¿Verdadero o falso?

Post date: Dec 21, 2014 10:22:28 AM

En el cole te enseñaron una cosa que llaman lógica formal (o solamente lógica). Si te gustó tenés suerte, probablemente tu profesor/a era muy buen@ y entendía el tema (¡yo tuve mucha suerte!). Lamentablemente la mayoría de los estudiantes con los que charlo odian la lógica. En esta clase voy a tratar de darles un ejemplo de porqué la lógica es super importante y que no es tan aburrida como muchos creen.

Esta clase puede ayudarte con los desafíos del nivel 1, si todavía no los resolviste.

"La lógica no sirve para nada"

¡Cuantas veces habrás escuchado esa frase o alguna otra similar! Como la mayoría de las herramientas matemáticas, la lógica no es más que una formalización de algo que hacemos naturalmente. Voy a tomar un ejemplo mundano: seleccionar fruta o verdura cuando vamos de compras.

Hace unos días, en uno de mis viajes de aprovisionamiento al mercadito de la esquina, observaba con cierta admiración a una mujer mayor seleccionar las manzanas que ponía en su bolsa de las compras. Su meticulosidad era sorprendente y me preguntaba si esa mujer no habría sido una matemática en sus años de actividad laboral.

Cada vez que la señora juntaba una manzana, la miraba de muchos ángulos diferentes, la golpeaba suavemente con un dedo, la olía y finalmente decidía si la manzana volvía a la góndola o si se convertía en parte de su compra.

Podemos hacer un modelito sencillo del proceso de selección y pensar que la señora ejecutaba una función que tomaba como entrada los aspectos de la manzana bajo observación. Esta función evalúa tres condiciones y decide si la manzana se compra o se devuelve:

    1. Tiene buena forma?
    2. Suena bien?
    3. Huele bien?

La respuesta a estas preguntas es si o no. Podemos re-escribir las preguntas como afirmaciones (o condiciones) y decidir si estas afirmaciones son verdaderas (en inglés: true) o falsa (en inglés: false):

    1. La manzana tiene buena forma.
    2. La manzana suena bien al ser golpeada suavemente.
    3. La manzana huele bien.

Si la manzana en cuestión hace que todas estas afirmaciones sean verdaderas, entonces la compramos. De lo contrario, si cualquiera de estas afirmaciones es falsa, devolvemos la manzana a la góndola.

Símbolos y operadores

En el ejemplo introduje los dos símbolos fundamentales de la lógica: true y false. Estos son los nombres que se utilizan en GNU Octave para estos valores, pero vos podés usar cualquier par de valores que te guste: (V,F); (0,1); (-1,1); (0,5); (blanco, negro); etc.. Para poder ejercer la lógica necesitamos saber como operar con estos valores.

Tomemos dos afirmaciones, una falsa y otra verdadera, para ejemplificar.

  1. La afirmación verdadera es: la palabra "hacha" tiene 5 letras.
  2. La afirmación falsa: La palabra "hacha" no tiene ninguna letra "h".

Verifiquemos los valores lógicos de estas afirmaciones en GNU Octave. El siguiente código guarda el string "hacha" en una variable llamada p (de palabra) y evalúa la 1ra afirmación.

p = "hacha";
# Cuenta la cantidad de letras
nLetras = length (p);
# Evalua la 1ra afirmacion 
nLetras == 5

La primera linea de código guarda la palabra en la variable. La linea luego del primer comentario devuelve la longitud del string p, es decir la cantidad de letras, que guardamos en a variable nLetras (recuerda que las lineas que empiezan con el caracter # o %, son ignoradas por GNU Octave, son lineas de comentarios, y tu también puedes ignorarlas. Son solo ayuda). La última linea de código pregunta si nLetras es igual a 5. Notar que el operador == no asigna el valor a nLetras, sino que compara los valores y responde verdadero si estos son iguales (experimenta un poco con este operador!).

Si ejecutas esas líneas de código en una sesión de Octave obtendrás la respuesta 

ans = 1

En Octave el valor true se representa con un 1 (ejecuta true en tu sesión de Octave para verificar) por lo tanto el valor de la 1ra afirmación es verdadero. Veamos el código de la 2da afirmación:

all (p != "h")

¿Simple, eh? Dejo como ejercicio entender que esta ocurriendo aquí. Lo que necesitas saber es que all en inglés significa "todo/todos" y que el operador != es lo opuesto a == (verifica desigualdad en vez de igualdad) ¿Qué ocurre cuando comparamos el string p con el caracter "h"?

La respuesta de Octave a esta linea de código es 0. Indicando que, efectivamente, la segunda afirmación es falsa.

Ok, tenemos una afirmación verdadera y una falsa, y vamos a guardar estos valores de verdad en un vector:

afirmacion = [true, false]

De esta forma afirmacion(1) es verdadera (true, 1) y afirmacion(2) es falsa (false, 0).

¿Qué dirías de la nueva afirmación más abajo?

    • La palabra "hacha" tiene 5 letras y la palabra "hacha" no tiene ninguna letra "h"

¿Es verdadera o falsa?

El operador que hemos usado para construir esta nueva afirmación es el "y", en inglés "and", y que en lógica llamán conjunción. En Octave podemos utilizar la función and o el operador &, veamos: 

# operador
afirmacion(1) & afirmacion(2)
# funcion
and (afirmacion(1), afirmacion(2))

Ejecuta este código ¿Estas de acuerdo con Octave sobre el valor de verdad de la nueva afirmación?

¿Cuál sería el resultado si las dos afirmaciones fuesen verdaderas?

Veamos otra afirmación

    • La palabra "hacha" tiene 5 letras o la palabra "hacha" no tiene ninguna letra "h"

Para construir esta nueva afirmación utilizamos la disyunción inclusiva, el "o". Pero no el "o" exclusivo (que algunos escriben "ó" para que quede claro), sino un "o" que está contento si esto es verdad, si lo otro, o si ambos son verdad. Este operador en Octave se escribe | y la función es or:

# operador
afirmacion(1) | afirmacion(2)
# funcion
or (afirmacion(1), afirmacion(2))

Experimenta con este operador para entender como funciona.

Los operadores & y |, al igual que las respectivas funciones toman como entrada dos afirmaciones, son operadores binarios (en el sentido que toman 2 entradas). Otros operadores binarios que ya conocés son el + y el *, ambos toman dos números como entrada y devuelven el resultado.

Ejercicio 1: ¿Puedes construir el resultado de los operadores & y | para todas las entradas posibles?

Ejercicio 2: ¿Puedes escribir la afirmación que la señora de la historia evaluaba para seleccionar las manzanas?

Ejemplo numérico

Ok, toda esta cháchara sobre lógica, pero ¿Cómo nos puede ser útil para los desafíos?

En los desafíos de nivel 1 es necesario filtrar o seleccionar ciertos números según sus propiedades. Por ejemplo ¿Cómo podemos seleccionar números pares?

Lo que sabemos es que un número par se escribe como

K = 2*N

donde N puede ser cualquier numero entero. Todo bien con esto, pero para cada número K que me dan, tendría que buscar un N, entre todos los enteros, que cumpla con esta condición...posible, pero medio pesado. De manera equivalente podemos decir que un número es par si al dividirlo en 2 el resto es cero. Es decir, un número par es divisible por 2. GNU Octave tiene una función que nos devuelve el resto de una división entera, la función rem (del inglés "remainder", que quiere decir "resto" o "sobrante") . Como ejemplo de uso tomemos la division de 7 en 2 partes. 7 se puede repartir entre 2 en 3 partes iguales, pero nos sobra 1. Veamos que dice a la función:

rem (7, 2)
ans = 1

El primer argumento es el numero a dividir (el dividendo) y el segundo argumento es el divisor.

Ahora vamos a utilizar esta función y nuestro conocimiento de lógica para seleccionar los números pares de una lista de números:

l = 0:3:15;
tf = rem (l,2) == 0
tf =
   1   0   1   0   1   0

La lista l contiene números enteros desde 0 hasta 15 en incrementos de a 3 y Octave nos dice que la afirmación "el número es divisble por 2" es verdadera para el primer número, falsa para el segundo, verdadera para el tercero y así sucesivamente.

¿Cuales son estos números? Claramente 0, 6 y 12. En Octave podemos obtener estos números utilizando el vector lógico al que hemos llamado tf. Prueba lo siguiente

l(tf)

Sigue experimentando con este tipo de ejercicios hasta que entiendas como funciona la cuestión. Si tienes preguntas o sugerencias no dudes en escribirlas en el foro de discusión o los comentarios.

Adjunto un archivo con todos los comandos que hemos utilizado en esta clase.