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Lógica proposicional en inteligencia artificial

La lógica proposicional (PL) es la forma más simple de lógica donde todos los enunciados se formulan mediante proposiciones. Una proposición es un enunciado declarativo que es verdadero o falso. Es una técnica de representación del conocimiento en forma lógica y matemática.

Ejemplo:

 a) It is Sunday. b) The Sun rises from West (False proposition) c) 3+3= 7(False proposition) d) 5 is a prime number. 

A continuación se presentan algunos hechos básicos sobre la lógica proposicional:

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  • La lógica proposicional también se llama lógica booleana porque funciona con 0 y 1.
  • En lógica proposicional, usamos variables simbólicas para representar la lógica y podemos usar cualquier símbolo para representar una proposición, como A, B, C, P, Q, R, etc.
  • Las proposiciones pueden ser verdaderas o falsas, pero no pueden ser ambas cosas.
  • La lógica proposicional consta de un objeto, relación o función, y conectivos lógicos .
  • Estos conectivos también se denominan operadores lógicos.
  • Las proposiciones y los conectivos son los elementos básicos de la lógica proposicional.
  • Los conectivos se pueden decir como operadores lógicos que conectan dos oraciones.
  • Una fórmula de proposición que siempre es verdadera se llama tautología , y también se le llama sentencia válida.
  • Una fórmula de proposición que siempre es falsa se llama Contradicción .
  • Una fórmula de proposición que tiene valores verdaderos y falsos se llama
  • Las declaraciones que son preguntas, órdenes u opiniones no son proposiciones como ' ¿Dónde está Rohini? ', ' Cómo estás ', ' Cómo te llamas ', no son proposiciones.

Sintaxis de la lógica proposicional:

La sintaxis de la lógica proposicional define las oraciones permitidas para la representación del conocimiento. Hay dos tipos de Proposiciones:

    Proposiciones atómicas Proposiciones compuestas
    Proposición atómica:Las proposiciones atómicas son las proposiciones simples. Consta de un único símbolo de proposición. Estas son las oraciones que deben ser verdaderas o falsas.

Ejemplo:

 a) 2+2 is 4, it is an atomic proposition as it is a true fact. b) 'The Sun is cold' is also a proposition as it is a false fact. 
    Proposición compuesta:Las proposiciones compuestas se construyen combinando proposiciones más simples o atómicas, utilizando paréntesis y conectivos lógicos.

Ejemplo:

 a) 'It is raining today, and street is wet.' b) 'Ankit is a doctor, and his clinic is in Mumbai.' 

Conectivos Lógicos:

Los conectivos lógicos se utilizan para conectar dos proposiciones más simples o representar una oración de manera lógica. Podemos crear proposiciones compuestas con la ayuda de conectivos lógicos. Existen principalmente cinco conectivos, que se dan de la siguiente manera:

    Negación:Una oración como ¬ P se llama negación de P. Un literal puede ser literal positivo o negativo.Conjunción:Una frase que tiene conectivo como, pag ∧ q se llama conjunción.
    Ejemplo: Rohan es inteligente y trabajador. Se puede escribir como,
    P= Rohan es inteligente ,
    P= Rohan es muy trabajador. → P∧Q .Disyunción:Una oración que tiene ∨ conectivo, como P∨Q . se llama disyunción, donde P y Q son las proposiciones.
    Ejemplo: 'Ritika es doctora o ingeniera' ,
    Aquí P= Ritika es Doctora. P= Ritika es Doctora, así que podemos escribirla como P∨Q .Implicación:Una oración como P → Q, se llama implicación. Las implicaciones también se conocen como reglas si-entonces. Se puede representar como
    Si está lloviendo y luego la calle está mojada.
    Sea P= Está lloviendo y Q= La calle está mojada, por lo que se representa como P → QBicondicional:Una frase como P⇔ Q es una oración bicondicional, ejemplo Si respiro, entonces estoy vivo
    P= estoy respirando, Q= estoy vivo, se puede representar como P ⇔ Q.

A continuación se muestra la tabla resumida de Conectivos Lógicos Proposicionales:

Lógica proposicional en inteligencia artificial

Mesa de la verdad:

En lógica proposicional, necesitamos conocer los valores de verdad de las proposiciones en todos los escenarios posibles. Podemos combinar todas las combinaciones posibles con conectivos lógicos, y la representación de estas combinaciones en formato tabular se llama Mesa de la verdad . A continuación se muestra la tabla de verdad para todos los conectivos lógicos:

Lógica proposicional en inteligencia artificial Lógica proposicional en inteligencia artificial

Tabla de verdad con tres proposiciones:

Podemos construir una proposición que componga tres proposiciones P, Q y R. Esta tabla de verdad está formada por 8n tuplas, ya que hemos tomado tres símbolos de proposición.

Lógica proposicional en inteligencia artificial

Precedencia de conectivos:

Al igual que los operadores aritméticos, existe un orden de precedencia para los conectores proposicionales u operadores lógicos. Este orden debe seguirse al evaluar un problema proposicional. A continuación se muestra la lista del orden de precedencia de los operadores:

Precedencia Operadores
Primera precedencia Paréntesis
Segunda precedencia Negación
Tercera precedencia Conjunción(Y)
Cuarta precedencia Disyunción (O)
Quinta precedencia Implicación
Seis precedencia bicondicional

Nota: Para una mejor comprensión, utilice paréntesis para asegurarse de que las interpretaciones sean correctas. Tal como ¬R∨ Q, se puede interpretar como (¬R) ∨ Q.

Equivalencia lógica:

La equivalencia lógica es una de las características de la lógica proposicional. Se dice que dos proposiciones son lógicamente equivalentes si y sólo si las columnas de la tabla de verdad son idénticas entre sí.

Tomemos dos proposiciones A y B, por lo que para equivalencia lógica, podemos escribirla como A⇔B. En la siguiente tabla de verdad podemos ver que la columna para ¬A∨ B y A→B son idénticas, por lo tanto, A es equivalente a B.

Lógica proposicional en inteligencia artificial

Propiedades de los operadores:

    Conmutatividad:
    • P∧ Q= Q ∧ P, o
    • P ∨ Q = Q ∨ P.
    Asociatividad:
    • (P ∧ Q) ∧ R= P ∧ (Q ∧ R),
    • (P ∨ Q) ∨ R= P ∨ (Q ∨ R)
    Elemento de identidad:
    • P ∧ Verdadero = P,
    • P ∨ Verdadero= Verdadero.
    Distributivo:
    • P∧ (Q ∨ R) = (P ∧ Q) ∨ (P ∧ R).
    • P ∨ (Q ∧ R) = (P ∨ Q) ∧ (P ∨ R).
    Ley de DE Morgan:
    • 2 > 4 8 B 2 > 2 > @ 0 B
    • ¬ (P ∨ Q ) = ( ¬ P ) ∧ ( ¬ Q ).
    Eliminación de doble negación:
    • ¬ (¬P) = P.

Limitaciones de la lógica proposicional:

  • No podemos representar relaciones como TODAS, algunas o ninguna con lógica proposicional. Ejemplo:
      Todas las chicas son inteligentes.
  • Algunas manzanas son dulces.
  • La lógica proposicional tiene un poder expresivo limitado.
  • En lógica proposicional, no podemos describir enunciados en términos de sus propiedades o relaciones lógicas.