precedidos de i pertencente ao tema: horaciano, italiano, duriense, flaviense, etc.): açoriano, acriano (de Acre), camoniano, goisiano (relativo a Damião de Góis), siniense (de Sines), sofocliano, torriano, torriense [de Torre(s)]. É precisamente o caso de booliano(a), que antes do Acordo se grafava com e
Referências
- ↑ Edward R. Scheinerman. Matemática Discreta - Uma Introdução. Cengage Learning Editores; 2003. ISBN 978-85-221-0291-4. p. 27.
- ↑ Seymour Lipschutz; Marc Lipson. Matemática Discreta: Coleção Schaum. Bookman; 2004. ISBN 978-85-363-0361-1. p. 454.
- ↑ Hélio Augusto Godoy de Souza. Documentario, Realidade E Semiose. Annablume; 2002. ISBN 978-85-7419-224-6. p. 198.
- ↑ CAIO AUGUSTUS MORAIS BOLZANI. Residências Inteligentes. Editora Livraria da Fisica; 2004. ISBN 978-85-88325-25-8. p. 45.
- ↑ Linda Null; Julia Lobur. Princípios Básicos de Arquitetura e Organização de Computadores. Bookman; ISBN 978-85-7780-766-6. p. 140.