Функции алгебры логики. Стасюк В.В. - 21 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

х у х
у
0 0 0 1 1 1
00
1
1
1
0
1
1 0
1 0
1
в первой строке которой записываются
111) функции
x
y
.
значения
(0 По ней формируется
новая строка»
: ее значения записываются под пробелами между значениями «старой
являет сум
зна
ока
«
(100)
строки»
(0111) , причем каждое новое значение ся прямой мой двух ближайших
соседних старых чений. По тому же правилу формируется следующая строка и т.д. По-
следняя стр будет состоять из единственного значения, а все строки вместе будут напо-
минать равнобедренный треугольник с вершиной внизу. После построения таблицы много-
член Жегалкина составляется из
тех слагаемых, в чьих строках имеется единица на левом
боковом ребре треугольника, а каждое слагаемое является конъюнкцией переменных, в чьих
позициях соответствующей строки стоят единицы.
(Сравните значения на левом боковом ребре построенного треугольника со значениями ко-
эффициентов
i
α
из таблицы примера 34).
Единицы на левом боковом ребре треугольника соответствуют наборам значений ар-
гументов
(0,1) (1, 0) и (1,1) , поэтому в мн, огочлен Жегалкина войдут слагаемые
y
,
x
и
xy
.
Упорядочив их в привычной для нас форме, получим:
x
yxyxy
∨=
,
что согласуется с предыдущим примером.
аметим, что единица входит в многочлен Жегалкина для функции
1
( ,..., )
n
f
xx
тогда и толь-
З
ко тогда, когда
(0,...,0) 1f = .
/1
yxy xy
Пример 35.
==
многочлен Жегалкина для штриха .
Шеффера
функЛемма 2 (О нелинейной ции). Если функция
1
( ,..., )
nL
f
xxT
, то из неё подстанов-
ой 0, 1, к
x
,
x
и, быть может, навешиванием отрицания над
f
можно полу чить конъюнкцию
xy
.
Доказательство. Если
1
( ,..., )
nL
f
xxT
, то многочлен Жегалкина для
f
содержит нелиней-
ое слагаемое, представляющее конъюнкцию по крайней мере двух переменных. Пусть, для
ут переменны
н
определенности, это буд е
1
x
и
2
x
. Тогда группируя относительно этих пере-
менных слагаемые многочлена Жегалкина, получим
11203113
( ,..., ) ( ,..., ) ( ,..., )
nnn
f
xxxxfxxxfxx=
223 33
( ,..., ) ( ,..., )
nn
xfxx fxx
,
где
Значит, существует такой набор
03
( ,..., )
n
fx x 0
.
3
( ,..., )
n
α
α
, что
03
( ,..., ) 1
n
f
α
α
=
. Пусть
а этом наборе
( ,..., )
н
13 n
f
a
α
α
=
,
23 n
( ,..., )
f
b
α
α
=
,
33
( ,..., )
n
f
c
α
α
=
и
( , ) ( , , ,...,
2
)
n12 12 3 12 1
x
x f x x x x ax b cx
ϕ
αα
⊕⊕=
.
Пусть
=
12 1 2
(, ) ( , )
x
xxbxaabc
ψ
ϕ
⊕⊕=
. Тогда
                                                          х     у      х∨ у
                                                          0     0     0 1 1 1
                                                          0     1      1 0 0
                                                          1     0       1 0
                                                          1     1        1

в первой строке которой записываются значения (0111) функции x ∨ y . По ней формируется
«новая строка» (100) : ее значения записываются под пробелами между значениями «старой
строки» (0111) , причем каждое новое значение является прямой суммой двух ближайших
соседних старых значений. По тому же правилу формируется следующая строка и т.д. По-
следняя строка будет состоять из единственного значения, а все строки вместе будут напо-
минать равнобедренный треугольник с вершиной внизу. После построения таблицы много-
член Жегалкина составляется из тех слагаемых, в чьих строках имеется единица на левом
боковом ребре треугольника, а каждое слагаемое является конъюнкцией переменных, в чьих
позициях соответствующей строки стоят единицы.
(Сравните значения на левом боковом ребре построенного треугольника со значениями ко-
эффициентов α i из таблицы примера 34).
       Единицы на левом боковом ребре треугольника соответствуют наборам значений ар-
гументов (0,1) , (1, 0) и (1,1) , поэтому в многочлен Жегалкина войдут слагаемые y , x и xy .
Упорядочив их в привычной для нас форме, получим:

                                                          x ∨ y = x ⊕ y ⊕ xy ,

что согласуется с предыдущим примером.
Заметим, что единица входит в многочлен Жегалкина для функции f ( x1 ,..., xn ) тогда и толь-
ко тогда, когда f (0,..., 0) = 1 .
        Пример 35. x / y = xy = 1 ⊕ xy — многочлен Жегалкина для штриха Шеффера.

       Лемма 2 (О нелинейной функции). Если функция f ( x1 ,..., xn ) ∉ TL , то из неё подстанов-
кой 0, 1, x , x и, быть может, навешиванием отрицания над f можно получить конъюнкцию
x∧ y.

Доказательство. Если f ( x1 ,..., xn ) ∉ TL , то многочлен Жегалкина для f содержит нелиней-
ное слагаемое, представляющее конъюнкцию по крайней мере двух переменных. Пусть, для
определенности, это будут переменные x1 и x2 . Тогда группируя относительно этих пере-
менных слагаемые многочлена Жегалкина, получим

              f ( x1 ,..., xn ) = x1 x2 f 0 ( x3 ,..., xn ) ⊕ x1 f1 ( x3 ,..., xn ) ⊕ x2 f 2 ( x3 ,..., xn ) ⊕ f3 ( x3 ,..., xn ) ,

где f 0 ( x3 ,..., xn ) ≠ 0 . Значит, существует такой набор (α 3 ,..., α n ) , что f 0 (α 3 ,..., α n ) = 1 . Пусть
на этом наборе f1 (α 3 ,..., α n ) = a , f 2 (α 3 ,..., α n ) = b , f3 (α 3 ,..., α n ) = c и

                                ϕ ( x1 , x2 ) = f ( x1 , x2 , α 3 ,..., α n ) = x1 x2 ⊕ ax1 ⊕ bx2 ⊕ c .

Пусть ψ ( x1 , x2 ) = ϕ ( x1 ⊕ b, x2 ⊕ a) ⊕ ab ⊕ c . Тогда