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Definiciones equivalentes de álgebras booleanas

Supongamos que mi definición de una álgebra booleana es la siguiente: Tengo un conjunto $B$ con dos operaciones binarias $\vee$ y $\wedge$ que satisfacen las leyes conmutativa, asociativa y distributiva. Ambas operaciones tienen un elemento de identidad ( $0$ y $1$ ) y para cada elemento $b\in B$ existe un complemento (es decir, un elemento $b{'}\in B$ tal que $b\vee b{'}=1$ y $b\wedge b{'}=0$ ).

Ahora he encontrado la siguiente definición de Álgebra de Boole. Sea $B$ sea un conjunto sobre el que definimos una operación binaria $\cap$ y una operación unaria ${'}$ . También exigimos que esas operaciones cumplan las siguientes reglas:

1) $x\cap y=y\cap x$ para cada $x,\, y\in B$

2) $(x\cap y)\cap z=x\cap (y\cap z)$

3) $x\cap y{'}=z\cap z{'}$ si $x\cap y=x$

¿Son definiciones equivalentes? Estaba tratando de resolver el asunto de la siguiente manera.

a) Primero podemos poner $0:=z\cap z'$ por la propiedad 3).

b) Podemos definir $x\cup y:=(x{'}\cap y{'}){'}$ y poner $0{'}=:1$ y podemos demostrar la ley conmutativa para $\cup$ .

De todos modos no puedo demostrar la asociatividad de $\cup$ o la distributividad o incluso el hecho de que el $0$ y $1$ son elementos de identidad.

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sewo Puntos 58

En la regla 3, ponga $x=y=z=a$ para conseguir $$ a \cap a' = a \cap a' \iff a \cap a = a $$ así que $a\cap a = a$ en general. Esto implica $$ p \cap 0 = p \cap p \cap p' = p \cap p' = 0 $$ para todos $p$ .

Ahora pon $x=b''$ , $y=b$ , $z=b'$ para conseguir $$ b''\cap b' = b'\cap b'' \iff b'' \cap b = b'' $$ así que $b'' \cap b = b''$ en general.

Finalmente pon $x=c$ , $y=c''$ para conseguir $$ c \cap c''' = 0 \iff c \cap c'' = c $$ Sin embargo, $$c\cap c''' = c\cap c' \cap c''' = 0 \cap c''' = 0 $$ así que $c\cap c'' = c$ en general.

Así, $p = p\cap p'' = p''$ en general, así que $'$ es una involución, que es lo que se necesita para transferir propiedades como la asociatividad de $\cap$ a $\cup$ .


Ahora pon $x=d$ , $y=0'$ para conseguir $$ d\cap 0'' = 0 \iff d\cap 0' = d $$ y como $0''=0$ la RHS de esto es siempre verdadera, y $1:=0'$ es una identidad para $\cap$ . Por dualidad, $0$ es una identidad para $\cup$ .

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