Объяснение задания 2 ЕГЭ по информатике
2-я тема характеризуется, как задания базового уровня сложности, время выполнения – примерно 3 минуты
Таблицы истинности и порядок выполнения логических операций
Для логических операций приняты следующие обозначения:
¬ A, A |
не A (отрицание, инверсия) |
A ∧ B, A ⋅ B |
A и B (логическое умножение, конъюнкция) |
A ∨ B, A + B |
A или B (логическое сложение, дизъюнкция) |
A → B |
импликация (следование) |
A ↔ B, A ≡ B, A ∼ B |
эквиваленция (эквивалентность, равносильность) |
A ⊕ B |
сложение по модулю 2 (XOR) |
Отрицание (НЕ):
Таблица истинности операции НЕ
Конъюнкция (И):
Таблица истинности операции И (конъюнкция)
Дизъюнкция (ИЛИ):
Таблица истинности операции ИЛИ (дизъюнкция)
Импликация (если…, то…):
Таблица истинности операции Импликация (если…, то…)
Эквивалентность (тогда и только тогда, …):
Таблица истинности операции Эквивалентность (тогда и только тогда, …)
Сложение по модулю 2 (XOR):
A |
B |
A ⊕ B |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
Порядок выполнения операций:
- если в выражении нет скобок, сначала выполняются все операции «НЕ», затем – «И», затем – «ИЛИ», импликация, равносильность
Еще о логических операциях:
- логическое произведение X∙Y∙Z∙… равно 1, т.е. выражение является истинным, только тогда, когда все сомножители равны 1 (а в остальных случаях равно 0)
- логическая сумма X+Y+Z+… равна 0, т.е. выражение является ложным только тогда, когда все слагаемые равны 0 (а в остальных случаях равна 1)
О преобразованиях логических операций читайте здесь.
Решение заданий 2 ЕГЭ по информатике
Задание 2 ЕГЭ по информатике 2017 ФИПИ вариант 6 (Крылов С.С., Чуркина Т.Е.):
Логическая функция F задается выражением (y → x) ∧ (y → z) ∧ z. Определите, какому столбцу таблицы истинности функции F соответствует каждая из переменных x, y, z.
Перем. 1 |
Перем. 1 |
Перем. 1 |
Функция |
??? |
??? |
??? |
F |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
В ответе напишите буквы x, y, z в том порядке, в котором идут соответствующие им столбцы.
Решение:
- За основу необходимо взять логическую операцию, которую мы будем выполнять в последнюю очередь — это логическое И (конъюнкция) или ∧
- Конъюнкцию легче рассматривать по тем строкам таблицы, там где функция F = 1
- Поскольку для конъюнкции функция истинна только тогда, когда все переменные истинны, то необходимо чтобы отдельно каждая скобка была истинна ((y → x) = 1 и (y → z)=1) и переменная z тоже была истинной (1)
- Поскольку со скобками сложней работать, определим сначала какому столбцу соответствует z. Для этого выберем строку, где F=1 и в остальных ячейках только одна единица, а остальные нули:
- Таким образом, из этой строки делаем вывод, что z находится во втором столбце (отсчет ведем слева):
- Дальше нам необходимо рассмотреть две скобки, в которых операция импликации: (y → x) и (y → z). Обе эти скобки должны быть истинными (=1). В таблице истинности для импликации, она дает в результате 1 тогда, когда вторая переменная равна 1 (первая при этом может быть любой), либо вторая переменная равна 0, а первая обязательно должна быть равна 1.
- Рассмотрим скобку (y → x) и строку таблицы:
- Для этой строки только y может быть 0, т.к. если x = 0, тогда y=1, и скобка в результате возвратит ложь (1 → 0 = 0). Соответственно, y находится в первом столбце. А x значит в третьем:
Результат: yzx
Детальный разбор данного задания 2 ЕГЭ по информатике предлагаем посмотреть в видео:
Задание 2 ЕГЭ по информатике 2017 ФИПИ вариант 11 (Крылов С.С., Чуркина Т.Е.):
Каждое из логических выражений F и G содержит 5 переменных. В таблицах истинности выражений F и G есть ровно 5 одинаковых строк, причем ровно в 4 из них в столбце значений стоит 1.
Сколько строк таблицы истинности для выражения F ∨ G содержит 1 в столбце значений?
Решение:
№ |
F |
G |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
2 |
0 |
1 |
1 |
… |
… |
… |
1 |
32 |
… |
… |
1 |
- Поскольку в каждом из выражений присутствует 5 переменных, то эти 5 переменных порождают таблицу истинности из 32 строк: т.к. каждая из переменных может принимать оно из двух значений (0 или 1), то различных вариантов с пятью переменными будет 25=32, т.е. 32 строки.
- Из этих 32 строк для каждого выражения (и F и G) мы знаем наверняка только о 5 строках: в 4 из них 1, а в одной — 0.
- Вопрос стоит о количестве строк = 1 для таблицы истинности выражения F ∨ G. Данной выражение — дизъюнкция, которая ложна только в одном случае — если F = 0 и одновременно G = 0
- В исходных таблицах для каждого выражения F и G мы знаем о существовании только одного 0, т.е. в остальных строках может быть 1. Т.о. для каждого выражения и F и G в 31 строке могут быть единицы (32-1=31), а лишь в одной — ноль.
- Тогда для выражения F ∨ G только в одном случае будет 0, когда и F=0 и G = 0:
Результат: 31
Подробное объяснение данного задания смотрите на видео:
Решение задания 2. Демоверсия ЕГЭ 2018 информатика:
Логическая функция F задаётся выражением ¬x ∨ y ∨ (¬z ∧ w).
На рисунке приведён фрагмент таблицы истинности функции F, содержащий все наборы аргументов, при которых функция F ложна. Определите, какому столбцу таблицы истинности функции F соответствует каждая из переменных w, x, y, z.
Перем. 1 |
Перем. 2 |
Перем. 3 |
Перем. 4 |
Функция |
??? |
??? |
??? |
??? |
F |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
В ответе напишите буквы w, x, y, z в том порядке, в котором идут соответствующие им столбцы (сначала – буква, соответствующая первому столбцу; затем – буква, соответствующая второму столбцу, и т.д.) Буквы в ответе пишите подряд, никаких разделителей между буквами ставить не нужно.
Решение:
x1 |
x2 |
F |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
x |
z |
w |
y |
F |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
- Основным действием в исходном выражении является дизъюнкция:
¬x ∨ y ∨ (¬z ∧ w) . Вспомним таблицу истинности для дизъюнкции (сложение):
- Чтобы исходное выражение было истинным, нужно, чтобы хотя бы один из операндов равнялся единице. Т.е.
¬x = 1 или 0, y = 1 или 0, ¬z ∧ w = 1 или 0.
- Функция же ложна только в одном случае, — когда все операнды ложны. Поэтому будем искать по признаку лжи.
- В исходной таблице истинности во всех строках функция ложна. Чтобы понять в каком столбце должна находиться та или иная переменная, возьмем за основу строку, в которой только одна единица или только один нуль.
- Строка №1: в ней одна единица — первый столбец. В исходном выражении, чтобы функция была ложна, необходимо, чтобы
¬x = 0, иными словами x = 1. Значит первый столбец соответствует переменной x .
- Строка №3: в ней один нуль — четвертый столбец. В исходном выражении, чтобы функция была ложна, необходимо, чтобы
y = 0. Значит четвертый столбец соответствует переменной y .
- Строка №2: в ней второй столбец равен единице, а третий — нулю. В исходном выражении
¬z ∧ w должно равняться 0, чтобы функция была ложной. Конъюнкция истинна только тогда, когда оба операнда истинны (=1); в нашем случае функция должна быть ложной, но пойдем от обратного. Если ¬z = 1, т.е. z = 0, а w = 1, то это неверно для нашего случая. Значит всё должно быть наоборот: z = 1, а w = 0. Таким образом столбец второй соответствует z , а столбец третий — w .
Результат: xzwy
Подробное решение данного 2 задания из демоверсии ЕГЭ 2018 года смотрите на видео:
2 задание. ГВЭ 11 класс по информатике 2018 (ФИПИ):
Дан фрагмент таблицы истинности выражения F.
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
x5 |
x6 |
x7 |
F |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
Каким из приведённых ниже выражений может быть F?
1) ¬x1 ∧ x2 ∧ ¬x3 ∧ ¬x4 ∧ x5 ∧ ¬x6 ∧ x7
2) x1 ∨ x2 ∨ x3 ∨ ¬x4 ∨ ¬x5 ∨ ¬x6 ∨ ¬x7
3) x1 ∧ ¬x2 ∧ x3 ∧ ¬x4 ∧ x5 ∧ x6 ∧ ¬x7
4) x1 ∨ ¬x2 ∨ x3 ∨ x4 ∨ ¬x5 ∨ ¬x6 ∨ x7
Решение:
- В первом выражении основная операция — конъюнкция. Соответственно, проверяем выражение по строке второй, там где функция = 1. Если мы подставим в эту строку все аргументы выражения, то функция действительно возвращает истину. Т.е. это выражение подходит.
- Но проверим на всякий случай остальные.
- Второе выражение проверяем по первой и третьей строке, так как дизъюнкция ложна только в том случае, если все операнды ложны. Проверяя по первой строке, сразу видим, что x1 в ней равен 1. В таком случаем функция будет = 1. Т.е. это выражение не подходит.
- Третье выражение проверяем по второй строке, так как основная операция — конъюнкция — возвратит истину только тогда, когда все операнды равны 1. Видим, что x1 = 0, соответственно функция будет тоже равна 0. Т.е. выражение нам не подходит.
- Четвертое выражение проверяем по первой и третьей строкам. В первой строке x1 = 1, т.е. функция должна быть равна 1. Т.е. выражение тоже не подходит.
- Таким образом, ответ равен 1.
Результат: 1
Решение 2 задания ГВЭ по информатике смотрите на видео:
Решение 2 задания ЕГЭ по информатике (К. Поляков, вариант 76):
Дан фрагмент таблицы истинности для выражения F:
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
x5 |
x6 |
x7 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
Укажите максимально возможное число различных строк полной таблицы истинности этого выражения, в которых значение x3 не совпадает с F.
Решение:
64 - 4 = 60
60 + 2 = 62
- Полная таблица истинности будет иметь 26 = 64 строк (т.к. 6 переменных).
- 4 строки нам известны: в них x3 два раза не совпадает с F.
- Неизвестных строк:
- В неизвестных строках x3 может не совпадать с F, кроме того, в двух известных строках x3 не совпадает с F. Соответственно максимально возможное число строк с несовпадающими x3 и F, будет:
Результат: 62
Решение 2 задания ЕГЭ по информатике (К. Поляков, вариант 89):
Каждое логическое выражение A и B зависит от одного и того же набора из 7 переменных. В таблицах истинности каждого из этих выражений в столбце значений стоит ровно по 4 единицы. Каково максимально возможное число единиц в столбце значений таблицы истинности выражения A ∨ B?
Решение:
A |
B |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
- Полная таблица истинности для каждого из выражений A и B состоит из 27 = 128 строк.
- В четырех строках результат выражения равен единице, значит в остальных строках — 0.
- A ∨ B истинно в том случае, когда либо A = 1 либо B = 1, или и A и B = 1.
- Поскольку А = 1 только в 4 случаях, то получим количество результатов, возвращающих истину для A ∨ B (в которых B может быть либо 0 либо 1):
- Итого по столбцу B считаем 8 вариантов (легче использовать сложение 4+4=8, однако так нагляднее)
Результат: 8
Решение 2 задания ЕГЭ по информатике (К. Поляков, вариант 91):
Каждое логическое выражение A и B зависит от одного и того же набора из 8 переменных. В таблицах истинности каждого из этих выражений в столбце значений стоит ровно по 6 единиц. Каково максимально возможное число нулей в столбце значений таблицы истинности выражения A ∧ B?
Решение:
A |
B |
F |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
… |
… |
… |
- Полная таблица истинности для каждого из выражений A и B состоит из 28 = 256 строк.
- В 6 строках результат выражения равен единице, значит в остальных строках — 0.
- A ∧ B ложно в том случае, когда либо A = 0 либо B = 0, или и A и B = 0.
- Во всех случаях там где А=1 может стоять B=0, и тогда результат F = 0. Поскольку нам необходимо найти максимально возможное число нулей, то как раз для всех шести А=1 сопоставим B=0, и наоборот, для всех шести возможных B=1 сопоставим A=0
- Поскольку строк всего 256, то вполне возможно, что все 256 из них возвратят в результате 0
Результат: 256
Решение 2 задания ЕГЭ по информатике (К. Поляков, вариант 58):
Дано логическое выражение, зависящее от 5 логических переменных:
(¬x1 ∨ ¬x2 ∨ ¬x3 ∨ x4 ∨ x5) ∧ (x1 ∨ x2 ∨ x3 ∨ ¬x4 ∨ ¬x5)
Сколько существует различных наборов значений переменных, при которых выражение истинно?
1) 0
2) 30
3) 31
4) 32
Решение:
A B F
1. 0 0 0
2. 0 1 0
3. 1 0 0
Теперь рассмотрим каждый случай отдельно:
32 - 2 = 30, что соответствует номеру 2
- Поскольку выражение включает 5 переменных, то таблица истинности состоит из 25 = 32 строк
- Основной операцией является конъюнкция (логическое умножение), а внутри скобок — дизъюнкция (логическое сложение)
- Обозначим первую скобку за А, а вторую скобку за B. Получим выражение A ∧ B.
- Найдем сколько нулей существует для таблицы истинности данного выражения:
- 1 случай. 0 0 : A = 0 и B = 0, то есть ¬x1 ∨ ¬x2 ∨ ¬x3 ∨ x4 ∨ x5 = 0 и x1 ∨ x2 ∨ x3 ∨ ¬x4 ∨ ¬x5 = 0. Обратим внимание, что во вторых скобках везде стоит инверсия переменных, которые находятся в первых скобках. Таким образом, это не возможно, так как дизъюнкция равна нулю, когда все операнды равны нулю. А если в первых скобках все 0, то из-за инверсий во вторых скобках все 1. То есть этот случай нам не подходит
- 2 случай. 0 1 : нам он подходит, так как если первая скобка возвратит 0, то вторая вернет 1.
- 3 случай. 1 0 : нам он подходит, так как если вторая скобка возвратит 0, то первая вернет 1.
- Итого получаем два случая, когда исходное выражение вернет 0, т.е. две строки таблицы истинности.
- Тогда получим количество строк, с результатом равным 1:
Результат: 2
Подробное решение задания смотрите в видеоуроке:
Решение 2 задания ЕГЭ по информатике (К. Поляков вариант 112):
Дан фрагмент таблицы истинности для выражения F:
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
x5 |
x6 |
x7 |
F |
|
|
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
|
|
0 |
|
|
0 |
1 |
1 |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
Каким выражением может быть F?
1) x1 ∧ (x2 → x3) ∧ ¬x4 ∧ x5 ∧ x6 ∧ ¬x7
2) x1 ∨ (¬x2 → x3) ∨ ¬x4 ∨ ¬x5 ∨ x6 ∨ ¬x7
3) ¬x1 ∧ (x2 → ¬x3) ∧ x4 ∧ ¬x5 ∧ x6 ∧ x7
4) ¬x1 ∨ (x2 → ¬x3) ∨ x4 ∨ x5 ∨ x6 ∧ x7
Решение:
1 выражение:
(((x1 ∧ (x2 → x3) ∧ ¬x4) ∧ x5) ∧ x6) ∧ ¬x7
2 выражение:
(((x1 ∨ (¬x2 → x3) ∨ ¬x4) ∨ ¬x5) ∨ x6) ∨ ¬x7
3 выражение:
(((¬x1 ∧ (x2 → ¬x3) ∧ x4) ∧ ¬x5) ∧ x6) ∧ x7
- Рассмотрим отдельно каждое выражение и найдем последнюю операцию, которая должна быть выполнена.
- Последняя операция — конъюнкция. Ее проще проверять по строке, в которой F=1 (значит все сомножители должны быть равны 1).
- Возьмем 3-ю строку, в ней x4=1. В нашем выражении х4 с отрицанием, т.е. = 0. Когда хоть один из сомножителей равен нулю, выражение вернет в результате 0, а у нас в строке 1. Т.е. это выражение не подходит.
- Последняя выполняющаяся операция — дизъюнкция. Ее легче проверять по строке, в которой F = 0 (значит все слагаемые должны быть равны 0).
- Смотрим по первой строке: х4 в строке равен 0, в выражении он с отрицанием, т.е. = 1. Соответственно все выражение вернет единицу, а в таблице в строке 0. Т.е. это выражение не подходит.
- Последняя операция — конъюнкция. Ее проще проверять по строке, в которой F=1 (значит все сомножители должны быть равны 1).
- Возьмем 2-ю строку: в ней х7 = 0, в выражении х7 без отрицания, т.е. так и остается равным нулю. При умножении выражение вернет в результате 0. В таблице — 1. Т.е. выражение тоже не подходит.
- Единственным подходящим вариантом осталось выражение под номером 4.
Результат: 4
В видеоуроке рассмотрено подробное решение 2 задания:
Решение 2 задания ЕГЭ по информатике (диагностический вариант экзаменационной работы 2018 года, С.С. Крылов, Д.М. Ушаков):
Логическая функция F задается выражением
¬a ∧ b ∧ (c ∨ ¬d)
Ниже приведен фрагмент таблицы истинности функции F, содержащей все наборы аргументов, при которых функция F истинна.
Определите, какому столбцу таблицы истинности функции F соответствует каждая из переменных a, b, c, d.
Перем.1 |
Перем.2 |
Перем.3 |
Перем.4 |
Функция |
??? |
??? |
??? |
??? |
F |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
В ответе запишите буквы в том порядке, в котором идут соответствующие им столбцы.
Решение:
|