Условия ⟨1ᵐ⟩ и ⟨0ᵐ⟩

Условие — условие для булевой функции, требующее, чтобы для любых единиц функции была общая единичная компонента[1]. Другие обозначения условия: [2], [3], [4].

Условие — условие для булевой функции, требующее, чтобы для любых нулей функции была общая нулевая компонента[1]. Другие обозначения условия: [2], [5], [6].

может быть натуральным числом большим или равным или бесконечностью.

Для фиксированного множество функций, удовлетворяющих условию , является замкнутым классом; обозначения: [7], [2], [4]. Двойственно, для фиксированного множество функций, удовлетворяющих условию , является замкнутым классом; обозначения: [7], [2], [8]. Для этих классов имеются следующие цепочки строгих включений:

;
[9].

и здесь классы функций, сохраняющих 0 и 1 соответственно.

Примеры функций, которые удовлетворяют условию , но не удовлетворяют условию : [10],. Примеры функций, которые удовлетворяют условию , но не удовлетворяют условию : [3],. Пример функции, которая сохраняет 0, но не удовлетворяет условию дизъюнкция. Пример функции, которая сохраняет 1, но не удовлетворяет условию конъюнкция. Примеры функций, которые удовлетворяют условию , но не удовлетворяет условию :

— равна , если хотя бы её аргументов равны , иначе [11];
— равна , если ровно её аргументов равны , иначе .

Двойственно, примеры функций, которые удовлетворяют условию , но не удовлетворяет условию :

— равна , если хотя бы её аргументов равны , иначе ;
— равна , если ровно её аргументов равны , иначе [12].

Функция есть функция голосования. Для функции и не совпадают.

Класс функций, удовлетворяющих условиям ⟨1ᵐ⟩ и ⟨0ᵐ⟩

Класс является предполным в ; класс для является предполным в ; класс не предполон нигде. В три предполных класса: , и . В два предполных класса: и [9]. Примеры базисов для : , и . Примеры базисов для : и . Минимальное количество элементов в базисе — 1, максимальное — для равно 3, а для равно 2. В классах есть шефферовы функции.

Класс является предполным в ; класс для является предполным в ; класс не предполон нигде. В три предполных класса: , и . В два предполных класса: и [9]. Примеры базисов для : , и . Примеры базисов для : и [12]. Минимальное количество элементов в базисе — 1, максимальное — для равно 3, а для равно 2. В классах есть шефферовы функции.

Классы и двойственны друг другу.

Пересечения с другими классами

Ни один из классов и нельзя представить как пересечение системы замкнутых классов, не содержащих один из классов и . Пересечение и для даст ; пересечение и для даст . Пересечение с даст ; пересечение с даст . Пересечение с классом конъюнкций с константами даст класс конъюнкций с нулями ; пересечение с классом дизъюнкций с константами даст класс дизъюнкций с единицами .

Пересечение с классом линейных функций даст класс селекторов с нулями; аналогично при пересечении с классом дизъюнкций с константами и с классом несущественных функций :

.

Пересечение с классом линейных функций даст класс селекторов с единицами; аналогично при пересечении с классом конъюнкций с константами и с классом несущественных функций :

.

Пересечение классов и даст класс монотонных самодвойственных функций ; аналогично при пересечении с классом самодвойственных функций и при пересечении с классом самодвойственных функций:

[13].

Для пересечение классов и даст класс селекторов ; аналогично при пересечении с классом самодвойственных функций и при пересечении с классом самодвойственных функций:

.

Пересечение с классом констант даст класс нулей ; пересечение с классом констант даст класс единиц .

Пересечение с классом монотонных функций , с классом , а также с обоими классами и , даёт новые классы, которые непредставимы в виде пересечений и не совпадают ни с одним из классов ; аналогично и для . Верно даже большее: все классы видов

попарно различны и ни один из них не является пересечением каких-либо из указанных выше классов.

Монотонные функции, удовлетворяющие условиям ⟨1ᵐ⟩ и ⟨0ᵐ⟩

Монотонные функции, удовлетворяющие условию , образуют замкнутый класс (обозначение Поста [4]). Класс является предполным в и в ; класс для является предполным в и в ; класс является предполным в . В два предполных класса: и . В два предполных класса: и [9]. Пример базиса для : . Пример базиса для : [12]. В базисе всегда ровно 2 функции. В классах нет шефферовых функций.

Монотонные функции, удовлетворяющие условию , образуют замкнутый класс (обозначение Поста [8]). Класс является предполным в и в ; класс для является предполным в и в ; класс является предполным в . В два предполных класса: и . В два предполных класса: и [9]. Пример базиса для : . Пример базиса для : [12]. В базисе всегда ровно 2 функции. В классах нет шефферовых функций.

Классы и двойственны друг другу.

Функции, сохраняющие константы и удовлетворяющие условиям ⟨1ᵐ⟩ и ⟨0ᵐ⟩

Функции, сохраняющие константы и удовлетворяющие условию , образуют замкнутый класс (обозначение Поста [4]). Класс является предполным в и в ; класс для является предполным в и в ; класс является предполным в . В два предполных класса: и . В один предполный класс: [9]. Пример базиса для : . Пример базиса для : .

Функции, сохраняющие константы и удовлетворяющие условию , образуют замкнутый класс (обозначение Поста [8]). Класс является предполным в и в ; класс для является предполным в и в ; класс является предполным в . В два предполных класса: и . В один предполный класс: [9]. Пример базиса для : . Пример базиса для : .

Классы и двойственны друг другу.

Монотонные функции, сохраняющие константы и удовлетворяющие условиям ⟨1ᵐ⟩ и ⟨0ᵐ⟩

Монотонные функции, сохраняющие константы и удовлетворяющие условию , образуют замкнутый класс (обозначение Поста [4]). Класс является предполным в , и в ; класс для является предполным в , и в ; класс является предполным в и . В два предполных класса: и . В один предполный класс . В один предполный класс: . Пример базиса для : . Пример базиса для : . Пример базиса для : .

Монотонные функции, сохраняющие константы и удовлетворяющие условию , образуют замкнутый класс (обозначение Поста [8]). Класс является предполным в , и в ; класс для является предполным в , и в ; класс является предполным в и . В два предполных класса: и . В один предполный класс . В один предполный класс: . Пример базиса для : . Пример базиса для : . Пример базиса для : .

Классы и двойственны друг другу.

Примечания

Литература

  • Марченков С. С. Замкнутые классы булевых функций. — M.: ФИЗМАТЛИТ, 2000. — 128 p. — ISBN 5-9221-0066-1.
  • Угольников, А. Б. О замкнутых классах Поста // Изв. вузов. Матем. : журнал. — М.: Soviet Math. (Iz. VUZ), 1988. — 16 февраля (т. 32, вып. 7). — С. 79-88.
  • Шестопал Г. А. Простые базисы в замкнутых классах функций алгебры логики // Докл. АН СССР : доклад. — 1966. — Т. 168, вып. 5. — С. 1023-1026.
  • Яблонский С. В., Гаврилов Г. П., Кудрявцев В. Б. Функции алгебры логики и классы Поста / под ред. В. В. Донченко. — М.: Наука, 1966. — 120 с. — 10 000 экз.
  • Lau, D. Function Algebras on Finite Sets: A Basic Course on Many-Valued Logic and Clone Theory (англ.). — Springer, 2006. — 668 p.
  • Post E. L. The Two-Valued Iterative Systems Of Mathematical Logic. — 1941.