Les axiomes de calcul propositionnel

Hello à tous !
J'espère que tout le monde va bien :-)
Je veux savoir:
Est-ce-qu'il existe un ensemble d'axiomes tel que ce dernier est suffisant pour prouver tous les théorèmes dans le calcul propositionnel ?
Comment prouver qu'un ensemble d'axiomes {Ai / i>=0 et Ai une formule valide} est suffisant pour prouver tous les théorèmes dans le calcul proposistionnel ? (Je suppose qu'il faut utiliser la machine de Turing ?)
Si cette ensemble existe, est-ce-que il y a une méthode pour le choix d'axiomes ?
Merci à l'avance !

Réponses

  • J'espère que tout le monde va bien
    Tu es bien optimiste.
    Quand tu parles de "tous les théorèmes", il s'agit des théorèmes de quel système?
  • Par définition, un théorème est une formule qui est démontrable à partir d'un système d'axiomes donnés, étant données certaines règles de déduction, donc la réponse à la question telle qu'elle est posée est évidente.

    Ce qui est plus surprenant, c'est que dans le système "classique" de démonstrations du calcul propositionnel, on peut démontrer toutes les tautologies (où $P$ est une tautologie si et seulement si toue évaluation de $P$ dans $\{0,1\}$ donne $1$); et qu'on a donc une coïncidence tautologies $\leftrightarrow$ théorèmes
  • Merci de votre réponse rapide, et je m'excuse de ma réponse tardive.
    Je parle du calcul propositionnel et du calcul de prédicats de premier ordre. exemple:
    (non(A) -> non(B)) -> ((non(A) -> B)- > A) [principe d'explosion: à partir d'une contradiction on peut déduire n'importe quoi]
    La preuve d'un théorème représenté sous forme propositionnel avec: A,B,C... des Formules et {non,-> (implique)} un système complet de connecteurs se fait à l'aide des axiomes:
    A1: (A->(B->A)) (si la partie droite est vraie alors toute l'implication est vraie)
    A2: (A->(B->C))->((A->B)->(A->C)) (transitivité)
    A3: (principe d'explosion: décrit en haut comme exemple)
    Un ensemble de règles d'inférence: Modus Ponens (si A et A->B alors B) et la substitution
    La preuve est décrite sous format de ligne de "déduction" oû chaque ligne est soit un hypothèse, soit un axiome, soit une formule déduite à partir d'une ligne précédente à l'aide des règles d'inférence.
    Je m'excuse de poser une quesiton sans donner des détails précis.
    Edit: Ma question ici est la suivante est-ce-que on peut prouver que A1 A2 et A3 sont suffisants pour prouver tous les théorème dans Le Calcul Propositionnel
  • Un système d'axiomes sera suffisant pour les théorèmes du calcul propositionnel classique si et seulement si il permet de prouver les formules suivantes (par contre il peut en prouver trop et n'être pas équivalent au calcul propositionnel classique), pour toutes formules $A,B,C$ :

    $A\land A \iff A, A\lor A \iff A, A\land B\iff B\land A, A\lor B \iff B\lor A, A\land (B\land C) \iff (A\land B)\land C, A\land (A\lor B) \iff A, A\lor(A\land B)\iff A$

    $A\land (B\lor C) \iff (A\land B)\lor (A\land C), A\lor (B\land C) \iff (A\lor B)\land (A\lor C)$

    $A\land \top \iff A, A\lor \bot \iff A, A\land \bot \iff \bot, A\lor \top \iff \top$

    $A\land \neg A \iff \bot, A\lor \neg A \iff \top$

    Pour voir si le système que tu présentes permet de démontrer tous les théorèmes du calcul propositionnel, il te suffit de vérifier ces propriétés.
    (Remarque: certains auteurs n'utilisent pas $\top, \bot$. Tu peux soit les prendre comme primitifs, soit choisir une proposition $A$ et dire $\bot = A\land \neg A, \top = A\implies A$)
  • Je réponds à ta question: oui. Mais A2 ne s'appelle pas "transitivité" (ou ne mérite pas ce nom en tout cas si tu l'as trouvé dans un livre).
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Etant sur un pc, j'ai un peu plus de confort pour commenter ton:
    shade a écrit:
    un système complet de connecteurs se fait à l'aide des axiomes:
    A1: (A->(B->A)) (si la partie droite est vraie alors toute l'implication est vraie)
    A2: (A->(B->C))->((A->B)->(A->C)) (transitivité)
    A3: (principe d'explosion: décrit en haut comme

    1) Tes axiomes A1,A2 forment un système complet pour la logique intuitionniste. C'est le premier historiquement, mais les auteurs de livres ont une sale tendance à se ridiculiser à toujours le reprendre, alors qu'il est fort criticable par ailleurs. C'est à se demander s'ils écrivent leurs livres ou les copie-collent parfois. Je ne peux pas croire qu'ils n'en connaissent pas d'autres.

    2) Pour obtenir la logique classique, tu peux AU CHOIX prendre un des suivants:

    a) $((A\to B)\to A)\to A$
    b) $((A\to B)\to B)\to ((B\to A)\to A)$ (qui littéralement dit (A ou B) => (B ou A))
    c) $((A\to Tout)\to Tout)\to A$
    d) $((A\to Tout)\to B)\to (((A\to B)\to B))$ (qui littéralement dit que si A, ainsi que nonA impliquent tous les deux B alors B)
    e) $(A\to B)\to ((B\to A) \to C)$ (qui littéralement installe qu'on a toujours A=>B ou B=>A)
    Édit: e) (((A=>B)=>((B=>A)=>C))=>C

    J'arrête là la liste, on a l'embarras du choix.

    3) Je critique surtout A1 et A2, qui hélas ne présente pas du tout les choses de manière à ce que l'entendement puisse donner du relief. Enfin, la crotique porte surtout sur A2, qui mélange trnaistivité et duplication (il est réalisé par le combinateur appelé S qui agit ainsi: ((S u) v) w $\to $ ( uw ) (vw ) , dont on voit qu'il DUPLIQUE l'aliment w avant de le redistribuer à u et à v (un exemplaire chacun).

    4) Mieux vaut séparer (tant pis, on a plus de formules mais ce n'est pas grave).

    4.1)

    a) $a\to (b\to a)$ (droit de jeter une hypothèse; ie droit de POUBELLE!!! C'est un prix, ce n'est pas rien que de disposer de poubelles)

    b) $(a\to (b\to c))\to (b\to (a\to c))$ (commutativité des hypothèses: là, au moins, on "sent" qu'on est sur une logique bien plus sûre, puisque dans la vraie vie, les gens d'eux-mêmes affecte très exactement le même sens à des phrases si on a juste permuté leurs hypothèses, ceci venant d'ailleurs du fait qu'"in the real life", les hypothèses ne sont pas forcément listées "en ligne", elles peuvent être tacites ou dessinées)

    c1) La VRAIE transitivité s'énonce plutôt en disant: $(a\to b)\to ((c\to a)\to (c\to b))$

    c2) Mais tu peux aussi prendre A La PLACE: $(a\to b)\to ((b\to c)\to (a\to c))$

    c3) ou encore $a\to ((a\to b)\to ((b\to c)\to c))$, etc, mais ce n'est possible ces interchangeable que si tu disposes de b)

    d) et enfin pour finir, le DUPLICATEUR qui est l'axiome DE LOIN LE PLUS DANGEREUX ET LE PLUS PUISSANT DES MATHS: $(a\to (a\to b))\to (a\to b)$

    4.2)


    Sache aussi que tu peux te contenter de prendre :

    a.bis) $a\to (1\to a)$

    b.bis) $(1\to a)\to a$

    c.bis) L'axiome ci-dessus numéroté (c.2)

    poubelle.bis) $a\to 1$

    truisme.bis) $1\to (a\to a)$

    Ce système de 5 axiomes SUFFIT à obtenir les axiomes qui vont de (a) à (c) ci-dessus. Si tu es sérieux et veux me remercier de te donner toutes ces infos, tu peux faire l'exo (pas très facile) de le prouver en détails.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Je vous remercie, vous êtes trés généreux d'ecrire tous ces information.
    Cependant, e) n'est pas un théorème, d'aprés la table de vérité: A=Faux,B=Faux et C=Faux nous donne Faux. Je me pose toujours la question, comment démontrer qu'un Système axiomatique est suffisant pour prouver tous les théorème du calcul propositionnel
  • Tu pourrais être plus précis sur ce qui n'est pas un théorème?
    Et pour ta question: encore une fois par définition.
  • Je pense que shadespirit parle plutôt de tautologie pour le e) (ce qui équivaut à théorème dans le cas de la logique propositionnelle).
  • @shadesprit : j'ai déjà répondu à ta question en te listant une liste d'axiomes que ton système doit être capable de démontrer pour obtenir la complétude, et qui sont suffisants (si Poirot a raison et que tu parles en fait des tautologies et donc des theorèmes du calcul propositionnel classique)
  • Ah oui je n'avais pas vu qu'il parlait du e). Autant pour moi.
  • De mon téléphone: merci et coquille corrigée.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Maxtimax écrivait : http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?16,1596658,1597724#msg-1597724
    [Inutile de recopier un message présent sur le forum. Un lien suffit. AD]

    Merci, j'ai vu votre réponse, elle est logique d'une part (si tu peux prouver les propriétés basiques du calcul propositionnel tu peux prouver tous les théorèmes du calcul propositionnel), mais il faut d'abord prouver que ce qui est entre parenthèses est une proposition vraie.
  • Shah d'Ock écrivait : http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?16,1596658,1597672#msg-1597672
    [Inutile de recopier un message présent sur le forum. Un lien suffit. AD]

    Merci Shah d'Ock, Je vais mettre ma question plus clair mais d'abord je suis d’accord avec vous (Un Système Axiomatique est par définition suffisant pour démontrer le tout si l'on définit que tout ensemble d'axiomes capable de démontrer tous les théorèmes est un "Système Axiomatique") mais comment juger qu'un ensemble d'Axiomes choisis par quelqu'un est un Système Axiomatique (i.e: qu'il mérite la définition, exemple: {A->A} est un ensemble d'axiomes qui ne contient qu'un seul axiome qui est la réflexivité, mais il n'est sûrement pas suffisant pour prouver tous (voir les théorèmes avec 2 variables par exemple la contraposée (a->b) -> (non b -> non a) ))
  • N'importe quel ensemble de formule peut être appelé "système d'axiome". Que la théorie optenue soit cohérente (ne prouve pas de contradiction) et complète (prouve toute formule ou sa négation) est une autre histoire.
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