題:
為什麼F + F'= 1?
Carl
2019-09-09 13:05:40 UTC
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我具有以下功能: \ $ f(x,y,z,w)= wx + yz \ $ span>

我發現它的補函數是: \ $ f'(x,y,z,w)= w'y'+ w'z'+ x'y'+x'z'\ $ span>

我必須證明: \ $ f + f'= 1 \ $ span>,但我看不到該怎麼做。

似乎沒有什麼可以抵消彼此的。

Edit

按照建議,我現在使用了德摩根定理並發現了這一點:

\ $ f + f'= wx + yz +(w + y)'+(w + z)'+(x + y)'+(y + z)'\ $ span>

但是在我看來,沒有什麼可以讓我更接近 \ $ f + f'= 1 \ $ span>

提示:使用德摩根定律
f或f'必須為1
也許您可以以某種方式使用共識規則:ab + a'c = ab + a'c + bc。
您只有4個輸入。如果沒有別的,您可以簡單地寫出真值表。
Spehro的錢是對的,但是,將DeMorgan用作第一步並沒有幫助。因此,請進一步擴展Spehro的提示:該解決方案涉及做一些基本的代數,其中包括DeMorgan。使用簡單的代數+ DeMorgan,您可以將f'函數轉換為f的明顯負數。把它寫在紙上,只花了我4個步驟。
@Mr.Snrub“我發現了它的補函數”的第一步應該是** _(wx + yz)'_ **
@OrangeDog是的,我確實認為我努力獲得的“答案”很可能是OP原始推論的一部分。但是,就像您說的那樣,“應該是”-現在我們沒有證據可以確認。
七 答案:
Dave Tweed
2019-09-09 16:05:33 UTC
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要點是, \ $ f()\ $ span>函數實際上是什麼實際上並不重要。關鍵事實是它的輸出是單個二進制值。

在布爾代數中,一個基本事實是,只要值本身為假,二進制值的補碼就為真。這就是排除中間法則。因此,將值與其補數進行“或”運算始終為true,而將值與其補數進行“與”運算始終為false。

很高興您能夠導出特定的函數 \ $ f'()\ $ span>,但這實際上與實際問題無關!

這就是[排除中間法則](https://en.wikipedia.org/wiki/Law_of_excluded_middle)。
@BallpointBen:謝謝!我將其添加到我的答案中。
Opifex
2019-09-09 22:00:04 UTC
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所有先前的答案都是正確的,而且非常深入。 但是,更簡單的方法可能是記住在布爾代數中,所有值都必須為0或1。

所以... F為1,然後F'為0,或者相反:F為0而F'為1。 如果然後應用布爾OR函數:F + F',則將始終具有兩個項1之一,因此結果將始終為1。

Daniele Tampieri
2019-09-09 16:56:38 UTC
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我的回答與Dave Tweed的回答相似,這意味著我將其歸為更正式的級別。顯然我後來回答了,但是我還是決定發布它,因為有人可能會發現這種方法很有趣。


您要證明的關係獨立於函數 \ $ f \ $ span>的結構,因為事實上它是一個重言語。為了解釋我的意思,我建議演示一個任意數量的布爾變量(稱為 \ $ P \ $ span> =“ math-container”> \ $ n \ in \ Bbb N \ $ span>, \ $ y_1,\ ldots,y_n \ $ span>,其中 \ $ y_i \ in \ {0,1 \} \ $ span>對於所有 \ $ i = 1,\ ldots,n \ $ span>。
我們有 \ $ P(y_1,\ ldots,y_n)\ in \ {0,1 \} \ $ span>,並考慮以下兩組布爾值 \ $ n \ $ span>-維布爾矢量 \ $(y_1,\ ldots,y_n)\ $ span> $$ \ begin {align} Y& = \ {(y_1,\ ldots,y_n)\ in \ {0,1 \} ^ n | P(y_1,\ ldots,y_n)= 1 \} \\\ \ bar {Y} & = \ {(y_1,\ ldots,y_n)\ in \ {0,1 \} ^ n | P(y_1,\ ldots,y_n)= 0 \} \ end {align} $$ span> 這些集合是輸入布爾向量可以假定的全部值的一部分,即 \ $ Y \ cup \ bar {Y} = \ {0,1 \} ^ n \ $ span>和 \ $ Y \ cap \ bar {Y} = \ emptyset \ $ span>(空集),因此 $$ \ begin {align} P(y_1,\ ldots,y_n)& = \ begin {cases} 0& \ text {if}(y_1,\ ldots,y_n)\ in \ bar {Y} \\ 1& \ text {if}(y_1,\ ldots,y_n)\在Y \\ \ end {cases} \\ & \ Updownarrow \\ P'(y_1,\ ldots,y_n)& = \ begin {cases} 1& \ text {if}(y_1,\ ldots,y_n)\在\ bar {Y} \\中 0& \ text {if}(y_1,\ ldots,y_n)\ in Y \\ \ end {cases} \ end {align} $$ span> 因此我們總是有 $$ P + P'= 1 \ quad \ forall(y_1,\ ldots,y_n)\ in \ {0,1 \} ^ n $$ span>

Heath Raftery
2019-09-10 17:47:19 UTC
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所有好的答案,以一種或另一種方式提供必要的理由。由於它是重言式,因此很難創建不僅導致“它就是它!”的證明。也許這種方法可以從另一個更廣闊的角度幫助解決它:

展開兩個語句以包括其多餘的情況,並刪除重複的情況:

\ $ = + \\ \ \ = wx \ cdot(y'z'+ y'z + yz'+ yz)\ + \ yz \ cdot(x'w'+ x'w + xw'+ xw)\\ \ \ = wxy'z'+ wxy'z + wxyz'+ wxyz \ + \ yzx'w'+ yzx'w + yzxw'+ yzxw \\ \ \ = wxy'z'+ wxy'z + wxyz'+ wxyz \ + \ yzx'w'+ yzx'w + yzxw'\ $ span>

\ $'=''+''+''+''\\ \ \ \ = w'y'\ cdot(x'z'+ x'z + xz'+ xz)\ + \′'\ cdot(x'y'+ x'y + xy'+ xy)\ + \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ x′y′\ cdot(w'z'+ w'z + wz'+ wz)\ + \ x′′\ cdot(w'y'+ w'y + wy' + wy)\\ \ \ \ = w'y'x'z'+ w'y'x'z + w'y'xz'+ w'y'xz \ + \''x'y'+''x'y +'' xy'+''xy \ + \\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ x'y'w'z'+ x'y'w'z + x'y'wz'+ x'y'wz \ + \ x''w'y'+ x '''w'y + x''wy'+ x''wy \\ \ \ \ = w'y'x'z'+ w'y'x'z + w'y'xz'+ w'y'xz \ + \''x'y +''xy \ + \\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ x′y′wz'+ x′y′wz \ + \ x′′wy \ $ span>

我將術語保持一致以使推導更加明顯,但可以按字母順序將它們寫得更清楚。無論如何,關鍵是 \ $ f \ $ span>或7個4位大小寫,或 \ $ f'\ $ span>或9個,不同 4位的情況。它們或等於16種4位大小寫,所以簡化為 \ $ 1 \ $ span>。

+1這是回答OPs真正意圖的唯一答案,即做一些布爾代數而不是進行理論辯論。但是,根據我對OP的評論,請注意,確實存在一個更優雅的解決方案。無需添加多餘的情況就可以解決此問題。
我也非常希望看到這一點。也就是說,如果您有時間和慷慨地這樣做。
Reroute
2019-09-09 15:45:07 UTC
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F + F'= 1意味著您必須證明無論4個輸入的狀態如何,或將這2個輸入的結果總和為1,

Excel中的幾分鐘顯示確實是這種情況。 您可以在Excel中使用“ NOT()”在0和1之間反轉。

F = W * X + Y * Z

F'= W'* Y'+ W'* Z'+ X'* Y'+ X'* Z'

關於這種情況的原因,如果您希望F為假,例如將W和Y設置為低,就可以使F'為真。如果將X和Z設置為低電平,則也將F“設置為true,這與在此處交換對相同。

enter image description here

“ F + F'= 1意味著您必須證明無論4個輸入的狀態如何,或對這2個輸入的結果進行或運算都將得出1”。不,不是。這僅意味著您必須證明,無論* output *(只能有兩種可能性)及其補碼的相應輸出,該關係都成立。*輸入*與函數無關。唯一需要的真值表是顯示函數輸出和任何有資格作為其補碼的輸出之間的關係的表。
@ChrisStratton,,該問題取決於問題是表明一個函數及其補碼的OR始終為1(從補碼的定義來看,這是微不足道的)還是表明所提議的函數F'實際上是F的補碼。,我認為他們有兩個問題。A部分:找到補碼功能。B部分:表明它實際上是補充。
Mr. Snrub
2019-09-11 13:20:39 UTC
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自從卡爾問得很好。初始點: $$ f(x,y,z,w)= wx + yz $$ span> 和 $$ f′(x,y,z,w)= w′y′+ w′z′+ x′y′+ x′z′ $$ span>

\ $ f'\ $ span>執行以下步驟: $$ f′(x,y,z,w)= w′(y′+ z′)+ x′(y′+ z′) $$ span> $$ f′(x,y,z,w)=(w′+ x')(y′+ z′) $$ span> 德摩根: $$ f′(x,y,z,w)=(wx)′(yz)' $$ span> 德摩根再次: $$ f′(x,y,z,w)=(wx + yz)' $$ span> 因此,現在 \ $ f'\ $ span>的右側只是右側的簡單否定\ $ f \ $ span>。這有點反高潮,因為現在我們只依賴於這樣的事實,即任何表達式 \ $ x + x'= 1 \ $ span>一直說到 \ $ f + f'= 1 \ $ span>,但是至少它提供了一些布爾代數解釋來說明這是真的。

我不明白您是如何在未通過最終答案的情況下到達第二行的。您的最終答案是我的第一步:這只是雙方的否定。
前兩行是OP給出的公式。根據定義,它們是起點。我完全同意,稍後的內容可能是OP推導前兩個公式的一部分。但是我們沒有這些信息。我們只是無法確認。
理解-假設\ $ f \ $和\ $ f'\ $是在問題中給出的,例如OP已將它們寫出。我的理解是,OP已經嘗試擴展\ $ f'\ $並且不知道從那裡去哪裡。
OrangeDog
2019-09-11 21:28:10 UTC
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通過 \ $ + \ $ span>(OR)和 \ $′\ $ span>(不是)

  A |B |A + B
---------------
 0 |0 |0
 1 |0 |1個
 0 |1 |1個
 1 |1 |1個
 
  A |A'|A + A'
----------------
 0 |1 |1個
 1 |0 |1個
 

\ $∴f。f + f′= 1 \ $ span>



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