226
Savremena racunska t.ehnika i primena Knjiga 5 Koriolan Gil.e.zan Bosko Latinovic BULOVA ALGEBRA 1 PRIMENE BEOGRAD 1977

Bulova algebra i primene

Embed Size (px)

Citation preview

  • MATEMATI~KI INSITUT

    Savremena racunska t.ehnika i primena

    Knjiga 5

    Koriolan Gil.e.zan Bosko Latinovic

    BULOVA ALGEBRA 1 PRIMENE

    BEOGRAD

    1977

  • Rccezer}ti: Slavi~a Presi~, dr NedelJKo Parezanovi~, 3vetozar ~ilid

    Primljeno za ;tampu sednici Redakcionog odbora od 3. 1~7). ~Qdine.

    ;' interesna zajednica n~cn; rad Vojvodine u~estvovala u tro~kovima izdavanJa ~utlikacije. .

    e;enJ~ ~epubli~kog sekretariJata za kulturu publikaciJs oslobodJena poreza .

  • R D G V R

    Re~enja mnogih m u raznim naucnim discip1inama,

    sebno u matematici, tehnici, ekonomiji, sociologiji i med1cini

    m se prevesti "da 11i n", odnosno "1 i1i ". Ova ci-

    njenica , pored 'osta1og, pospe~i1a razvoj e1ektronike i digi-

    talne tehnike, tim i Bu10ve a1gebre, posebno Bu10ve 1

    skupu {, 1 } .

    Danas se u svetu raznim jezicima Bu1ovoj 1! i

    njenim primenama mnogo pi~e. 1 nm jeziku takodje se pi~e

    Bulovoj algebr~ i njenim primenama, ali su retke knjige koje

    jednom mestu, sistematizovano, tretiraju ovaj problem. Autori se

    nadaju da ova knjiga, donek1e popun1ti ovu prazninu.

    Knjiga nmnn studentima, ekonom1stima, in!enjerima,

    matematicarima i sirem krugu citalaca ! se interesuju za

    Bulovu a1gebru i koris.te praksi.

    Knjiga sadrzi deset g1ava. U prvoj glavi govori se 1

    voj algebri jednoj algebarskoj strukturi proizvo1jnom

    nepraznom skupu. Od.druge do seste glave govori posebno

    lovoj algebr1 skupu {0,1} (dvoc1ana Bulova algebra), gde

    obradjuju Bulove funkcije 1 Bu10ve jednacine. od sedme do desete

    g1ave govori se onek1m primenaIJ\a dvoclane Bulove algebre.

    u svakoj ~lavi posebno su numer1sane def1n1c1je, teoreme,

    slike, formule, pr1meri 1 zadaci.

    Na kraju knjige navodi se spisak koriscene literature. Na-

    glasavamo da smo pisanju ove knjige kao osnovnu lite.raturu

    ze1i radove akademikaGr.C. Mo1sila i prof. S. Rudeanua.

    Rukopis ove knjige su akadem1k Dr . 5to.j.akovic,

    Dr 5.. Presic, Dr N. Parez~novic, S. Milic i Mr R. Tosic. Na

    nj1hovim sugestijama 1 pr1medbama autori se zahvaljuju. Takodje

    se zahvaljujemo asistentima . Ses1ij1 i Mr . Vojvodicu Koji

    su procitali neke g1ave knjige.

    Primedbe strucnu i11 metodsku stranu 1z1aganja autor1

    pr1m1t1 sa zahva1noscu.

    Autori

  • --

  • S D R Z

    Strana

    GLAVA 1 BULOVA ALGEBRA .......................... 1

    1. Definicija Bulove algebre................... 1

    2. Modeli Bulove algebre....................... 2

    3. Neke vaznije teoreme Bulove algebre......... 8

    4. Binarne relacije ~ i ~" Bulovoj algebri.. 13

    5. Ideali. Filtri. Podalgebre.................. 17

    6. Zadaci...................................... 22

    GLAVA II BULOVA ALGEBRA SKUPA {,l} . 28

    1. Bulov izraz................................. 29

    2. Forme Bu10vih izraza........................ 31

    . Neke teoreme normalnim formama............ 34

    4. Zada

  • GLAVA I

    GLAVA VII

    .Gllczan - 8. Latillovlc

    Strana

    3. Primena matrice Vajt-Karnaufa.............. 98

    4. Proste implikante.......................... 106

    5. Metoda Kvajn-Mak Klaskog .............. 110

    6. Zadaci..................................... 115

    FUNKCIJE LUASIJEVltA ISEFERA ...... 117

    1. Definicija funkcija Lukivi6 i Sefera . 117

    2. Neka svojstva funkcija Lukaljevi6a i

    sefera..................................... 120

    3. zadacl .................. "........... 125

    BULOVE ATRICE................................ 130

    1. Definicija Bulove matrice .. 130

    2. Sistem alternattvnih jednacina ... 136

    . Bulove matrice i grafovi ...... 137

    4. Zadaci ................ " 140

    GLAVA VIII SEE SA DlREKTNOM KOANDOM ........ 142

    1. Elementi relejno-kontaktne ... 142

    2. Strukturna formula i funkctja rada dipola

    klase ................................... 145

    3. Inverzna !lema.............................. 148

    4. Funkcionalna ekvivalentnost dipola ... 149

    5. Minimizacija !leme.......................... 154

    6. Seme kontaktima i relejima .. 155

    7. Konstrukcija !leme zadatim uslovima .... 160

    8. Zadaci..................................... 163-

    GLAVA IX MULTIPOLI ................ '. . . . . . . 176

    1. Definicija l1....................... 176

    2. Strukturna matrica multipo~a ..... 178

    3. Funkcija provodljivo.;ti multipola .......... 179

    4. Eliminaclja cvorova u multipolu .. 184

    5. Zadaci..................................... 187

  • JJl1lova algcbra

    Strana

    GLAVA TRANZISTORI. 193

    1. Promenljive pridruzene tranz1storu X ~ 194

    2. Serijsko vezivanje tranz1stora ...... 195

    3. Paralelno vezivanje tranzistora ...... 200

    BIBLIOGRAFIJA. 207

    INDEX POJMOVA ' :.............. 211

  • - ... ~_, ___ .. , .. "'~._ ...... I'_I ___ t ~" ~I '111 1 1

  • 1

    G L V I

    BULOVA ALGEBRA

    U g1avi I razrnatra specija1na a1gebarska struktura, tzv.

    BuZova aZgebra nepraznorn skupu dve binarne i jednorn unar-

    nrn operac1jorn. (George 1, eng1eski rnaternaticar 1815.-1864).

    Bu10va a1gebra rnoze def1nisati v1se nacina (videti [23], [55 i [57]). Ovde uvedena Bu10va a1gebra preko dve ekviva1e-

    ntne def1nicije. Pri dokaz1vanju teorerna krisn defi-

    niaija 1. U ovoj g1av1 , pored rnode1a 1 nekih vaznij1h teore-

    rn Bu10ve a1gebre, razrnatrane i neke binarne re1acije Bu10ve 1-

    gebre.

    1. DEFINICIJA BULOVE ALGEBRE

    Dat skup nrnn dva e1ernenta, u oznac1 1 I,

    korne 11 def1n1sane dve binarne operaaije, u oznac1 .1...1" 1 " ,i

    jedna unarna operaaija, u oznaci .-".

    Definiaija 1. Nao 8kupu definisana BuZova aZgebra ako

    8 . . Vaze 8 Zedede aksiome (zakoni. 8 stva) :

    ! komutativno8~i

    (i) avb = bv f1 () = '

    2 Svoj8tva asoaijativnosti

    (1) (avb)va = av(bya) () ()=()

    distributivnosti

    (1) av(b'a) = (a\...Jb)(ava) (~1) (bva) = '...I'

  • .Gi IClan - N.. 1 . ,. il'i4..:

    . Svojstva eLemenata 1

    (1) avO = (1.1) 1 = B s Svojstva negaciJe

    (1) ava = 1 (11) =.

    Bulovu algebru skupu operac1jama.' .v ". .-., kra-

    6 oznacavamo cetvorku (, v , . , - ). Elemenat obicno

    zovemo prvi eLement, element 1 posLednji eLement 1 ). Postoje 1 druge def1n1cije Bulove algebre su ekviva-

    lentne def1n1c1j1 1. Navodimo slede6u:

    Definicija 1'. Ako Bve ,, vaie aksiome (aakoni,

    sIJojstva):

    { (1) avb = tva (11) = '

    (1) (avb)v = v(bv ) (11) ( = .()

    ; (1) aV ( c)=(avbJ ( vc) (11) ' ()=(v ()

    ; (1) (. bJv (11) (avbJa

    ; (1) (aa)vb = (11) (aVa)b =

    tada kaiemo da i!etvorka (, v , . , - ) BuLova aLgebra.

    Za dokaz ekv1valentnost1 def1n1cbje 1. 1 def1n1cije 1: vi-

    deti [54. U daljem tekstu 1 6 se uglavnom poz1vat1 def in1ci-

    ju 1.

    2. MODELI BULOVE ALGEBRE

    ModeL 1. Dat skup Lz = {,l} . Uvedimo skupu Lz bi-narne operacije v i (zovemo ih redom disjunkcija 1 konjunk-ciJa) 1 unarnu operac1ju (zovemo negacija) slede61 na-

    c1n:

    1) Za termine prvi eLement. posLednji eLement videti teoremu 10.

    . Olle glave .

  • ,,\ 11\(.'\>1":1

    v v 1 1 1 vO 1 1 Vl 1

    00 01 10 11 1

    1 1

    111 pomo6u tabela

    v 1 1

    ~ 1 1 1 1 1 1 1

    Ovako def1n1sane operac1je skupu L 2 zadovoljavaju aks1-

    ome Bulove algebre 1z def1n1c1je 1., sto n1je tesko prover1t1.

    Dakle, data algebarska struktura skupu L2 predstavlja model

    Bulove algebre. Bulovu algebru skupu L2 zovemo d v ~ t - Butova a.tgtJbl'a 1 ozna~avamo (L2, v , , - ), (v1det1 [25],

    [42), [46] ).

    ModtJt 2. Dat neprazan skup U Neka part1t1vnom

    skupu P(U), P(U) = {xlx U} uo~ene binarne operac1je .v 1 .r"I" (un1ja 1 presek) 1 unarna operac1ja ~." (komplement).

    rac1je v , r"I 1 zadovoljavaju aks10me Bulove algebre 12:

    def1n1c1je 1. Na1me, ako su , 1 element1 skupa P(U), 1z te-

    or1je skupova (v1det1 []) poznato da !!:

    (1) AvB = BvA

    (2) (AvB)v = Av(BVC)

    () Av (BvC)c(AVB) v (AVC)

    (B~) Ao..vJ =

    ( 5 ) AvA-"'U

    r"lB = Br"lA

    ( 1"'\ ) r"lC = r"I(E r"lC)

    r"I (Br"I ) = (Ar"I ) r"I ( r"lC)

    AI"'\U =

    Ar"lA -.. 11

    OVde prv1 element prazan skup 11. , poslednj1 element

    skup U, data algebarska struktura skupu P(U) predstavlja

    model Bulove algebre u oznac1 ( (U) V , r"I, -).

    Mod.t . Matr1cu = [/] , / - 1, ,m '" 1,. ,n, gde / {,l} zovemoBulovamatr1caformata m,xn, (v1det1[25],

  • 4 .Gilezan - . Latil\ovlc

    [55

    Neka skup svih Bulovih matrlca formata m n. Uve-

    dimo skupu dve binarne operacije, u oznacl .+. i . i dnu unarnu operaclju u oznaci " slede6i nln:

    + ., [ ) = l 1.) i 1, , 1, , - [ = l ' Ij ] i 1, . , 1, .. ,

    .., [- 1 = l) i 1, , 1, . ,. Ovde u .~., ," 1 _-. operac1je skupa {0,1} lz modela 1.

    Na pr1mer, za Bulove matr1ce

    [: :]. ._[:: :] 1:

    1\..10]=[111]

    1\..11 1 1

    0\..11

    + [

    11.)

    01.) 1\..1

    1'0]=[0 ] 1'1 1 [

    1'

    0'0

    1

    1'0

    "[; : :].[: :]. Uvedene operae1je .+n, ., ' skupu zadovoljava)u

    aks10me Bulove algebre 1z d f 1 1 1 1. Za1sta:

    ( ) (1) + [/ ~ I] = ( 1 \..1 l ] + (11) = [ ']=[I )) ' 11 =

    ( 2) (1) ( + ) + = [( 1I \..1 )~ 111 [l} \..1 (1 1.) ) ]

    + ( + )

  • BLllova algcl,ra 5

    () ( ) [( cij]

    (lj . ( ) ( )

    () (i) + ( ) [ V ( )

    == [,(alj'V ) (/ V )]

    ( +) ( + )

    () ( + ) ( (b/jv ) }

    [( /) ) V ( )] ( ) + ( )

    (~) (i) Prvi element skupa ulv matrica ciji

    '! elementi nule. Oznacimo = [ Prema om

    + = [ jJV [/] =

    (ii) Poslednji element skupa j~ ulv matrica

    ciji ! eiemen~i jedinice. Oznacimo I = [1) .Prema 0-

    I = [aij 1] [ =

    (s) (i) + ' [ V ] [ 11 I () ' [/} ] = [.

    Dakle, uvedene operacije " + " " " '" skupu , , zadovoljavaju ak~iome Bulove algebre iz d f i i i 1.

    i algebarska struktura skupu predstavlja model Bulove al-

    gebre u oznaci (, +, , ') . d . Z 4. Neka . neprazan skup. Funkciju f, koja

    definisana . skupu i ima vrednosti u skupu {0,1} , tj.

    f : ... {0,1}

    zovemo i v Z t tdvQvrednQsna). funkcija:

    Obelezimo L2M skup svih ovakvih bivalentnih funkcija

    ~kupu . Uvedimo skupu L2M binarne operacije .V, ."! ~nar-

  • ...

    6 .Gllczan - . Lallllovlc

    nu operac1ju - sld1 na~1n:

    (f V '1) () d f(x) V '1 ()

    (f 1\ '1) () ~ f () '1 () , _ d_.

    f () =.f () ,

    za 8vako , '1de 8U operac1je oV', 1 _. respek-

    t1vrio d1sjunkc1ja, konjunkc1ja 1 ne'1ac1ja skupu {,l} 1z m 0-

    d 1 1.

    Uvedene operac1je 8kupu LzM zadovoljavaju ak810me Bulo-ve al'1ebre 1z d f 1 1 1 1. Za1sta:

    (, )

    (1)

    (11)

    (1)

    (f V '1) () .. f () v '1 ()

    = '1() v f () .. ('1 V f) ()

    (f '1) () .. f () '1 ()

    '1() f(x)

    .. ('1 f) ()

    f v '1) V h) () .. (f () v '1 ( v h () - f () v ('1 () v (

    ./t V ('1 V ()

    (11) fl\ '1) h)()" (f(x)''1(x'h(x)

    (1)

    .. f(x)'('1(x)h(x

    (f ('1 ()

    (f V ('1 h() .. f(x) ('1().(

    .. (f () v '1 () ) (f () v h () )

    - 1(f V '1) (f V ()

    (11) (f (9 V () .. t () ('1 () v h (

    .. (f () '9 ( v (f () (

    .. f '1) V (f ()

  • HI.lova algclmt 7

    (B~) (1) Prv1 element skupa L 2 M bivalentna funkc1ja ~, gde za svak1 1z , ~(x) = . Prema ovome :

    (f 'V ~) () = f () v ~ () = f () v = f ()

    (11) PO'slednj1 element skupa L2M bivalentna funk-1 1, gde za svako 1z , I(x) = 1. Prema ovome :

    (f 1\ 1) () f(x) 'I(x) = f(X)'l = f(x).

    (5) (1)

    (11)

    (f V f> () f () v f () 1 = I(x)

    (f 1\ f> () = f () ffi) = ~(x)

    data algebarska

    struktura skupu L ~ predstavlja model Bulove algebre. Bulo-

    vu algebru skupu L2M zovemo: Bulova algebra bivaZentnih

    funkaija 1oznacavamo (L2M, V ,1\ , - ), (v1det1 [55] ).

    ModeZ 5. Neka skup 1skazan1h formula 1) . Pr1dru:Hmo svakoj 1skazanoj formu11 , , skup 1skazan1h ~ormula , ;

    gde q ( ekv1valentno sa ). OVaj skup zovemo

    k Z k v i v Z i 1skazane formule 1 0-

    bele~avamo sa [), tj.

    lp)a'f { I , q } . Neka / skup sv1h klasa ekv1valenc1je (skup kol1c-

    111k). Uved1mo skupu / dve binarne operac1je "V , 0'- (d1s-junkc1ju 1 konjunkc1ju) 1 unarnu operac1ju .-0 slede61 n-1n:

    [.), [ ] ., [ V q 1, gde V q d1sjunkc1ja 1skaza ,, [] . (] [ 1\ ], gde 1\ q konjunkc1ja 1skaza ,,

    - [ []=, -,], gde -, negac1ja1skaza .

    Prepuita se c1taocu da prov~r1 aks10me Bulove algebre 1z

    d f 1 1 1 1. za ovako uvedene operac1je skupu /

    tj. da ( / , V' , - ) model Bulove algebre (v1det1 [46 ) . I)Vidi: S.P~elid. EZementi mtmtik Zogik~. Beog~ad. 8.'

  • 8

    . NEE VA~NIJE TEOREE BULOVE ALGEBRE

    Navodimo sp1sak vazn1j1h teorema Bulove algebre (, v , . ,

    - ). Neke od nj1h zovemo i d t i t t i, (v1det1 [2} [55]).

    1 d t i t t i:

    1 (i) avb = bVa (11) ' = ' 2 (1) (avb)v = l..J (bv ) (11) (' ). = ' ( )

    , (1) av(bc)=(aVb)(avc) (11) a(b,Jc)=(ab)v(ac)

    . (i) avO = (ii) 1

    , (i) ava 1 (11) '

    6 (1) av = () 7 (1) avI 1 ()

    . (1) av(ab) = (11) (avb) = ( 1 ) V (;,. av (11) (av )

    JIO (1) (avb)v(;'b)= 1 (11) ( (avb) =

    JII (1) (avbJ(;'b)= (11) ( V(avb)= 1

    = (11) 1

    () : ;'vb

    r :

    1. Ako av% = 1 i % = onda % = .

    m 2. avb = ako i ako = = .

    . ' 1 ako i m ako = = 1.

    4. ' ako i ako = ili = .

    5. BuLovoj aLgebri postoji jedan prvi Lement.

    6. BuLovoj aLgebri postoji jeda .. pos.Lednji Le-

    ment.

  • 9

    Teorema 7. U Bulouoj algebri 8uaki element p08toji 8

    n element .

    Doka~1mo neke' od naveden1h ident1teta. Pr1 dokazu kor1st1-

    prinaip dual.no8ti u Bulovoj algebr1. Na1me,' u! svakog .1-

    dentiteta (teoreme) u Bulovoj algebr1 (, u, . , - ) ide7

    ntitet (teorema) * koj1 1zveden medjusobnom zamenom operac1-

    u l' kao 1 medjusobnom zamenom elemenata 1 1 u 1dent1-

    tetu . Tako primer, dual identiteta

    ()

    1dentitet (*)

    (1 U ) ( u )

    ( ) U ( 1)

    .

    1dentitetima Jk(i) spiska (1{"k

  • 10

    (1)

    (2)

    (3)

    (4)

    (5)

    .Gllcz;1I1- . Lali";

    , (11) =

    = 1 (zakon , (11)

    = ( v ) (zakon 5 (1 .. ( ) v ( ) (zakon , (11 .. ( ) v O (zakon 5 (11 = . . (zakon ,(1.

    * ldent1tet1 ,(11) 1 ,(1) 8U dualn1, to je8t,J,(11) :; ,(1)

    i J:(i)= J,(1i). Iz dokaza 1dent1teta .(1) v1dimo da

    sled1ca ak810ma , (1), 5 (11), , (1), 5 (1) 1 , (11). Iz dokaza

    1dent1teta ,(11) v1dimo da po81ed1ca aks10ma ,(11),5(1),

    ,(11), 5(11) 1 ,(1). Dakle, 1dent1tet ,(11) po81ed1ca ak-

    * * * * * * 10 , (1), , (11), , (1), , (1) 1 , (11) jer , (1):; , (11) , * .. * * , (11) ", (1), (1) :: , (11), , (1) :: , (11) 1 , (11) :: , (1).

    u daljem tek8tu dokaza6emo neke 1dent1tete 801. sp18ka ~1-taocu o8tavljamo da obrazlo!1 dokaze nj1hov1h dualn1h 1dent1teta

    kor116enjem pr1nc1pa dualno8t1.

    Doka

    (1)

    (2)

    (3)

    (4)

    , (11)

    = (

    ( )

    -= .

    . ..

    )

    (zakOn 8, (11

    (zakon 8. (11) )

    (1dent1tet ,(11

    (zakon 5(11.

    Ident1tet 7(1) posled1ca 8,(1),8.(1), ,(1) 1 ,(1) (kor1-

    8timo dualnost1).

    .(1) V ( ) = Doka8.

    (1 ) V ( ) 1 V ( ) (zakon , (11

  • (2)

    (3)

    (4)

    = (1 V = . 1

    =

    (zakon (11) )

    (1dent1tet 7(1

    (zakon B~ (11

    1dentitet' (11) posled1ca B~ (1), (1), 7 (11) 1 B~ (1).

    (1)

    (2)

    (3)

    (4)

    Do1caz.

    ,(11)

    ( ) v (

    v ( )

    ( v

    =

    (zakon (11

    (zakon 5 (11

    (zakon l (1

    (zakon _ (1) )

    1dent1tet ,(1) posled1ca (1), 5(1), l(11) 1 _(11).

    l (1) ( v ) v ( . ) 1 Do1caz.

    (1) (avb) v(a.E):=avJy ) avb)vE) (zakon , (1

    (2) = (av (av.b ( v (bvE (zakon1 2(1)'l (1

    (3) =aVa)vb) (avI) (zakon1 2 (1),5(1

    (4) = (1v ) (av 1) (zakon 5 (1 (5) =(bV1) (avI) (zakon l (1

    (6) = 1 1 (1dent1tet 7(1

    (7) = 1 (1dent1tet ,(11.

    11

    Ident1tet l (11) posled1ca (11), 2 '(11) 1 l (), 2 (11)

    1 5 (11), 5 (11), l (11) 7 (11), , (1).

    (2 )

    (3)

    Do1call.

    ll(11) ( . ) v ( v ) 1

    (zakon l(1

    = vE) .,) avE) vb) (zakon , (1

    -(av(av; avb)vb) (zakon l )

  • 12 .Gllczan - . Lalilluvic

    (4) = aV a)v ) (av (bV (zakon 2 (1) )

    (5 ) =(IVb) (...,l) (zakon , :1) )

    (6) =(bVI) (avI) (zakon I (1

    (7) 1 1 (1dent1tet .1 7 (1) )

    (8) 1 (1dent1tet .1,(11.

    Ident1tet .111 (1) posled1ca l (11), (11), l (11),

    , (11), 81 (11), .17 (11) 1 , (1).

    Dokaz.

    (1 ) = (zakon ,(11 1

    (2) (ava) (zakon , (1) )

    (3) ( ) v ( ) (zakon 8,(11

    (4) ( a)v (zakon , (11

    (5) OV ( ) (zakon l (1

    (6) ( ) v ( ) (zakon1 85 (11) ,81 (11

    (7 ) = (ava) (zakon 8(11

    (8) = 1 (zakon 85 (1

    (9) = (zakon 8. (11.

    .11 3 (1) 1

    Dokaz.

    (1) OVO (zakon 8. (1

    (2) OvO (zakon 81 (1) )

    (3) 1 (zakon 85 (1.

    1dent1tet .111 (11) posled1ca 8. (11), 81 (11) 1 85 (11).

    dokaza11 1dent1tet .11.(1) prvo dokazat1 t.o-

    reu 1.

    -Ako aVx 1 1 onda = .

  • Bulova algebra 13

    Dk.

    (1) = 1 (zakon . ( (2) = (ava) (zakon Bs (1 (3) ( ) v(x ) (zakon (

    (4) ( ) v(a ) (zakon 1 (

    (5) v(a ) (pretpostavka '=)

    (6) ( x)VO (zakon 1 (1

    (7) ( ) v(a ) (zakon Bs (

    (8) = (xva) (zakon (

    (9) = 1 (pretpostavka avx=I) -(10) (zakon . (

    1. (1) :7 = - Dk.

    (1) (a.vb) v ( ) .. 1 (1dentitet 1 0(1

    (2) (a.vb) ( ) ~ (1dentitet 1 1 (1

    (3) \'avb = (pretpostavka) -(4) = (pretpostavka)

    (5) AvX = 1 (zamena (3) 1 (4) u (1)

    (6) . = . (za'mena (3) 1 (4) u (2) )

    (7) = (1z (5) 1 (6) teorem1 1)

    (8) av = (zamena (3) 1 (4) u (7)

    Za detalje dokaza osta11h teorema koj1 ovde n1 naveden1 videti

    [ 48), [55), [11].

    4. BINARNE RELACIJE < , ;. U BULOVOJ ALGEBRI

    Uved1mo u Bulovu algebru (B,v, , - ) binarnu relac1ju < (mn iZi jednako) sld1 n1n:

  • 14 .Gil7.'- .Llill"';.'

    Defini~ija 2. Za eLemente . ia kaiemo da

    ako i ako xvy = . To~a 8. < ako i ako = .

    < "

    Dokaz. Dokaza6emo prvo da 1z < pro1z1az1 . Za-

    1sta:

    (1) < (pretpostavka) (2) xVy (def1n1c1ja 2.)

    (3) = (1dent1tet =)

    (4) x{xvy) (zamena (2) u (3) )

    (5) = (1dent1tet . (11.

    Doka!lmo sada da 1z = prolz1azl ;;;; . Zalsta ,.

    (1 ) = (pretpostavka)

    (2) xvy XVy (ldentltet =)

    (3) xvy '" xYv (zamena (1) u (2

    (4) xvy vxy (komutaclja I (1

    (5) Xv (ldentltet ,(1

    () .;;; (def1nlclja ~.).

    l dokazall teoremu.

    To~a 9. ReLa~ija < ~ela~ija po~etka u Bulovoj aLgeb~i (. V. - . . 8vaki .", ia aadovoljava u8Love:

    (1) < . (11) ako < !I i !I .;;; onda = %~

    (111) ako < . i .;;; onda < . Dokall.

    (1) (1 ) xvx '" (1dentltet ,{l

    (2) < (deflnlc1ja 2.) (11) (1 ) .;;; i < (pretpostaVka)

    (2) xvy = 1 xvy '" (def1n1c1ja 2.)

  • 1I\ll\' al!(cl>ra 15

    (3) xvy 1 yvx=x (1dentitet l (1

    (4) = (tranz1t1vnost) (111) (1) < 1 < z (pretpostavka)

    (2) xvy = 1 yvz = z (def1n1c1ja 2.) (3) ( v ) v z = z (zamena 1z (2 (4) v ( v z) = z (asoc1jac1ja Jz(1 (5) xvz = z (pretpostavka) (6) .:;;. z (def1n1c1ja 2.).

    S11cno kao u def1n1c1j1 2. uvodimo binarnu relac1ju ~ (ve-

    Ui jednako).

    Definiaija 3. Za Zemente . ia kalemo :r: . .;;. V ako

    i ako = .

    Def1n1c1ja.2. 1 def1n1c1ja 3. su dualne.

    Uopite, neka teorema (def1n1c1ja, 1dent1tet) Bulove al-

    gebre (, v, , - ) u kojoj se pojavljuju 1 s1mbo11 ~ , ~ . Du-

    alna teorema (def1n1c1j~, 1dent1tet) * 1zvod1 se tako ito se -

    red medjusobne zamene s1mbola v 1 , 1 1 vri1 medjusobna

    zamena 1 simbola < 1 > . Neposredno pro1z11az1 da (*)* _ .

    Teorema 10. BuZovoj aZgebri ( v, . , - ) Bvaki vale BZedeca BvojBtva:

    (Tl) (1) :r:::y 1 V;;':r:Y

    ( 2 ) . (1) :: ako i ako :r:>

    () (1) ako :r:(;V n :r:vaV n :r:;;;"

    (T~) (1) :r: (5) (1) (; ako i ako :r:y =

    (11) :r:;;,V ako i ako :r:vy = 1

    .. i

  • 16 .Gi Iczan - . LcttiHovic

    ( ) (i) = ako i ako (xvy)' ( ) 1 (ii) = ako i ako = .

    Dua1na svojstva svojstvirna (Tk

    ) (i) (1";; k ";;6) su svojstva

    (T~) () i obrnuto, to jest, (Tt ) * (i) =' (.) () i (Tk ) * () =' (.)

    (i). Ostav1ja se ~itaocu da doka~e navedena svojstva.

    Primsr 1. U dvo~lanoj Bu1ovoj a1gebri ({,l}, , , -) iz

    m Jde1a 1.' postoj i binarna re1acija ~ (rnanje i1i jednako). Zai-

    sta " , "1, 1 " 1 jer V = , V 1 = 1, 1 v 1 = (zadovo1jena definicija 2.). Medjutim, nije > 1 niti 1 " .

    Primer 2. U skupovnoj Bu1ovoj a1gebri ( (U) , v, 'I, ') iz td1 2. postoje re1acije , ~ (relacija inkluzije). Za1sta

    neka , ~p (U). Tada

    ako i samo ako v ,

    ~ ako i ako 'I .

    Primer 3. U Bu1ovoj a1gebri (, + , , , ) iz modela 3.,

    gde skup Bu10vih rnatrica i

    ( ] t = 1, ... , , 1, .. , [ = 1,_ , ; 1, .. ,

    postoj i re1acija ~ data

    " ako i sao ako za svaki ,

    Tako primer, ako

    [: : :] - [: :], tada

    ,,;; jer + .

  • 5. IDEALI. FILTRI. DLGRE

    Definiaija 4. BuZovoj aZ(Jbl'i (, , , - )

    Bkup zovemo ideaZ (v1deti [57]) ako zadovo.ljena BvojBtva:

    (1) ,

    17

    neprazan

    BZededa

    () Za Bvaki :1:.11 ako :1:.11 onda i :1:Il ,

    (1) Za Bvaki :1:.11 ako :1: i 11 ~.1: onda i

    Ocigledrio da , jer za svaki , O~x.

    Pl'imel' 4. Neka U = {,,} 1 ) >rt1t1vn1

    1 unarna operac1ja -= , 1z modela 2.

    , 1', - ) ideali su slede61 skupov1: 1 {9},

    2 {9 {} } ,

    = {9 , {} } ,

    . {9 {} {} {,}

    Js { {} {} {,}

    Ima 1h I ostavlja c1taocu da 1h i.

    Skupov1

    ! = {{} , {}, {}},

    ; {{} {}, {,}},

    n1su idea11 jer n zadovoljavaju uslove defin1c1je 4.

    Definiaija 5. U BuZovoj aZgebl'i (, , . , -

    Bkup F zovemo fiZter (v1deti [571) ako zadovoZjena BvojBtva:

    (i) F ,

    11 .

    skup, tj.

    neprazan

    BZededa

  • 18

    (ii) Za 8vaki , , onda i ',

    (iii). Za Bvaki , ( i

  • 11111",'" "Igcbra 19

    Primer 7. Neka (, + , " ') Bulova algebra 1z modela

    . , gde skup Bulov1h matr1ca formata n. Tada su (;,

    = 1,2 Bulove podalgebre, gde + , , , )

    1 {0,1}, 2 = {O,A1,Az,1}

    i gde

    [ . "] ~.~:::~ 1 0 ... 0

    l' 1 . 1

    1 1 1

    1 1 ... 1 [

    ... 0 1. "1] 1= ~.~:::~ 2= ~.~:::~

    11 . 1 00 ... 0

    Teorema 11. Svaka BuLova podaLgebra (, v gebre (, v, . , - ) jeste BuLova aLgebra.

    - BuLove aL-

    Dokaz. Kako def1n1c1j1 . to binarne operaci-

    v i' skupa 2adovoljavaju aks10me 1 , 2' 1 1z def1-n1cije 1. Na osnovu (11i) 12 def1nicije . pro1zilazi da za

    svako i (, anaosnovu (1) 1 () 1zdef1n1cije .

    sledida XVXEBoiX'xEBo,tojest 1(B o iO(Bo (jer

    \ = 1, = ). OVim teorema 11. dokazana.

    Definicija 7. Neka (, v , . , - ) i ( 1, + , * , ') u-ZOVe aZgebre. PrssZikavanje [: B~B1 aovsmo homomorfizam ako

    aaqovoZjava usZOVe:

    (i) f(:z;V ) = f(:z:) + [().

    () f( = (f(:z;))'

    Primer 8. Dat1 u skupov1 ~ {,} 1 = {1,2,,}. -

    1m part1t1vnom skupu () binarne operac1je v , 1 rrkt1vn uniju, presek 1 komplement, skupu binarne

    operac1je + 1 * slede61 n1n:

    +

    *

    NZS (,)

    NZD (,)

    unarnu operac1ju

    - 6 : ,

    (nn1 zajedn1ck1 sadr~alac za ,8)

    (n6! zajedn1cki delilac za , ) i

    za .

    ~etvorke ( () , v , , , ) 1 (, + , * , - 1 l0 algebre.

  • 20

    Preslikavanje f ~ () dato sa

    2 3

    {,}

    jeste homomorfizam jer zadovoljava svojstva (i), (ii) iz defini-

    cije 7.

    Teorema 12. Ako [: + l homomor[izam tada :

    () [() = [() I(} () [() l 1(I } 1 1

    gde i 1 B odnosno l i 1 1 prvi i posLednji eLement

    Lgebre (, - ) odnosno (l, + ,

    ) . V, , , , () Ako ~ tada I(} ~ [().

    Dokaz.

    () (1) f(xy) f(XVf) (zakoni de Morgana)

    (2) (f (xvy , (uslov (11) iz definicije

    (3 ) (f () +f () ) , (definicija 7. (1

    (4 ) (f )'. (f ( , (zakon de Morgana)

    (5) f (x).f () (us1ov (11) iz definic1je

    (6) f () .f () (dvostruka negac1ja =).

    () (1) f(OB) f (') (zakon s, (11) )

    (2) f () .f () (teorema 12., (

    (3) f (). (f ( , (us1ov (11) iz defin1cije

    (4 ) l (zakon Bs, (11) ).

    (1 ) f(1B

    ) f

  • Btllova algcbra 21

    Deliniaija 8. Neka (, v, . ,-) i (l' +, *, -) Butove atgebre. Prestikavanje 1 : + l zovemo izomorliza ako zadovotjava ustove:

    (1) 1 obostrano nnn prestikavanje.

    () f(:r;vy) = I(:r;) + '().

    (111) 1(;) = (I(:r;))'.

    Primer 9. Neka su ( () , v , , - ) 1 (, + , * , -) Bu-love algebre 1z pr1mera 8. PreS11kavanje f : + (), dato

    f 2 3

    {:) {} {} jeste 1zomorf1zam jer zadovoljava (1) , () 1 (1) 1z defin1c1-

    8.

    Teorema 13. Ako (, v, . , -), (l'+ , * , -) 1 (2' V , 1\ , -, ) BuZove aZgebzoe i 1 : + BI' g : . 1 + 2 izomorliz-

    mi tada i kompozitum gol : + 2 imrlizm. gde

    (gol)(:r;) = g(I(:r;))

    Dk.

    (1) Kako f 1 g obostrano jednoznacna pres11kavanja to

    1z ~ sled1' f(x) ~ f(y) i 1z 1st1h razloga 1z

    f () ~ f () sled1. g (f ( ~ g (f () ). Dakle 1 presli-

    kavanje gOf obostrano jednoznacno.

    () (gOf) (xvy) = g (f (xvy

    g(f(x) + f(y

    g(f(xt) V g(f(y

    (gof) () V (gof) ()

    (1) (gof) () g (f (

    g f ( -) = -, (g (f () ) )

    = -, (gof) ()

  • 22 " .Gi ICl~\1\ - . .. ilIH\ i.t.:

    Teorema 14. PresLikavanje [: ~ , izomor[iaam ako i

    ako [-1: , ~ iaomor[iaam.

    Dokaz. Neka f izomorf1zam 1 z,w (f(B). Tada z=f(x)

    1

    (1) w = f () za , .

    Dakle = f-1(z) 1 = f- 1 (w).

    Ako z F w tada 1 F . Na1me, ako bilo =

    tada 1ma11 z = f(>:)=f(y)=w. Odavde 1mo da

    pres11kavanje -' obostrano jednozna~no.

    (11) f (xvy) = f () + f () = z + w onda

    -, -,-, f (z+w)=xvy=f (z)vf (w).

    (111) f(x) (f () ) '= z' onda

    ---,--(f (z) )

    S11~no se dOkazuje da ako f-' izomorf1zam onda 1 f 1-

    zomorf1zam.

    ZADACI

    Zadatak 1. Kor1stet:!1 1dent1tete J t (1) i J t (11),

    dokazat1 da u Bulovoj algebr1 (, V , , - ) va~e sledet:!1 1den-

    t1tet1:

    1. (1) XYVKY = 1 ) (11) ( vy) () =

    2. (1) - - (11) (XVY) (xVY) (xvz) ( JZ)=X vxyv xz vxz=x . (1)

    - - (11) ( Vy) (z Vy) (xvy) (yvz)=xz xyvzyvxyvyz=xvz 4. (1) - - (11) ( vy) ( Vy) (XVY) = xyvxYvxy=xvy 5. (1) vxy vxy vxy=I (11) (xvY) (XVY) (xvy) (XVy) =0

    6. (1) xz (yv z) =xzy (11) xv z Vyz=x vyv z

    1) Umesto z.v. ukoLiko n un. pisa&emo zv.

  • iI"lo\'" ulgcl>ra 23

    7. (i) xy(zvy)=xy () vyvzy"'xvy

    8. (i) z vxyz=I () xyz (XVyvz)=O

    9. (i) (xvyvz) (XVyvz)=O () xyzvxyz=I

    10. (i) ( yz) =xyz () xy(yvz)=XVYV z

    11. (i) ))= () ()= -- -- -12. (i) = () =

    13. (i) () ()= () -= 14. (i) xyzv xyz vxz=z () (XVyvz) (XVyvz) (xvz)=z

    15. (i) xyvxzVxy=xz

  • ...

    24 .Gilclal1- . [,alil1uv;c

    odrediti tako da = xvyv z.

    (ii)Data = (xvyvz) (xvYVZ) (XVyvz) (xvyvz) (xvyVZ)

    (xvyvz) (av xvyv z), E(O,I};

    odrediti tako da = xyz.

    Zadatak 3. Dokazati sld Bulove identitete:

    1. (i) '-, -i- 1)

    ;) = I I , (11) ;=1

    " . 2. (i) (U x,)v (-i -1 /=! (11) (,-, ,) (V )=

    ,=, '=1 '=1 '=1

    3. (i) -,-!

    i ;=1

    ;tj) (VX;)=O '=1

    (11)

    (Ux,)V( 1-1 ,)=I ,=, ',..1

    4. (i) l (X1VX2) (X1VX2 vx,) . (X\ VX 2V" .vx n _ 1 v x n )= 'I=

    5.

    .

    1)

    (ii) X1V \2 VX1X2X, V .. VX1X2" . . " =u , 1='

    " (11) XV(-'-\ I)= '-- (xvy,)

    i=t 1=1

    , i)

    t " (i) Vx, =Vxjn v (UX jn ) ,=, h =, h=k+l

    " () ,-,, -'1 -'1 ) ,

    '=1 h = 1 h=k+l gde SU 1 , 2 , ...... , 11 permutacije od 1,

    , ......

    V X ; X1VX,V . VX. -\ -Ix \ 2' .. ' . . , '=1 i=t

  • 7.

    1.

    2.

    .

    4.

    (1)

    (11)

    n. V(XiVYi) 1=1

    JJtllova algcl>ra

    11

    (vxi)v(LJY,) ;=1 '''''1

    11 11

    (rlx)'(/-' .). i=1 I ;=1'

    Zadatak 4. U Bulovoj algebr1 (. , , - ) dokazat1: (1) , ~ ako 1 sao ako ~

    (11) > ako 1 sarno ako >.

    (1) ab~cvd ako 1 sao ako ~b d

    (11) ~C d ako 1 sarno ako ~ . d (i) = ako 1 sarno ako ~ ~b

    (11) ( v ) () ako 1 sao ako >;;;,

    (i) ~b ako. 1 sarno ako ~ .

    25

    Zadatak 5. Neka U neprazan skup 1 () njegov part1-

    tat1vn1 skup. .. 1 .n" (n1 1 presek) binarne operac1je i

    11 " (kornplernent. ' = \ . ( () ) unarna operac1ja.Po

    delu 2. cetvorka ((). v , , ') Bulova algebra.

    Matr1cu = [] i = 1, = 1, 1/1. gde su elernent1 skupa (), zoverno Bulova rnatr1ca forrnata rnn.

    Neka skup skup sv1h Bulov1h rnatr1ca forrnata rnn,

    11 + 11 1 11 binarne operac1je uvedene sledec1 n1n:

    + tle.f

    [ / 1, , V = ; =

    tlef

    [ I = 1, , 111 ; = 1, ,

    gde su v 1 operac1je n1 1 presek skupa ().

    Uved1rno unarnu operac1ju sledeci nn;

    = 1, , :: 1, , ,

    gde , 11 unarna operac1ja kornplernent = U'\ / Dokazat1 da cetvorka ( . + - ) Bulova algebra tj.

    da su zadovoljene aksiorne Bulove algebre 1z defin1cije 1. Napo-

    minjemo da su prvi 1 poslednji elernent:

  • 26 K.Gllezan- B.Lallllovlc

    Zadatak 6. Date Bulove algebre

    (1,Vl,'.lt -1), (B 2 ,Vz,nZ' -2)' ... '( n 'V''' '\", -,,).

    Dokazati da (, v , , - Bulova algebra, gde

    = , ,

    = (Xl,X2, . ,X,I)' to jest ako i ako

    '{1,2, .. ), operacije v

    cin:

    , ,- definisane slede6i

    ",.,. (, v,y" " ) xv 2 V2Y2"" , N Vf'I

    11t'1

    (, \', , ntt 2 nZY2t ... , ,,)

    Ilt( -1 _ 2

    -

    (, , 2, , )

    i

    na-

    Zadatak 7. Dokazati da (, + , , - )Bulova algebra,gde

    :

    , 2, 5, 7, 10, 14, 35, 70)

    + NZS (,) (najmanji zajednicki sadrzalac)

    NZD (.) (najve6i zajednicki delilac)

    = 70 : .

    Zadatak 8. U Bulovoj algebri (. + , , - ) iz zadatka 7.'

    odrediti ideale, filtre i podalgebre.

    Zadatak 9. Data Bulova algebra (. v, , - ) svih Bulovih matrica formata mxn, gde

    = { r i ] \ i= 1, , = 1, , /11 DOkazati da (, + , , ') Bulova algebra gde :

    + (Ief

    [ ' .I ]

    cle'

    [ I ]

    i skup

    }

  • \ll algcbra 27

    l = l, ,~ .= 1, ,

    ,,,''', .-0 operaci'je skupa .

  • 28 .Gilczal\ - . Latill0vic

    G-LAVA II

    u L V L G R L 2

    u ll 1 razmatrana Bu10va a1gebra prolzvoljnom ne-praznom skupu najmanje dva elementa. U glavl 11 razmatra

    1 a1gebra skupu L2 = {0,1} Razlog za posebno tretl-ranje Bulove a1gebre skupu L 2 obrazla!emo slede61m: ona

    najvle korlstl, aparat kojl odnosl dvovrednosne promen-

    1l uvek najsavrenljl.

    Napomlnjemo da sve teoreme navedene u Bu1ovoj algebrl (,

    V , . , - ) va!e 1 za Bulovu algebru (L 2 , v, . , - ). U glavl prolruje splsak teorema navedenln u glavl 1. Neke vre-

    de 1 u 1 a1gebrl (, v, . , - ) (vldetl [24), [55}, (571). U ll 1 (model 1.) defln1sall mo skupu L2 = {0,1} -

    narne operac1je .v (d1sjunkc1ju) 1 (konjunkc1ju) l-

    deC!1 nal:ln:

    (1 )

    (2)

    v

    ,

    ,

    v 1 1,

    1 = ,

    1 V 1, 1 V 1 1

    1 , 1 . 1 1.

    Takodj~ def1nlsa11 unarnu operac1ju - (negac1ju) slede-

    61 nalHn:

    (3) = 1, i = . Bu10vu a1gebru skupu L2 = {,1} , gde su uvedene binar-

    ne operac1je .v 1 pomoC!u (1) 1 (2) 1 unarna operac1ja

    l

    pomoC!u (3), zovemo Bu10va a1gebra dvol:Lanog skupa (111

    a1gebra L2).

    S11l:no, ako skupu S = {,} uvedemo binarne operac1je

    1 unarnu operac1ju slede61 nal:1n

  • Bulova algcbra 29

    GJ

    f onda cetvorka (5, , , - ) dvoclana Bulova algebra. Prepus-tamo citaocu da dokaze da su l0 algebre (Lz, V, . , - ) i

    (5, , (1), -) izomorfne.

    Iz definicije Bulove algebre (definicija 1., Gl. 1) i nave-

    denih osnovnih teorema neposredno sled1 da u Bulovoj algebri (L2'

    V, . , - ) za a,b,c~L2 vaze .sledeca. svojstva (identite-

    ti) :

    51 (i) avb = bVa (i1) =

    52 (i) (aVb)Vc aV(bVc) () () = ()

    8 (i) aV = : (ii) =

    5~ (1) avab = (11) a(aVb) =

    55 (i) aVbc. (avb) (avc) (11) a(bVc) = abvac

    86 (i) aVl 1 (11)

    57 (i) avO = (11) 1 = 8 (1) aVa 1 (11) - = 59 (i) aVb () = v

    = = 511 (i) avab avb (11) a(avb)

    Za detalje videti [42], [27] , [39] i [55].

    1. BULOV IZRAZ

    Uvedimo skupu L2 relac1ju

    = ako 'f

    (4) Cl

    1, ako = , a,xEL z Prema (4)

  • 39 K.(;iICI.~H' - B.I.aIiItH\"il..:

    00 1, 01 = , 10 = , 1 1 1.

    Na osnovu (3 ) 1 (4 ) 1m:

    (4 ') = 1 =

    (4 ' ') .

    Takodje 1 slede6a relac1ja:

    L2

    x~ , L, f (4 "

    u L2 , f . u L2,a

    Na relac1je (4')1 1dent1teta 51(1), 5,(11), 5~(1)

    (11) relac1ja (4", neposredno se ver1f1kuje. Za1sta:

    1 58

    =

    l 1

    1 =

    U

    xlU 1

    U l

    Dogovorno uz1mamo da

    love konstante, slova

    = ,

    = 1 ,

    = ,

    u = ,

    XUX = l ,

    xUx 1.

    se s1mbo1i 1 1 1z

    x,y,z, ... koja uz1maju

    skupa L2 zovu

    vrednost1 1 1

    1z skupa' L2 Bulove promenlj1ve.

    Definioija 1.

    1. BuLoue konstante 0,1 i BuLoue p~omenLjiue ..3 ... u

    BuLoui i~i.

    2. Ako i BuLoui i~i tada ( U ), (')' ,

    Loui i~i.

    . BuLoui i~i oni simboLi koji dobijaju kona-

    p~imsnom 1.i 2.

    Na pr1mer, Bulov1 1zraz1 :

  • Blllova lg 31

    , 1, , , ZO (jer ZO = z), ZI, (xv ), (), (), XvO)x), x1)VY).

    Da bismo 1zbegl1 glomaznost, ob1cno uvod1mo konvenc1ju

    br1sanju spoljn1h zagrada. Tako, pr1mer, Bulov 1zraz

    xv ))

    jednostavno 1s

    ( v ).

    2. PORE BULOVIH IZRAZA

    Defini'oija 2.

    (1) Bu7..ovi izrazi 1

  • 32

    i Bvaka promenLjiva x k (iLi nn negacija ~k,k=l,

    n) uzeta jednom (i n) utvu izgradnji dis-

    junkcije .

    Na primer, elementarne konjunkcije

    xyz, xyz, xyz

    su kanonske elementarne konjunkcije u odnosu promenljive ,

    i z, elementarna konjunkcija nije kanonska elemantarna

    konjunkcija u odnosu , i z jer ne sadrzl l z ni z.

    Elementarne kanonske konjunkcije

    xyz, xyz, xyz

    u odnosu promenljive , i z mogli bismo, prema

    (4 ') pisati

    Z

    relaciji

    uopste, kanonska ele~entarna konjunkclja u odnosu pro-

    menljlve I, 2, ' oblika

    gde CL

  • Bulova algebra

    Definiai;ja 4: (1) Bulov izpaz ob~ika

    CIVC2V VC "

    33

    gde I '2' ,Crelementapne kOn;jUnka,iJe, zove d i ; n-

    k t i v f (kpace DF).

    (11) Bulov izpaz oblika

    DID2 Dn gde DI,D2, ,D r elementapne dis;junkai;je. zove k ; -

    k t i v f (kpace KF).

    Na pr1mer, Bulov1 1zraz1 - - - - - - Vxyv xyz, xv xyz vxyz, xyV xyzv xyz...;

    su d1sjunkt1vne forme, Bulov1 1zraz1

    . x(XVy) (xvyvz), x(XVyvz) (xvyvz), x(YVx)

    su konjunkt1vne forme.

    Definiai;ja 5.

    (1) Dis;junktivna ' m

    zove kanonska disjunktivna nopmalna ' (kpace KDNF) od-

    ppomenl;jive :l:1,:l:2, .:I: n ' ako CI,C2, ... ,C ... ,kanonske

    elementarne kon;junkaije odnosu promenl;jive :1:1':1:2' :l:.

    (11) Konjunktivna forma m

    -1 IDI 1=1

    zove kanonska kon;junktivna nopmalna ' (kpace KKNF) od-

    promenljive :l:1,:l:2, . ,:l: n, ako DI,D2, ... ,D m kanonske

    elementapne disjunkaije odnosu ppomenljive :l:1,:l:2, ,:l:n.

    Na pr1mer, Bulov1 izraz1 - - -xyzv xyzv xyz ...;xyz, xyzv xyz, xyz vxyz vxyz

    su kanonske,d1sjunkt1vne normalne forme u odnosu promenlj1ve

    , i z, dok Bulov 1zraz

  • 34 K.Gilczall- . Lalillvi

  • ntllova algcb.a 35

    Skup 3

    L2 = L2XL2XL2 = {(,,) ,(0,0,1), (0,1,0), (0,1,1), (1,0,0), (1,0,1), (1,1,0) (1,1,1)}

    1ma 23 = 8 elemenata (uredjen1h trojk1).

    postoji 2 n pa&Zi~itih kanonskih konjunkaiJa obZika

    l 2 n (5) Zl Z2 "'Zn' (al,a2,"" n> L2 ,

    nn 2 n & U~itih kanonskih disjunkaija obUka

    (6) l 2 n "

    Zl U Z2 V ,~. (alta2, #an)EL2 ,

    gde i&pa&i dati (4) (1 (4~.

    Doka&. Kako svaka konjunkc1ja obl1ka (5), odnosno d~sjurik

    1 obl1ka (6), sadrzi 1zraze

    , l {,l}, 1= , ,n

    to prema relac1j1 (4~) 1 varijac1je ponavljanjem od dva

    elementa n-te klase, tj. 2" konjunkc1ja, odnosno d1sjunkc1ja.

    Ppimep 1. Za promenlj1ve , postoj1 22 = 4 kanonsk1h ko-

    njunkc1ja obl1ka (5), tj.

    1 -

    , , , ,

    odnosno 22 = 4 kanonsk1h d1sjunkc1ja obl1ka (6), tj.

    111 xuy, xvy, xvy, xuj.

    2.

    (1) Disjunkaija evih kanonekih konjunkaija obZika (5)

    naka l~ tj.

  • 36 .Gilczan -1J.I,lillviC

  • tl 0\'3 aJgcbra 37

    Prerna tome, postoj1 sao jedna d1sjUnkc1ja obl1ka () koja

    jednaka ; osnovu 1dentiteta . = sled1 da. (8) 1njeno.

    P:rime:r 2.

    Na osnovu Teoreme 2. pro1z11az1:

    (1) Za promenlj1ve , d1sjunkc1ja sv1h kanonsk1h konju-

    nkc1ja jednaka 1, tj.

    - - --XYvXYVxyvxY. = 1.

    Za1sta - -xYVxYv.xyvxy

    (11) Za promenlj1ve , konjunkc1ja sv1h kanonsk1h d1s-

    junkc1ja jednaka , tj. . - - --(xvy) (XVy) (xvy) (xvy) . Za1sta

    (XvY) (xvy) (xvy) (XVY)=(XVyxvxyVYY) (XVyxvxYvYY)

    (xvx(YVY (xvx(YVY= (xvx) (xvx) = = .

    Teo:rema 3.

    (1) Konjunkcija koje dve :r~iit kanonake konjunkcije

    ob~ika (5) jednaka , tj.

    l 2 n 131 132 I3 n (11:1 11:2 ... l1:n )(11:1 11:2 l1: n ) = ,

    gde

    , (131,132'"'' I3n)E L2 ,

    (ll 2, .. , n ) 'i' (1311132 , ... , I3 n )

    (11) biajunkcija koje dve :rz~iit kanonake diajunkcije

    obZika () jednaka 1, tj.

    {

    1 2 n 131 13 2 13 (11:1 V 11:2 V . Vl1: n )V(I1:J Vl1:2 V Vl1: n )= 1.

    (I3,I321""l3 n ) EL2

  • 38 .Gllezan - . Latinovlc

    Dokaa.

    (i) Neka

    Tada postoji bar jedno 0< < ) tako da

  • Lllv algcbra 39

    Dokaz. Neka Bulov 1zraz. r1st1 svojstva Bulove

    algebre, dat1 1zraz m::!m transform1sat1 u D~(odnono F) '0

    Ako . KDNF (odnosno KKNF) dokaz zavrsen. Aka.1zraz

    n1 KDNF (odnosno KKNF) onda postoj1 bar jedna elementarna kon-

    junkc1ja (odnosno elementarna d1unk1 D ) kojan1je ka-

    nonska elementarna konjunkc1ja (odnosno kanonska elementarna d1-

    sjunkc1ja) .

    Ako konjunkc1je ' (odnosno d1sjunkc1ju D' )ne sadr::!e pro--menlj1vu 111 mo::!emo.p1sat1

    ~ = ' ( v ) = ' v ' 111

    D~ = D' v(x ) = (D'vx )(D'vx).

    Prema tome, svaka konjunkc1ja (odnosno d1sjunkc1ja) ::!

    transform1sat1 u KDNF (odnosno KNF)

    Pl'imel' 4. Transform1s1mo Bulov 1zraz

    xVy

    za promenlj1ve , u KDNF.

    (1) xvy xlvy1 (1dent1tet S6 (11) )

    (2) (YvY) vy (xvx) (1dent1tet S8 (1) )

    -(3) xyvxy l.JYXVYX {1dentitet 'S5 (11) ) (4 ) xyvxyvxy (identitet1 S1 (1) i S (1) )

    Pl'imel' 5. Transformis1mo Bulov 1zraz

    (z)v xz

    za promenlj1ve x,y,z u KDNF.

    (1) (yvz) ,z=vzvz (1dent1tet S5 (11.) )

    (2) (zvz)v xz (V) xz (YVY) (1dent1tet1 S7(11) 1 'S8 (1) )

    - -(3) xyzvxyz vxzyvxzyvxzyvxzy (1dent1tet ~5(11 - -(4) = xyz Vxyz vxyz vxyz (1dentitet1 S1 (1) 1 S, (11)

    Pl'imel' 6. Transform1s1mo Bulov 1zraz

  • ..

    40

    u KNF.

    () (1)

    (2)

    (3)

    () (1)

    (2)

    (3)

    (4 )

    .Gi Iczan - . Latillovic

    xvxy

    xvxy

    ) za promenlj1ve ,

    za promenlj1ve x,y,z

    (xvx) (xv )

    1 (xvy)

    xvy

    xvxy .. xvy

    (1dentitet

    (1dent1tet

    {1dent1tet

    (1dent1tet

    55. (1

    58 (1) )

    57 (11)

    () )

    (xvy)v zz (1dent1tet1 57 (11) 1

    ({xvy)vz) (xvy)vz) (1dent1tet 55. (1

    (xvyvz) (xvyvz).

    S8 (11) )

    Primer 7. Transform11mo u NF u odnosu promenljlve ,

    , z Bulov izraz (xv ) (xv ) z.

    (xvy) (XVy)z=(xvyvzz) 6cvyvzz) (zvxxVyy)

    =(xvyvz) (xvyVz) (XVyvz) 6cvyvz)

    ({zv ) (zv ) \.. )

    =(XVyvz) (xvyvz) (XVyvz) (xvyvz) (zvxvy)

    (z vx vy) (z vxvy) (z vxvy)

    =(xvyvz) (XVyvz) (XVyvz) (XVYvz) (XVyvz)

    (XVyvz )

    Teorema 5. BuLov iaraa KDNF u odno8u promenLjive

    l.Z "'n ako i 8 ako iaraa KKNF u odn08U promen-Ljive l.z 'n '

    Dokaa. Ako lzraz DNF onda svaka konjunkclja, koja

    u~eBtvuje u 1zgradnji izraza , elementarna kanonska konjunkc1-

    , to jeBt

    E=V l az a n l xz " .xn '

  • gde MCL~

    Tada

    BuIova aIgcbra

    ] 2 _ an ] 2 'Xn

    r1st1 zakone de Morgana 1 relac1ju (4 ) 1mamo:

    I~-I (11 2 2 (1 VX2 V . V?,2 ). (a.l, ... ,a2)

    41

    Obrnuto, neka 1zraz KNF. _Onda svaka d1sjunkc1ja,

    koja u~estvuje u 1zgradnj1 1zraza , elementarna kanonska d1s-

    junkc1ja, tj.

    =-I I 1 2 an -(] VX2 v VXn ),

    gde

    MCL~

    Tada

    1 2 a n (1 V X2 V . VXn )

    ( 1" ,an ) .

    Kor1ste61 zakone de Morgana 1 relac1ju (4 ) 1mamo:

    _ ] 2 an = V (]- 2 . ,-xn ). ( 1, , an )

    Ov1m teorema dokazana.

    P~ime~ 8. Neka

    .. xyzvxyz vxyz

    Izraz nap1san u DNF za promenlj1ve x,y,z. Tada

    '" (XVyvz) (xvyvz) c;Vyvz)

  • 42 .Gi le,,,,, - 8. Latillovi':

    tj. napisan u KKNF u odnosu promenljive x,y,z.

    Iz ranijih primera mogli smo zaklju~iti da za neki Bulov

    izraz jednostavnije napisati KDNF nego KNF. Teorema 5. olakAava

    nam konstrukciju za Bulove izraze. mo Bulov izraz tran-

    sformisali u KNF radimo slede6e:

    (1) Izraz transformiemo u izraz .

    (2) Izraz napiemo u KDNF.

    () Konstruiemo negaciju za KDNF izraza . osnovu te-

    oreme 5. dobijamo KNF za izraz .

    Primer 9. Transformiimo u KNF u odnosu promenljive ,

    y,z Bulov izraz = (xvy) (Xvz).

    )

    (2)

    ()

    Koriste6i teoremu 5. imamo:

    (xvY) (xvz) = xyvxz

    xy{zvz) vx{yvy)z = xyzvxyzvxyzvxyz

    (XVyvz) (X"vyvz) (XVyvz) (xvyvz) = .

    ZADACI:

    Zadatak 1. TransformiAimo u DNF u odnosu promenljlve ,

    i z Bulove izraze: 1) x{yvz), 2) xvyz, ) x(yvi) ,4) (x,\-Iy)

    (XVy) ' z).

    Reenje:

    1) x{yvz) xyvxz

    xy(zvz)vxz{YV1)

    -xyz v xyz v xyz v xyz xyz vxyzvxyz,

    2) xvyz x{yvy) (zvz)vyz{xvx)

    - - -xyz vxyzvxyz vxyzvxyz vxyz - -xyzv xyzv xyzvxyz vxyz,

    V{y"cz)

    xvyz

  • x(yvY) (zvz)Vyz{xvx)

    xyz v xyz v xyz v xyz v xYz v xyz

    - -xyzvxyzvxyzvxyzvxyz, 4) (xvz) (XVY) (yvz)=xyvxyzVyzVxyzvxz

    =xy(z vz) VxyzVyz (xvx)V xyz vxz (YVy)

    =xyz v xyz vxyz vxyz Vxyz ;xyz vxyz vxyz

    - -=xyzvxyzvxyzvxyz

    43

    Zadatak 2. Transformisimo u KKNF u odnosu promenljive ,

    i z Bulove izraze: 1) ;, 2) x(yvz), 3) yvzvxyz.

    Resenje:

    1) XVY

    2) x(yvz)

    (XVYY) (YVXX)

    (XVY) ( VY) (yvx) (yvx)

    (xvy) (xvy) (xvy).

    (XVyyvzz) (yvzvxx)

    (xvYYvz) (xv yyvz) (yvz vx) (yvz )

    (XVyvz) (XVyvz) (XVyvz) (XVyvz) (XVyv z )

    (yvzvx),

    3) yvz vxyz

    (xvYVz) (XVYvz) (XVyvz) (XVyvz) (xvyv z ).

    (yvzvx) (yvzVyz)

    (XVYVz) yvz)v(yvz

    xVyvz.

    Zadatak 3. Transformisati u KDNF i KKNF sledece Bulove iz-

    raze:

    1) xvyx za promenljive ,

    2) za promenljive x,y,z

    3) (XVy)z za promenljive x,y,z

    4) xVyz za promenljive x,y,z

  • 44

    za promenljive x,y,z.

    2adatak 4. Transformisati u KKNF u odnosu promenljive ,

    sledece Bulove izraze:

    ,

    Es ,

    = x(xvY),

    = xvy.

    xvy,

    2adatak 5. Dokazati iledece identitete:

    1) (1) xyvxzvxyzvxyz=xyvxz , (11) (xvy) (xvz) (xVYvz)

    2) (i) xyvxzvYZ-Z(v} ,

    3} (i) xYvyzvxyvxyz=xvz,

    4) (i) xyvxzvyzvxyz=xvyvz,

    5} (i) xyvxyvxy=xvy,

    } (i) xyv xyv xy=xvy,

    7} (i) xvx(yzvvzvv}vyv=l,

    } (i) (xvyvz}vvyvvx'vxyzv

    coxvyv',:,

    Zadatak . Dokazati da

    .(XVyvz)=(xvy) (xvz),

    () (XVy) (xvz) (YVZ}=ZL'XY

    () (xv ) (yv z) (zv )

    .(xvyvz}=xz,

    () (XVy) (xvz) (yvz)

    .(xvYvz)=xyz,

    () (XVY) (xvy) (XVy)=xy,

    - - --() (xv ) (xvy) (xv ) =,

    () (x(xv(yvzvv)zv) (yvv)=O,

    () (xYZVV)(yvv)x

    .(XVyv ZVV) =xyv.

  • Bul'ova algebra 45.

    G L V !

    U L V F U N !

    U glavi III razmatr~ju funkcije ~ijisu i dr~ginal1 i

    slike element.t skupa {.,1} Zovu Bulove funkcije. Bulov1m

    funkcijama u kojoj Bulovoj algebri ~italac m v!4eti [1, (55]

    Pored opsteg razmatranja Bulovih funkcija u algebri (L2,V,

    , - ) u ovoj glavi govori i specijalnim Bulovim funkci-

    : simetri~nim i alternativnim.

    Ovde posebno razmatra mogu~t pisanja Bulove funkcije

    omu Bulovih izraza u raznim formama.

    1. DEFINICIJA BULOVE FUNKC~JE

    Definicija 1. ZOfl Zi1

  • ?M~r~r 2. Bulove funkcije [" [ 2 , f, date su slcde6im Bulo-

    vim izrazima:

    f 1 () , L2; [ 2 (,) = xvy,

    (,) (L~; f J (X,y,Z) = xvyvxz, (X,y,Z) CL:,

    gde su binarne operacije .v (disjunkcija), .. ' (konj,;'Ckcija) i U-

    narna operacija (negacija) definisane skupu L. (glava I,

    model 1.)

    P~imer 3. Date su slede6e Bulove tunkcije

    f (, ) = ,

    (,)( L.;

    (x,y,z)CL .

    Odgovaraju6e tablice datih funkcija su:

    WF xvY [. ( , f (,)

    1 1 1 1 1

    1

    z z f,(x,y,z)

    1 1 1 1 1 1 1 1

    1 1 1

    Iz ovog primera vidimo da za svaku Bulovu funkciju,datu -

    lovim izrazom, mozemo formirati odgovaraju6u tablicu, koristeci

    tablice za disjunkciju, konjunkciju i negaciju, kao i svojstva

    Bu)"'. algebre (L2' V, , - ).

    Vazi i obrnuto. Svaku Bulovu funkciju, datu tablicom, moze-

    predstaviti Bulovim izrazom (videti teoremu 2., teoremu 3. i

    teoremu 4. glave) .

  • Hitlova, algcllra 47

    2. NEE TEOREME BULOVIM FUNKCIJAA

    m 1. razZicitih BuZovih funkcija promenZji-

    vih 2 2n

    Dokaz. Kako u skupu L~ postoj12n raz11c1t1h n-tork1,1 sva-koj n-torki rnozerno pr1druz1t1 rn jednu od vrednost1 111 1,to

    irnrn var1jac1je ponavljanjern od dva elernenta klase 2n Nj1-

    hov broj , kao sto znarno 22

    Primer 4. Postoje cetir1 raz11c1te Bulove funkc1je jed-

    nrn prornenlj1vorn. Dajerno 1h u sledecoj tablic1:

    f1 () f2 () f () f4 ()

    1 1 1 1 1

    Funkcije f1 ()= i f4 ()=1 zovu konstantne Bulove funk-

    1. Funkcija f 2 (x)=x zove ident1cna funkcija ( direktna ) , funkcija f()= kornplernentarna (indirektna).

    postoji sesnaest razlicitih Bulovih funkcija od dve prornen-

    ljive. Dajerno '1h u sledecoj tabl1c1:

    f 1 f 2 f f 4 f 5 f 6 f 7 f e f 9 f 1 f 11 f 12 f 1 f 14 f 15 f 16

    1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

    Najcesce koristirno sledece: f2, f1, { , fJ,f 10, f H 1 f l5 Dajerno u sledecern spisku nj1hova irnena i n oznacavanje:

    f 2 (x,y)=xy funkc1ja i:. fkonjunktivna funkcijaJ f 1 (x,y)=x 61 funkcija ekskluzivno ili ( aZternativna funkcijaJ f 8 (,) = funkcija ili (disjunktivna funkcijaJ f

    9 (,)= funkcija niZi { Lukasijevic!eva funkcijaJ

    f 1 (,) = funkcija ekvivaZencije

    f 1~ (,)==> funkcija imp Zikacije

    f i 5 (,) =x.L funkcija ni {$eferova funkcijaJ.

  • 48 K.Gilczal\ - . L"li""~'lc

    Teorema 2. Za koju B~o funkciju

    f L~" L 2

    jednakost

    l a n f(xI""'xn ) =~) f(al, ... ,an)x "'Xn '

    aEL~

    (1)

    (tj. funkc1ja mo~e bit1 predstav1jena u KDNF).

    Dokaa. Ozna~imo desnu stranu jednakost1 (1) F(XI""'Xn )

    tj.

    " \ 11 ( (2) F,(K1, .. ,Xn ) ="-.-/ f(alt .. ,an)xl "'Xn '

    L~ Zamenom n-torke (al, .. ,a ) L~ u re1ac1ju (2) 1mamo

    Konjunkc1je

    (3)

    imaju, osnovu relac1je (4) (glava II), vrednost 111 1, tj.

    {1, (al' . ,an )

    , (al, ,an~ ~ (al, ,(lo)

    Zna~i, postoji sao jedna konjunkc1ja (3) jednaka 1.

    Na osnovu svojstva

    1'f(a) = f(a), Of(a)=O, Ovf(a)

    gde = (al, . ,an), 1m

    (4) F(al, .. ,an ) = f(all ... ,an }

    f (),

    re1ac1ja (4) zadovo1jena za n-tcrku 1z Ln pro-2

    izilazi da

    F(Xlt .. ,Xn ). = f(xI""'xn ),

    1spunj"na re1acija (1). Ovim dokazana teorema 2.

    Teorema 3. Za koju B~o funkciju

  • ulv algcbrn 49

    vali jednakost

    (1 ') f ( l' ' ) ,-, ii7

    = (f(a1t ,an)VX1V ... VXn)

    aEL~

    (tj. funkc1ja mo~e bit1 predstav1jena u KNF).

    Dokaz. Ozna~1mo desnu stranu jednakost1 (1') ( ""' ) tj.

    Zaenom n-torke (l"" , ) L2

    u re1ac1ju (2') ~mamo .;.

    -- F(aJl ... ,an )=' I (f(al, ... ,an)Val~ ... vanR.)

    ' EL~

    D1sjunkc1je

    (3' ') l l V ... ' (1, ... ,) L 2 ,

    1m, osnovu re1ac1je (4) (l 11), vrednost 111 1, tj.

    {1, ako .

    . . = , ako

    Znac1, postoj1 jedna d1sjunkc1ja (3') koja jednaka

    .

    Na 9 svojstava

    f(a)VO = f(a), f(a)V1 = ", f(a)'1 = f(a), gde = (l,2, ... ,), !

    (4') F(a1,a2, ... ,an) = f(a1t a 2, ... ,an )

    Kako re1ac1ja (4') zadovoljena za svaku n-torku 1z L~ pro1z11az1 da F(x) f(x) 1spunjena relac1ja (l').Ov1

    dokazana' teor~a 3.

  • 50

    Primer 5. Bulove funkcije f 1 , f 2 , f , f., fs i f. date su

    slede6im tablicama:

    f 1 () f 2 (,) f (,) f. (,)

    1 1 1 1 1

    1 1 1 1 1 1 1 1

    z fs (x,y,z) f6 (x,y,z)

    1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

    NapiAimo KDNF (odnosno KKNF) datih runkcija.

    Na osnovu teoreme 2 i tablica, KDNF datih funkcija su:

    f 1 (x) = Uf 1 (o.)x(}. . L2

    f 2 (,)= U f2 (0.,B)x(}.yB=f 2 (,), f 2 (, l) l V f 2 (1,) 1 (0., ) L~

    Vf2(1,1)Xlyl=0.XOyO V 1XOylV1.XlyO V 1 1 l

    =xyvxyvxy.

    Sli~no, za funkcije f" f., f s , f., imamo:

    f (x,y)=l.xOyOv O.XOy 1V 1X 1 yOv 1X 1 y l= yvx yvx ,

    f.(x,y)=l.XOyOv 1.XOylV1.XlyOVO.Xlyl=X yvx yv ,

    f 5 (, , z) =0. z v . Z 1 V . 1 Z v . 1 Z lv 1. 1 Z

    v 1 1 z 1 V 1. 1 1 Z V 1. 1 1 Z I = z v z V z

    v z,

    f. (, , z) =, xyz vxyzv xyzV xyzv xyzv xYz.

    Na osnovu teoreme 3. i tablica, KKNF datih funkcija su:

  • ./lIl algcb,"a

    f,(x) = (fJ(a)l...Ixa ) t L2 (Ivxo ) (Dvx J ) (11...1 ) (01...1 ) = (11...1 ) (01...1 )

    1 (01...1 ) = OV"~ ,

    f 2 (,) =(f(,(3)v~) (,(3) L~

    =(f(O,O)v xol...lYo) (; (,)I...I XI...lYl) (f (1,0)I...I 1 ,. ) -

    (f(I,I)vX1vy l)

    =(ovxvy) (lvxvy) (IVxVy) ( 11...1 1...1 )

    =(OVxvy) , I xVy) (11...1 xvy) (11...1 1...1 )

    =(xvy)II1 = xvy.

    Slicno, za funkcije f , f., f s imamo:

    f (,) (ll...lxOvYO) (OI...lXrvYl) (IVX1 V yo) (1I...1X1 vY1)

    (11...1 xvy) (Ol...lxVY) (IVXVy) (IVxvy)

    (IvxVY) (ovxvy) (11...1 1...1 ) (11...1 1...1 )

    1 ( 1...1 ) 11 = Xl...ly,

    (lvxo~)yO) (IVXO vy1) (IVX1vyO) (OV;IV y1) (lI...lXVY) (11...1 1...1 ) (11...1 1...1 ) (Ol...lxl...ly)

    (11...1 ) (11...1 XI...i ) (11...1 xvy) (01...1 1...1 )

    111 (XVy) = XVy,

    f s (, ,z) = ( I...I 1...1 yOv;-) (01...1;1...1 y0l...l ;1) (01...1 ;01...1 1 1...1;0) (01...1;01...1 y1v~) (11...1 ;I VYOV ;-0) (11...1 ;IVyOV;I) (11...1 X1vy1v ;-O) (IVx1V 1 V~l)

    =(OVxVyvz) (OVXVYl...lz) (OVxVyvz) (OI...lXI...lYI...IZ)

    1111

    =(xvyvz) (xl...lyl...lz) (Xl...l 1...1 z) (Xl...lyvz).

    51

    Teorema 4. koja BuZova funkcija f : L2 ~ L2ea- promen-

    Zjivim Xl, ,Xn

    biti predetavZjena l! dil1junkcije i n

    gacije. nn konjunkcije i negacije. tj.

    -~

    I

  • ')2 . Gi \..,13n - 11. Lal "\ iC

    (i) f ( 1 , ,)

    Dokaa.

    I~-I l I (rci) . 1 ).

    L 1

    \ 1 "--,,,f()l n

    ELI

    \_;:)v~lv ... vx:n L~

    1

    -- l n (f (a)V I V . VKn )

    aEL~

    (teorema KDNF)

    (svojstvo =)

    (svoj stvo ~ =! K i

    (teorema KKNF)

    \--, l n I I (f(a)Vxl V VKn

    ) (svojstvo =)

    EL~

    Teorema 5. Skup 8utovih funkciJa

    F = {f\f : L~ ~ L }

    (svojstvo V 1. =1

    (svojstvo ~=a).

    kome Un binarne operaciJe .v i . i unarna operacija .-"

  • BlIlova ulgcl)lo"

    ~Zededi na!in:

    (D1J (f 1V f 2) '! U (f 1 () V f 2 () )

    L~

    gde

    (1"" 'Xn) =,

    jeste BuZova aZgebpa.

    =,

    53

    Pot~ebno pokazat1 da zadovoljen1 aks1om1 1z def1n1c1-

    Bulove algebre (def1n1cija 1. gl. I).

    Dokaz.

    (1)(1) (flVf 2)(x)=U (f1(a)vf 2 (axa

    CL~ (def1n1c1ja (D 1

    = U (f2(a)vf 1 (axa

    aEL~ (zakon 1 (1

    '" (f 2 v f 1) () (def1n1c1ja (D1,

    (2) (1) flv f 2)Vf)()= U f 1 ()vf2(Vf(

    L~ (def1n1c1ja (Dl

    U (f1 (a)v (f 2 ()vf ( )

    L~ (zakon 2 (1) )

    .. (f 1 V (f2 Vf () (def1n1c1ja (D .

    Na s11can nac1n proveravamo vazenje aks10ma l(11), 2(11)

    iz detin1c1je 1. (gl: I), takodje 1 aks10me (1) 1 (11)

    Prv1 element 1 poslednj1.element I suokonstantne Bulove

    funkc1je, gde za svako L~ ,

    () = 1 I(x) = 1.

    (4) (1) (fvO) ()= U (f(a)vO{axa (def1n1c1ja (Dl

    L~

  • 54 .Gllcz

  • LI!\' nlgcbra

    f)(2')'),

    X)X2V 2V )

    Dokazimo da f () '2 ,) = f (2 ,) ,)

    Zaista

    f () , 2 , ) ~ ( ) V 2) ( 2 V ) ( V ) ) = ) 2 V ) 2 ,

    f (2 ,) ,) =(2 V ) () V ) (v 2) =)2V )2

    Dakle f(),2') = f(2t),)

    Slicno se dokazuje i za ostale permutacije.

    55

    m 6. Ako 8 f i g 8imetriane BuZove funkaije n 8

    i fvg, fg,f 8imetriane funkaije, gde

    (fv g) () (/-! f () v g () ,

    (fq) () .I!!:! f(x) g(x),

    f () d

    za svako

    Dokaz. Neka su f i g simetricne funkcije, tj.

    f(x) f (. , .. ,. ), 1.) 1.

    n

    g(x) = g(x. , . ,xi

    ) 1.)

    za svaku permutaciju (. , . ,. ) promenljivih )' n 1.) 1.n Tada

    imamo

    (fvg) () f(x)vg(x)

    f (. , ... ,. ) v g (. , ... ,x i ) 1.) 1.n 1.)

    (fvg)(x. , ,. ), 1.) 1. n

  • 56 K.Gilczan-Il.Ltillvk

    (f g) () f (~) . 9 ()

    f(x i "",xi )'g(x i "",xi ) 1 1

    (f.g)(xi

    , ... ,. ), 1 l.n

    f(x) = f(Xl, .. ,Xn ) = f(X i1"",X

    i )

    OVim dokazana teorema 6.

    4. ALTERNATIVNE FUNKCIJE

    f(X i ""'X i ). 1

    Na strani 47.naveli smo tablicu esnaest Bulovih funkcija

    od dve promenljive. Medju njima i alternativnu funkciju

    f (,) = 8 ,

    koja se ~esto koristi u praksi. Ona data izrazom 8 u ko-

    figurie jedna specijalna binarna operacija 8 skupu L2 (ta-

    kozvano sabiranje modelu 21 kra6e mod. 2). Navodimo jed-

    tablicu alternativne funkcije (videti [36, [44] ).

    8

    011 1 1 110

    Na osnovu teoreme KDNF i KKNF izmedju operacije 8 i -

    racija v postoje slede6e veze:

    VE8

    (i) 8 x'Yv

    () 8 (xvyHxvy)

    (iii) xvy , 8 8 .

    Definicija 3. 10 Konstante 0,1 i promenljive ..." .skupa

    {,1) alternativni izi.

    20 Ako i alternativni izrazi tada

    8 , ', , alternativni izi.

    0 lternativni. izi oni simboU ko'

    ji dobijaju konacnom primenom 1 0 i 2~

  • l algcbr:l 57

    Pr~mBr 7. A~tBrnativni iaraai :

    ,. 1, , , , , (. ) 1td. Na 08nOVU veza V.(1) 1 V.(111) svak1 alternat1vn1 1zraz

    1 Bulov 1zraz,1 obrnuto. Prema ovom 1 uvek mozemo govor1t1 Bu-

    lovom 1Zrazu.

    $

    B1narna relac1ja 1 slede6a svojstva:

    S.1. =

    Si2 ( z) ( ) z '" {1~ . .= (11) 1 =

    S.4. (1) = 1

    .5. ( z) =

    S.6. =

    -S.7. (1) = S.8. l.2 xn

    ';. I.2$ ... $n

    Dokaz1:

    (11)

    xz

    (11) =

    l. 2 . n l.2." '.n ............ l.2.' ;n

    l. 2$ .. n ' za n=2k.

    (veza V. (1) )

    (komutativnost za V 1 )

    (veza V$(i.

    (y$z) ,= (.) $ z

    . (y$z)=x. (yz Vyz)

    =x(yzVyz) vx(yzVyz)

    =x(yzVyz)vxyvz) (yvz

    (vezaV.(i

    (veza V$ (i

    (zakon1 de Morgana)

  • 58

    =xyz vxyzvx (yzVyz)

    =xyz vxyz vxyz vxyz

    =(xyvxy) z v(xyvxy) z ,

    =(XYvxy)ZVXVY) (xvyz

    = ( v ) z v ( v ) z = (xyvxy)$ z

    =( 81 ) $ z

    (zakon d1st~1butivnosti)

    (zakon distributivnosti)

    (zakoni asoc. 1 dlst~.)

    (zakoni distrubucije)

    (zakon1 de Morgana)

    (veza V8/(i

    (veza V$(i.

    8/0=

    81

    $

    $

    xOvx(j (veza $ ()

    ' 1 (svojstva = i ( 1 )

    = (zakon '! = ).

    Sli~no se dokazuju svojstva 5813' (11), 5$4. (i), 5$4. (11) i

    81

    - - yv x

    yvx

    Yvx

    81

    $

    yvx

    (XVY) (XVy)

    yvx

    yvx

    = $

    (veza V 81 (1) )

    (identitet = )

    (zakon komutativnosti)

    (veza V$(i

    (zakoni de Morgana i =)

    (zakon1 distr. i , (i))

    (1dentitet = )

    51i~no se dokazuje svojstvo 5$7. (11).

    1=1, ... ,

  • Bulova :algcbra 59

    Neka

    Kako operac1ja $ zadovoljava zakone asocijat1vnost1 1 komu-

    tat1vnost1 1

    Dakle,

    l:$x1 }=I

    1 $ g l' 1=1,2, ... ,n.

    1 g 1 (svojstvo 8$7. (1.

    OV1m svojstvo 8$8. dokazano.

    Teorema 7. Za koju BuZovu funkaiju f jednakost

    f(XI, ,X) = ~$f(a)iICa

    L 2

    vali

    (tj. funkcija moze bit1 .predstavljena pomo6u sabiranja modulu

    2, konjunkc1je 1 negac1je).

    Dokaz.

    f(x) = V f(a)xa aEL~

    Ov1m teorema dokazana.

    Primer 8. Za Bulovu funkc1ju 3

    f : L 2-+- :r;.2

    datu tabelom

    (teorema KD

    NF)

    f3 (svojstvax

    =0, a"f3 1 $

    =).

  • 60

    A1

    2 4

    .Cilczan - . LlillV;

    z f (, ,z)

    1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

    teoremi 7.

    f(x,y,z) xyz 18 xyz 18 xyz 18 xyz 18 xyz,

    5kup Lz binarnim operacijama .18 (sabiranje mod.2) i

    (konjunkcija) jeste polje u oznaci (L z , 18, . ).

    Za svako x,y,z( L va~e aksiome polja:

    18 = (svojstvo 5181)

    (y.z) (xlily ) 61 z (svojstvo 5612)

    61 = (svojstvo 518 (i))

    Za svaki L x6lx=O (svojstvo 5614 ())

    5kup Lz'{O} jeste, u odnosu binarnu operaciju 0 (kon -

    junkcija) komutativna grupa.

    5 = (komutativnost konjunkcije)

    (yz) () z (asocijativnost konjunkcije)

    7 ! = (svojstvo jedinice)

    Za svaki xELz'{O} =!

    Zadovoljen distributivni zakon konjunkcije prema sabira-

    nju mod. 2.

    9 (y6lz) 111 xz (svojstvo 5615)

    (yl8z) I zx.

    5kup L~ nad poljem (Ll' 18, ) jeste 11nearni prostor u od-nosu binarne operacije sabiranje i no~enje skalarom, gde

    +

  • Bulova algcbra

    Za svaki x,y,z L~ i , EL vai!:e aksiome linearnog pro-stora

    + = + 1 2 4 Ps

    7

    + (y+z)

    + ,

    +

    lx =

    ()

    (+)

    (+) + z

    gde 0=(0, ,0)

    (-)

    +

    ($) = +. Dokaz.

    1 + ~ (X1$yl, ,Xn$Yn)

    (Yl$Xl, ,Yn$xn )

    2 Slicno dokazuje koriste6i asocijativnost mod. 2.)

    ( $ , , xn $0)

    (x1' 'xn )

    =

    + = (, . , $ ) .

    (, ,0)

    .

    Slicno pokazuju svojstva Ps ' ' 7 i

    61

    Primer 9. Neka su Vj = (0,1,1,0) i V2 = (1,1,0,0) vektori

    prostora L~. Tada

    ( $ 1~ 1 $ 1, 1 , $ ) - (1,0,1,0)

    (01, 01, 01, 00) (0,0, , )

    (10, 11, 11, 10) (0,1,1,0)

  • 62 .Gilczan - . Lalil\U"i~:

    Definicija 4. Vektori V1 ,V 2 , ,vm m>l linearno

    visni ako toji 1. . L2, tako da iz ) )

    + V =

    proizilazi ~ .

    Definicija 5. Vektori V1 ,V 2 , ,vm m>l linearno n-

    zavisni ako Bvako , ( L2, iz

    CXIV1+ CX2V2+ . +CXnvm = proizlazi l=2="'=m=0

    Primer 10. Vektori

    (1,1,0,0), 2 = (1,0,1,1), VJ = (1,0,1,0), v. (1,1, 0,1)

    iz prostora L~ su linearno zavisni. Zaista lz

    . (1,1,0,1)

    (0,0,0,0)

    i jednakosti vektora proizi1azi da

    Jedno od reenja ovog sistema jeste ,=l, 2=1, ,=l .=l, to

    1ako proveriti. Dakle, definiciji ., vektori " V2, ,

    i v. su linearno zavisni.

    Primer 11. Vektori

    (0,0,0,1), V2 = (0,0,1,0), v, = (0,1,0,0), v (1,0,0,0) ,

    iz prosto'ra L 2 , su 1 f learno nezavisni. Zaista iz

  • Bulova aJgebra

    +a~ (1,0,0,0)

    =(0,0,0,a1)+(0,0,a20)+(0,a,0,0)+(a~,0,0,0)

    = (, , , )

    1 jednakost1 vektora pro1z11az1 da a~=O, ,=, 2=0, ~1=0,

    su vektor1 Vl, V2, v 1 v~ 11nearno nezav1sn1;

    Definicija . u tinea~no neaavisnih vekto~a Vl, ,Vk ia

    L~ aovemobaaa p~oeto~a L~ evaki EL~ vektol'i X,Vl, . ,vk ~inea~no aavisni.

    Jedna baza prostora L~ su vektor1

    ! (1,0,0, ,0)

    2 (0,1,0, ,0)

    .................. n - (0,0,0, ,1),

    jer se .svak1 vektorx=(x1 , ,Xn) 1z L~ mo~e pr1ka~at~ kao 11-

    nearna komb1nac1ja

    = xlel+x2e2+ +Xnen.

    Za1sta,

    = x 1 (1,O, O)+Xz(O,1, ,O)+ . +xn(O,O, .. ,1)

    = ( ,, ,0)+(0, 2 , ,0)+ +(,, ,n )

    ($ 81 81 , 81 2$ $ , 081 81 ..... xn

    ) .

    (l'2' 'n ) .

    Prime~ 12. Ska1arn1 pro1zvod vektorax=(1,1,O,O,1) 1

    (1, 0,1,1,1) vektorskog prostora L~

  • 64 .Gllezan - . Latlllovlc

    = 11 10. 0'1 01 1"1 ~ 1 . Q 1 .

    SkaZarni. proi.lIvod < , > J.ma slede~a svojstva:

    1 ;;;'

    20 ~

    ]0 = +

    +

    40 = =

    .Alt - Q ka!emo da vektorl 1 ortogona1nl.

    Pod skupov 1

    svakl 1

    ZADACI:

    1 N

    svakl

    skupa

    N

    L2 zovu ~e ortogonalnl ako

    .. .

    za

    Zadatak 1. Postojl 2' razll~1tlh Bulovlh funkc1ja f : L~+L2 (tabllca stranl (7). Nap1satl kanonske dlsjunktlvne noralne

    forme, odnosno kanonske konjunkt1vne normalne forme za funkclje:

    nOkazatl da dobijenl lzraz1 za funkclje f7, f" fl0, f 10 1

    f ls mogu trnsform1sat1 u 81ede~e veze:

    -x'yv ', xvy,

    = x'yvx'y,

    => xvY,

    1.. .

    Zadatak 2. Data Bulova funkclja f:L:+L281ede~om tabllcom: z

    Q Q 1 Q 1 Q 011 1 Q 1 Q 1 110 111

    f (, ., z)

    1 1 1 1 1 1

  • 8\110 algebra

    Kor1ste61 KDNF dokazat1 da fL,y,z)

    Resenje: Kanonska d1sjunkt1vna nor.malna

    f (, ,z) =xYZvxyZvxYZVXYzvxyz vxyz

    Kor1ste61 zakone Bu'love algebre, mozemo p1sat1

    f(x,y,z)=xz (YVy)vyz () vxz (YVY)VYZ{xvx)

    xzvyzvxzvyz

    z(xvx)vyzVyz

    zvY(Zvz)

    zvy.

    Zadatak . Date su Bulove fUnkc1je f, f2, f ,

    bl1com

    z f f 2 f f~ f 5

    1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

    ) Nap1sat1 KDNF 1 KKNF -za date funkc1je.

    ) 1n KDNF 1 KNF transform1sat1 u obl1ke

    f 1 (x,y,z) yvz f 2 (,, z) xz

    f (,,z) xvyvz f~ (x,y,z) xyz

    f5 (x,y,z) = xvyvZ.

    65

    v f~, f 5 , 'ta-

    Zadatak 4. Ako su 1 Bulove promenlj1ve 1 opera-c1je

    11 => , .1 11 date vezama

    =>

    (6 ) () = )

    dokazat1 da

    ) 1. => .. 1

    2. => ) => ) => 1

  • .GilclOI - 11. Latillovit'

    .

    4. (=>)=> ({y=>z) => (x=>z)) 1

    6. => ( =~ )

    7. {=> ( =>z)) => ({=>) => (=> z)) 1

    . => ( =>(=>)) = 1

    ) 1. = 1

    )

    d)

    )

    2 ( ). ( )

    . ( ) ( )

    1. (=>) (y=>z) => (x=>z) = 1

    2. () ( z) =>(xz) = 1

    . ( ) ( =>)'{=> ) = 1

    1 (=>) (y=>z) (x=>z) = xyvxz.vxzvyz

    2. ( ) ( z) (=> z) = xyvxzvyz

    1.

    2.

    . (xy)z = {yz).

    Zadatak 5. Dokazatl veze: xVy=x=>y, ==>, , L2.

    Zadatak 6. Dokazati identitete:

    ( =>) => Z

    (x=>y)=>z

    => (y=>z),

    x=>{y=>z), x,y,Z(L2'

    Zadatak 7. Dokazatl veze:

    v 1 = ;(1=> (~2=> (XI=> .,. =>(Xn_1=>Xn ) .. )), 1=1

    -llx1

    1=1

    XI=> (2=>{'=>'" ~>(x => ) . )), n-1 n.

    -n---1 1 1 1=1

  • lll,'" algcbra

    Zadatak 80 Dokazat1 da koja Bulova funkc1ja f

    promenlj1v1m ,ooo,xn

    moze nap1sat1 u obl1ku

    (1) f(x)= u l 2 an - 1 . an f () => (] => (2 => => (xn - 1 => ~n ) ) )

    67

    (11) f () = _ l 2 1'l_1 an I (f () => (I => (2 => => (xn - 1 => x n ) )

    EL~

    Zadatak 90 Dokazat1 da koja Bulova funkc1ja moze pr1-

    kazat1 negac1je 1 impl1kac1jeo

    Zadatak 100 Dokazati 1dent1tete:

    10 f(x) = Xof(l)vX of(O) = (xvf(O) (xvf(I

    2 f () v g ()

    30 f(x)og(x).

    ( f(l)vx'f(0v(g(1)xvg(0) )

    f(1) vg(Ix v(f(O) vg(Ox)

    (f(1)xvf(0)x) (g(l)XVg(O)x)

    (f(1) og(l)x) v(f(O) og(O)x)

    Zadatak 110 Dokazat1 identltete:

    10 x 1f(x) xif(Xl,000,x1_1,I,x1+1'000,xn)

    20 x1f(x) X1f(Xl,000,xi_l,0,x1+1'000,xn)

    30 x i vf(x) = 1 vf(xl,000,x1_1,0,xi+l'000,xn)

    4 x i vf () = X1vf(Xl,000,x1_1,I,x1+1'000,xn), 1=1, ,

    Zadatak 120 Dokazat1 1dent1tete:

    10 f(x) = xif(xl,000,x1_1,1,x1+1'000,xn)

    Vx1f (], ,,_1 , '1+1 ' ,xn ) , 1=1, , 20 f(x) = (x1~f,x],000,.x1_1,0,x1+1'000,xn

    30 f ()

    (1 vf , '1_1 ,1,1+1 , 'Xn' 1=1, . , X1X1+1f(X],000,X1_1,1,1,X1+2'000,xn)

    vX1X1+1f(X],000,X1_1,liO,x1+2"00,Xn)

  • ~ .GilczO\I\ - .I ... I iIHl\j I.f

    V;{i x i+1 f (,' ... ,x1_ 1 ,0,1,xi +2 , 'n)

    VXiX1+1f(Xl, ... ,xl_1,0,0'X1+2, ... ,Kn), i=1, ... ,n.

    4. f () ( 1 i+ 1 V f ( 1 , , i -1' , ' 1 + 2 ' .. ' n ) )

    ( i ;{i+1 V f ( 1 , ,K i - 1 ,0,1, Xi + 2 ' ... ,) )

    ( i 1 + 1 V f. ( 1 , , 1- 1 ' 1 , , i + 2 ' . ) )

    (X i ;{1+1 vf(XI, ... ,K1_1,1,1'X1+2, .. Kn, i=1,2, ... ,n

    Zadatak 13. Ako $ = z, onda

    1. $ z

    2. $ z =

    3. $ $ z = , dOkazati.

    Zadatak 14. Neka

    n = (()!() Ua } (L~

    to jest, n skup Bulov1h funkclja u KDNF. Dokazatl da skup

    n pOlju (L 2 , $, . ) 11nearni prostor u odnosu binarne 0-

    peracije sabiranja i mnozenja skalarom, gde

    f () +g ()

    kf(K) II~I [ ().

    '-../ kacx'x ,

    CX(L~

    ,,$" i "." sabiranje 1 mnozenje mod. 2.

    2adatak 15. Data Bulova funkc1ja

    f(K,y)=f(O,O)xY$f(O,l)KY$f(l,O)KY$f(O,l)XY;

    transformisati u baze:

    I = {l, , , }

    = {1, , , }

    2 = {l, , , }

    .= , , , ;{}

    Resenje za bazu . f(x,y)=f(O,O)$(f(l,O)$f(O,Ox

    $ (f ( , 1) $ f ( , ) ) $ (f ( 1 , 1) $ f ( , 1) $ f ( 1 , ) $ f ( , ) ) .

  • l3ulova al~cbra 69

    G L V IV

    U L V D N"A I N

    1. BULOVIM JEDNAeINAA

    Sada op1sat1 Bulove jednac1ne (1 nejednac1ne) u Bulo-

    voj algebr1 (L2 , V', ',' - ). Def1n1c1je 1 neke teoreme

    'jednac1nama, koje ovd~,1z1a~eo, mogu se pros1r1t1

    Bulovu algebru. Za detalje v1d1 (39), .[55 ..

    Bulov1m

    bilo koju

    U ovoj glav1 se daju neke metode za resavanje ulv jedna-

    C1~e. Detaljn1je obradjena metoda sukces1vn1h elim1nac1ja ko-

    se cesto kor1st1 u praks1. Obradjene su alternat1vne jednac1-

    ne kao spec1jaln1 slucaj ulv1h jednac1na.

    Definicija 1. Ako .(l,'" ,xn ) 1 (! ,' ,n ) Bu~ovi is-l'asi, gde l' jedan od njih sadl'si pl'omen~jive l"" ,x

    n skupa" L2,

    tada jednakost

    (1 )

    80Ve BuZova jednaaina.

    Pl'imel' 1. Ako su , 1 z .1z skupa L2,tada BU jednako'st1

    V1 = 1, (XVy)z = , (xvz)xy = (xVy)z

    ulv jednac1ne. Medjut1m, jednakost1

    1VO=1, (lvO).l=l, (lV1)'0

    n1su ulv jednac1ne.

    Vektor =(, ,) skupa L~ zove part1kularno resenje"

    ulv jednac1ne (1) ako

    () ().

  • 70 h..Gil-':l':llt - (l.I.illil1t1,"ic:

    Skup svih partikularnih reenja Bulove jednacine (1) zovemo

    skup reenja jednacine. sa R oznacimo skup reenja Bulove

    jednacine (1),unda

    R = { I ()

    to jest

    Prime!' 2. Skup reenja Bulove. jednacine = 1

    R = {(, 1), (1,0), (1,1)}, gde (,)( R.

    R prazan skup onda Ka~eo Bulova jednacina

    nemogu6a. , primer, jednacine = 1, () = 1 su nemogu6e.

    Definicija 2. Ako (' 'n ) i (, ,n ) 8u~ovi iz!'aai,gde !' n od njih sadrii p!'omenljive ' 'n skupa L2,tada !'elacija

    (2) A(XJ, ... ,Xn)

  • Blllova al~cbra 71

    (J1 ) (.) . . (YVZ) {jedna~1na (l

    () (XVy) ' . (y.z) (zakon1 de Morgana)

    (Kz ) - (.) ,z xxvyx (zakon1 d1str1buc1je 1 asoc1jac1je)

    (] ) OVY'x Oz (zakon1 = )

    (2 ) = (zakon1 avO =,=).

    Jedna1!1ne (), 1), (2), (]) 1 (2) su ekv1valentne.

    Teol'ema 1. Bu~ova jednacina = ekviva~entna jednacinama

    A'BVA'B = (11) (AvB). (AVB) = 1.

    Dokaz.

    (1) (l) = ako 1 samo ako "' 1 <

    (glava I, teorema 9.)

    (11)

    -(2) A~B 1 B~A ako 1 sao ako = 1 =

    (glava I, teorema 10., (Ts) (1

    (3) '= 1 = ako 1 sao ako A.BVAB=O (glava I, teorema 2.)

    (1) = ako 1 samo. ako '" 1

  • 72 .Gilezan - . Lallnovlc

    (1) (1) ", 1 '=- (glava 1, te.orea 8.)

    (2) (') (zaena . u (1) )

    (3) () (zaxoni asoclj acije 1 -

    mutaclje)

    (4) ' = (zakon - = ) (5) ' = (zakon - ).

    (11) (1) -

  • nulova algcbra

    S1stem Bulov1h jedna~1na

    xyvz 1

    (xl;)z)y 1

    -xVy 1 teorem1 . (11) ekv1valentna Bulovoj jedna~1n1

    (XYVz) (XVz)y 6) - 1.

    Pr1rodno name6u slede6e posled1ce 1 teorema:

    PoeZedioa 1. Sietem BuZovih j.dna~ina

    1 = 1 , 1 8 1, ,n,

    ekvivaZentan BuZovim j.dna~inama _ _

    (1) V (111111 )= (11) 1=1

    (posled1ca teoreme 1.1 teoreme .).

    (1 1 ) (A1 UB1 )=1 1=1

    PoeZedioa 2. Sietem BuZovih n.jedna~ina

    1 < 1 , 1 = 1, ,n .. ek-vivZntn " Zovim jedna~inama

    (11)

    ~posled1ca teoreme 2. 1 teoreme .).

    7

    Prema , s1stem Bu~ov1h jedn~~1na 1 nejedna~1na uvek

    o~e svest1 jednu Bulovu jedna~1nu.

    p:rime-zo 8. S1stem Bulov1h jedna~1na 1 nejednalS1na

    xyuz = xuyz = xvzy yvxz

    yuxz < n teoreme 1.(1) 1teoreme 2. (1) ekv1valentan s1stemu

    (XUy)zx v(xyuz)x -

    x(yuz)yv(xvyz)y =<

    _x(ZUY) (yvxz) u(xuzy)ycXvz) ..

    Cvvxz)x ..

  • 74 .Gllezan - . Lalll10vic

    odno8no 818temu

    xyzvxz ..

    XyzvxY - xyzvxyz ..

    .. .

    Dobijen1 s18tem jedna~1na , osnovu teoreme . ekv1va-

    lentan Bulovoj jednaiHn1

    (xYzvxzl V(~zvxYl v

  • Bulova algebra 75

    = ~.

    Ostale konjun~c1je u (5) su jednake nu11. Dakle A'(e~, ,en)-l,

    ito u suprotnost1 ~11n da su jedna~1ne (3) 1 (4)

    kv1valentne. Prema ovome, part1kularno reienje (e~, ,en) ~ , odakle sl,ed1 (.1, .. , ) L~' ito .1 trebalo dokazat1.

    Primer9. Nadjlno skup reienja Bulove jedna~1ne

    (xuy)zux(yuz)vx = .

    Datu jedna~1nu !, osnovu teoreme DNF, transform1sat1

    u ekv1valentnu jednalHnu

    xyzv xyzv xyzv Xyz V xYz = ,

    odnosno '.

    qde

    = {(1 ,.~ ,1), (1,0,1), (1,1,0) , (0,1,1) , (1,0,0)}.

    Dakle, skup reienja date jedna~1ne

    R = L;\M - {(0,0,0),(0,0,1),(0,1,0)}.

    Lema 1. Svaka BuZova jedna~ina

    (6) A(Xl'.~.Xn) =

    ekvivaZentna BuZovim dninm

    1 = 1,2, ,n.

    Dokaz leme 1. neposredan.

    Teorema 5. Jedna~ina (6) mogudaako i

    (, ,1_1 ,1 ,1+1 , . ' ) (, ,1_1 ,0 ,1+1 , ~ ' ) =0, 1=1,2, ,.

    Dokaa. Neka (q.1 ..... ,~) reiienje jedna~1ne (6). Na osnovu

    leme 1. (1.1' '(12) reienje 1 s1stema (7), to jest

  • 76 K.Gllczan- B.Lalinovlc

    1.cl,2, .. ,n.

    teorem1 . s1stem (8) ekv1valentan s1stemom

    (9)

    A(al, ,a1_1,0,a1+1, ,an)a1=0, 1=1,2, ... ,n,

    teorem1 2. (1) s1stem (9) ekv1valentan s1stemom~edna

    ~ina

    to jest s1stem (9) ekv1valentan sistemom nejedna~1na

    (10) A(al' .... ,a1_1'1,a1+1; . ,an)

  • Bulova algebra 77

    Teol'ea 6. jednaiHna (12) O(Jut!a. to j t, n

    ' . l'.'enje j.dna~in. (12) i

    (I) 1)< <

    (I "') .. .

    Doka,..DokaI1Jao prvo relac1ju (1).

    1,. ax\.ibx -

    2. - 1 '"

    .

  • 78 K.Gllezan - . Latil1ov\c

    -

    - ,

    jer (uslov da jedna~1na (14) mogu~a).

    Neka relenje jedna~1ne (14). Zamenom = u (13'),

    1z teoreme 6. pro1z11az1 da = \.

    su relac1je (1) 1 (11) 1z (15) ekv1valentne 1z1az1 1z:

    \ = (\ )\

    .. (\)\

    .. \.

    (bva - pro1z11az1 1z uslova da jedna~1na (14) mogu~a, to

    jest = , iito teorem1 2. ekv1valentno b~a,odnosno

    ekv1valentno \; '" ).

    Prim.r 12. Reiienje jedna~1ne

    \ (\ ) = teorem1 7.(1)

    = (bvc)pV (bVc)p, tj. - bvc.

    Reiienje jedna~1ne

    abxV (\) -

    teorem1 7. (1)

    = (aVb)pV (aVb)p, tj. - avb.

    2. SUKCESIVNIH ELIINACIJA

    Keka data Bulova jedna~1na

    (16) A(Xl,.",Xn ) "': B(Xl, ,Xn ).

    Na osnovu teoreme 1. (1) jedna~1nu (16) molemo transform1sat1 u e~.

    kv1valentnu jedna~1nu

    (17) iBVAB" , u oznac1 !l~J" 'Xn) - .

    Na osnovu leme 1. jedna~1nu (17) molemo trans!or.mlsatl u ekv1va-

    lentnu jedna~1nu

  • Dulova algebra

    (18.1) [l(1'2' ' )vf(0,2, , )1 = . .

    Na osnovu teoreme 5. jeana~1na (18.1) mogu~a ako

    (18.1~) f.](1,2, ,n)f(0,2"",n ) = , u oznac1 f 2 (2 , 'n) = ,

    gde e11m1n1sano .].

    U slede~em koraku,na osnovu leme 1.,

    (18.2)

    odakle sled1

    (18.2~) f2 (1,x~, 'n) f2 (,, ,

    f ( , 'n ) = ;

    ovde el1m1n1s~no 2.

    Postupak e11m1nac1je produ!avamo

    (18.n) f (1) Vf () .. ,

    gde f n (1) 1 f n () konstante skupa L2.

    , u oznac1

    79

    teorem1 5. Bulova jedna~1na (18.n) mogu~a ako 1

    ako

    (18.n") fn

    (1);fn

    (0) .. .

    teorem1 7. (1) rn Bu10ve jedna~1ne (18.n)

    (19.1) n = f n (1)PnVfn(0)Pn , tj. n = gn(pn), gde n promenlj1v1 parametar.skupa L2

    Zamenom (19.1) u (18.n-1) dobijamo Bulovu jedna~1nu

    f n- 1 (1,gn(PnXn_1Vfn_1(0,gn(PnXn_1=

    ~1je rn, osnovu teoreme 6.(1)

    (19.2) Xn-1~fn-1 (1,gn(pnPn-1Vfn-1 (0,gn(PnPn - 1 ,

    tj. xn- 1=gn-1(Pn-1'Pn) gde n-1' n parametr1 skupa L2.

    Produ!avanjem postupka, dolaz1mo do

    (19.n) 1=f (1 ,g2 (Pz, 'n)' ,gn (n) )

    vf:] (0,g2 (2, 'n)' ,gn ) ) .] ,

  • 80 .Gllczan - . Latillovic

    tj. 1 = gl(PJ,PZ,""Pn),

    gde su ""n parametr1 skupa Lz.

    Na osnovu (19.1) , ,(19.n) reenje jedna~1ne (17)

    1 = gl (P1,""Pn), gde su PI""Pn parametr1 skupa Lz

    Za deta1jan dokaz v1d1 [55].

    P~ier 13. Data Bu10va jedna~1na

    (20) (bVc)x\vcxzVbx,vcx\xZv (v)z,v\, = ,

    gde su ,. 1 parametr1 1z skupa Lz. ~11m1n11mo 1z jedna~1-

    n (20) nepoznatu ,. Na osnovu (18.1') dob1jamo jedna~1nu

    t(bv ) \ cxzv CX\XZ V (v ) 2 \) bve) x\v exzVbvcx\xz)=O

    koja ekv1va1entna jedna~1nom

    (21) (v)\v2v\zvz = . 11m1n11 1z jedna~1ne (21) nepoznatu Xz. osnovu (18.

    2') dobijamo jedna~1nu

    ({bvc)xJvcxJVbC)' ((bvc)XJVc))=

    koja ekv1va1entna jedna~1n1

    (22) (bVC)Xl = .

    Jedna~1na (22) mgu jer O(bVc) = . Na n teoreme 7. 1z (22), (21) 1 (20) d4\:

    (21.1)

    (21.2) Xz

    (21.3) ,

    pv(bVe)p

    (exIV bCXl)q V ( VbXl) .q (bXlvbCXl)' (bCX2vcx Z)'r

    vbve)x\xZv 2) .?

    Zamenom (21.1) u (21.2) el1m1n1emo l, zat~ zamer~m(21.

    2) u (21.3) e11m1n1emo 1 2' kraju dobijamo opte reenje

  • l .. bvcvp

    2 .. v~

    ... bV~r,

    gde 8U p,q 1 r roenl1v1 parametr1 8kupa L2.

    T"ol'ema 8 . (L. Lowenhe1m).

    Zal'no l'elenJe BuZove Jedna6ine

    (23) f(Xl.' ,Xn ) -,

    onda nn oplte "l'elenJe

    (24) x1-t1f()V1!(), 1E{1, ,n},

    gde.Je P-(l, ,n ) Pl'Oi8voZJan vektol' ekupa L~.

    81

    Doka8. 08nOVU teoreme DNF jedna~1na (23) ekviva-

    lentna 8

    (25) V'C .. , . EL.n

    gde " f(al, ,an). ~z (24) pro1z11az1 da (26) ~,-t1f(~)V1f(), 1E{l,.,n},

    jer akO j~ f(p) .. onda 1 - t 1 , tj. 1 .. t 1 , ako f(p) l,onda 1 .. 1 , tj. 1 = 1. 08nOVU (24) 1 (26) 1mamo:

    ., 1 1 ." 1-24) x1 -t1 f(p)VP1 f(p}," 1E{l, ,n}, "1EL2.

    eka 8ada opite reienje

    1 .": t1f(p)VP1f(P), 1E{1, ,ri}, 1 f(p - O~t .. (tl, ... ,tn}!tada zamenom (24') U (25) 1mamo:

  • 82 K.Gilczal\- . [.alillov!c'

    f)f()vf()f() : , jer f(;) = 1 ff .

    Neka (x~, ... ,x) = resenje jedna~lne (23), to jest

    f(x*) : , f(x*) = 1 1 = , onda

    ! = ;lf(x.)~x~f(X.) i:ol,2, .. ,n.

    OVim teorema dokazana.

    Primer 14. Jedno partikularno resenje Bulove jedna~lne

    11 11 _

    ~ 1=1' (XjVXh ) = (~I""';n) : (0, . ,0). Njeno opste resenje, osnovu teo-

    reme 8. (24),

    iE{l, .. ,n},

    to jest

    11 11

    1 =! Ij=l(ajv(~ PjPhJ, iE{l, ... ,n},

    gde su PI,."'Pn parametri iz L2

    . Postoje i druge teoreme Bulovim jedna~inama (nejedna~ina

    ). Za detalje videti [], [421, [551.

    3' ALTERNATIVNE JEDNAt1NE

    Ranije definisali alternativni izraz (qlava 111, ode-

    ljak 4.). Sada m definisati alternativnu jedna~lnu i navesti

    nekoliko teorema koje se odnose nju.

    vni iaraai, gde jedan od njih dr.i n ljive

    skupa L2,tada jednakost (nejednakostJ

  • \' aJgcbra

    (l,'" ,Xn)=B(Xl ~ 'n)" ({, ,Xn )";; {, 'n aOVe aZtepnativna jednaaina (nejednaaina).

    ppimep 15. Jednakosti

    .. , (. y)z =

    su alternativne jednaaine, nejednakosti .

    .";;, (x.y)z";;O

    su alternativne nejednaaine.

    m 9. AZtepnativna jednaaina

    () (, ,n). (l, ,n)=(, ,n )

    ekvivaZentna aZtepnativnoj jednaaini

    (2) ( , 'n) = ( , 'n). ( ' .... 'n )

    Dokaa.

    (jedna~ina (

    83

    (l) $=

    (2) ABVA ..

    (3) (AVAB) V(V) =

    (4) vvv.=

    (veza V.(i), glava III)

    (teorema 1., glava III)

    (zakoni de Morgana i distri-

    but1vnost1)

    (5) (v).V(v) (BVC) ..

    () ( ~)v (v) ..

    (7) -v

    (d1str1but1vnost 1 zakon1 de

    organa)

    (zakon1 de Morgana)

    (teorema 1., glava IV)

    (8) = $ (veza V.(1), glava III).

    OV1m dokazana ekv1valentnost jednaalna (l) 1 (2).

    PpimBP 1. Prema teorem1 9. jedna~1na = ekviva-lentna jedna~1ni = . TakO, resenje s1stema alternat1vnih

    jedna~1na

    $ ..

  • 84

    $ $ z = $ $ t ... d

    = , = 81 , z .. $ , t = d. Teorema 10. l.ternativna jednaiHna

    (27 ) =

    ekvival.entna Bul.ovoj jedna~ini

    (28) v(a ) .

    . Jedna~1na . = ekv1valentna jedna~ln1 81 ( ) osnovu svojstva

    butivnost1 1 asoc1jat1vnost1 sled1

    . = 1, pr1menom d1str1-( ) = .

    Teorema 11. Al.ternativna jedna3ina (27) moguda i

    ; = .

    Dokaa. Jedna~1na (27) ekv1va1entna jedna~1ni (28),

    osnovu teoreme 5. jedna~1na (28) gu i samo

    ( $ ) = Ato ekv1valentno sa . = jer (. ) = $ =. ( $ l) = ;.

    Teorema 12. jedna~ina (27) rnoguda. Op5te re5enje

    dnacine (27)

    (29) = $ , gde promentjivi parametar L 2

    _. Na osnovu teoreme 10, jedna~1ne (27) 1 (28) su ekv1-

    valentne. ReAenje jedna~1ne (28) osnovu teoreme 7.(1)

    = ( b)pvbp ( b)pvbp (relacija = )

    = ( )' .ta ) (relacija avb = $ ) . (relaclje ' , )

    = (relac1je = 1, '! = ). Primer 17. Opte reenje alternatlvne jednalHne

    (avb)x = , gde su , i konstante 1 L 2 ,je, .= () ; ovde promenljiv parametar 1 L2'

  • Bulova algebra

    ZADACI

    Zadatak 1. Date BU Bulove jednac1ne

    1 (1)

    2 (1)

    (1)

    J~ (1)

    yvxz

    zvxy

    xvyz

    yvzx

    =

    = z

    (11) xyzvxyz

    (11) xyz

    (11) =

    (11) = yzvyz.

    85

    Dokazati da BU (i) 1 (11), k=1,2,3,4 ekv1valentne jednac1ne.

    Zadatak 2., Dat s1stem jednac1na 1 nejednac1na:

    yvxz =

    zvxy = 1 < xvyz < 1 < . ,

    gde su 1 parametr1 1z skupa L2. Dokazat1 da dat1 sistem jednacina 1 nejednac1na ekviva-

    lentan jednacinom

    vz ~ (bVc)yzVcxz = .

    Zadatak 3. Data Bulova. jednac1na

    () v [ () l..l () ,. , gde su , 1 parametri iz skupa L2.

    Dokazati da data jednac1na mgu.

    Reenje. Data jednacina transformi~e ekvivalentnu

    dnacinu

    ()= ,

    gde () = za svako , i EL. Zadatak 4. Odrediti skup re~enja Bulovih jednac1na:

    (i) xyvxz"

  • 86 .Gilczal\ - . Lalillovic

    .()

    (111)

    (iv)

    xvyz =

    x(yvz) .= 1

    vxz vxy.ZV xyz

    () Yvz vxyz = 1.

    Reenje:

    (1) L:' {(0,0,1),. (, , ),

    () L; ,((0,1,1), , 1,1) ,

    (111) L) z ,{(0,1,1), (0,1,0),

    (1v) L' 2

    (v) L~' {(,,)}.

    xYvxz

    (1,1, ) , (1,0,0) }

    (1,0,1), (1,'1, ) ,

    (, 0,1) , (0,0,0) ,

    (1, , ) }

    (1,0,1) }

    Zadatak 5. Metodom sukceslvnlh ellmlnaclja odredltl

    reenje Bulov1h jedna~1na:

    (1)

    (11) cxvcYvcxYVyzvxz = ,

    gde su ' 1 parametrl lz skupa Lz.

    Reenje.

    (1) = bvcvp

    cvbpq

    z = vqr

    (11) = cvp

    cvpq

    z = cpqr, ,.

  • Zadatak 7. Qdred1t1 opste resenje Bulovih jedna~1na

    Resenje:

    (1) 1 =! (V /-1 ah1 pih) , 1=1, ... , k=1 1=1

    gde su PI""Pn parametr1 1z skupa Lz '

    R _ . _ _

    (11) 1=1 -/ -/ V(ah1V PhVPj ) ... 1=1, n, k=1 =I

    gde su PIJ."'Pn parametr1 1z skupa L2.

    Zadatak 8 . Odred1t1 skup resenja s1stema alternat1vn1h

    nac1na

    $ .=

    .$ = $ $ z = $ $ t = ,

    gde su , parametr1 1z skupa L2.

    Recezenti; dr Slavisa Presic, dr NedelJko Parezanovic, dr Svetozar ~ilic

    Primljeno za stampu sednici Redakcionog 6dbora od . 1915. gOdine .

    . Samoupravna interesna zajednica za naucni r~d Vojvodine ucestvovala utro~kovima izdavanja publikacije.

    87

    jed-

    Prema re;enju Republickog sekretarijata za ku1turu SR Srje publikacija os1obodJena poreza promet.

  • 88 .Gllczan - B.Lallnovlc!

    GLAVA V

    1 N I 1 Z 1 3 U L V

    !' U N I

    ~lta1ac 6 u qlavl VIII upoznat1 neke rte Bu10ve a1qe-

    bre re1ejno-kontaktne l. Vlde6e da zahtevl konstruk-

    c1ju jedne kontaktne l u ~etku obi~no 108 u verba1nom 0-

    bl1ku, zat~ 8 prevo4e u a1q8bar8k1 obl1k. Bu10va funkc1ja,

    pr1drulena l1,8 zat1m nek1 na~1n uproldava tako da kontak-

    tnalea bude Ito m09'\lc!e ekonoml~n1ja. l'o4'ekonoml!!n1jom l

    IIIO podrazUDeva 8 ~lj lzqradnju treba u10lltl manje are

    datava. edjut1m, unlverzalnoq krlterljuma Ita zna!!1 mini-matna fwnkaiJa .n. '. O~no 8 kao krlter1juml uz1maju:m1-

    n1Jll41nl broj 81ova, IIIln1ma1nl broj konjunkc1ja 1 1111n1ma1n1 z

    d1lj.unkc1jau 1zrazu koj1m le daje funkc1ja (vldet1 [15], [17],

    [28 1 (25). RAn1je I ve6 da11 neke pr1mere a1qebar8koq uprol6avanja

    8ulove funkc1je. ll nam da jednu 8ulovu funkc1ju, da.tu

    8ulov1m 1zrazom 31 , pred8tav1lllo ekv1va1entn1111 Bulov1lll. lzrazolll

    2 koj1 1JII4 lIIanj1 broj 810va od datog 1zraz& ~1' ada n181110 ek8-

    p11c1tno na91&8111, to naj1akle poBt1le. ako le Bu10va funkc1-

    f 1' u DNF (odnOBno NF), zat1lll uporedjuje Bvaka

    konjunkc1ja (o4n08no d18junkc1ja) 08ta11lll konjunkc1jaIIIA (d18-

    unkc1j ama) 1 pr1lllenjuju, gde to Il109'\168, 1dent1tetl

    XYvxY - , odn08nO!

    {Xv10 {XvY> - .

    P~im.~ 1. Za fuklu f datu '

  • nt~lova algcbrn 89

    - ---f ( , , ,_) .. l~ VlZ~ VlZ_ VXlX2XSX_ molemo,primen1t1 1dentttet XYvxY = konjunkc1je redam:pr-vu 1 drugu, tre6u 1 ~etvrtu, petu 1 !estu. Imamo:

    f (! '2 , ,X~) .. z_ (XlV Xl) VI2 _ V _) V I cX_v _)

    .. 2~VlZV1..ZS_VlZ ( vxs)

    = _ VX1XZ.

    11 ovog de1a jeste da daju s1stemat1~n1je metode za u-

    pro!6avanje Bu10ve funkc1je f. Iz10116emo dve: metodu Vajt-Kar-

    naufa (V~ltch-Karnaugh) 1 metodu Kvajn-ak K1askog ( Qu1ne -. C!uskey). Pre nego predjemo opis pomenutih metoda ~ 9: metr1jsku reprezentac1ju Bu10ve funkc1je (v1det1 (28]).

    1. GEOETRIJSA REPREZENACIJA BULOVE FUNClJE

    . :ta promen1j1ve XJt ,xn (g1ava II,' teorema 1.) postoj1 2

    konjunkc1ja obl1ka ! n

    (1) ! 2 n 1 2n d1sjunkc1ja obl1ka

    (2) ! 2 n

    ! VX v . vxn

    1 -SVak1 1.zraz 1 u konjunkc1j1 obl1ka (1) mo!emo zamen1t1

    111 1, u zav1snost1 da 11 1 '" 1 111 1 .. 1 (g1ava II,re-11 (4. Svakoj konjunkc1j1 obl1ka (1) mo!mo pr1drul1t1

    broj k.u s1stemu osnovom 2 1 obrnuto, to jest

    (1 ') n

    l 2 n .. Ck '

    gde

    111 druk~1je

    k

  • 90 K.Gllczan- . Latillovlc

    Indeks k dekadni broj koji jednak broju a 1 a 2 a n u -

    narnom sistemu.

    Odavde proizilazi da sve konjunkcije oblika (1) o~eo pi-

    sati u .normalnom poretkU

    ., Cl.' . ' Ck , , 2 -1

    Primer 2. Za promenlj1ve , i z postoji 2 ]=8

    t1h konjunkcija obl1ka (1) Njih mo~eo poredjati u

    poretku sld1 na!!1n:

    z . jer 000 =

    z l jer 001

    z 2 jer 010 2

    z ] jer 011

    z , jer 100 4

    z S jer 1l 5

    z , jer 110

    z 7 jer 111 7.

    i konjunkcija oblika (1 ) i disjunkc1je oblika

    redjati u normalnom poretku

    Do, Dl' , Dk , , D ' 2 -1

    razli!!i-

    normalnom

    (2) o~e-

    gde indeks k odredjuje kao u slu!!aju konjunkc1ja oblika (1).

    1 u glav1 uglavnom slu~iti KDNF Bulove funkc1je

    f, odnosno konjunkcijama ., Cl' ' 2 -1

    Na osnovu teoreme KDNF Bulove funkc1je (glava 111, teore-

    2) i relacije Ck

    se napisat1 u obliku

    Pr