Нехай для формул A й B справедливе твердження A º B. Нехай CA – формула, що містить A у якості своєї підформули. Нехай CB виходить із CA заміною A на B. Тоді CA º CB.
Приклад 4.5.
Нехай A = x Éy, B = ØxVy.
Рівносильність 12 дозволяє стверджувати, що A ºB.
Нехай CA = (x É y) & z, тобто A є підформула CA. Тоді CB = (ØxVy) & z і CA º CB, тобто (x É y) & z º (ØxVy) & z.
Двоїстість. Принцип двоїстості.
Символи &, V називаються двоїстими.
Формула А* називається двоїстій формулі A, якщо вона отримана з A одночасною заміною всіх символів &, V на двоїсті.
Наприклад,
A = xV(y&Øz);
A* = x & (yVØz).
Теорема 4.1. (Принцип двоїстості).
Якщо A º B, то A* º B*.
Доведення принципу двоїстості можна знайти, наприклад, в [3].
Принцип двоїстості можна використати для знаходження нових правил. Наприклад, для 1-го закону поглинання (рівносильність 6а) маємо:
A&(AVB) º A.
Дотримуючись принципу двоїстості, одержимо нову рівносильність:
AVA&B º A (2- ий закон поглинання).
Булева алгебра (алгебра логіки). Повні системи булевих функцій
Як відомо, алгеброю називають систему, що включає в себе деяка непуста множина об'єктів із заданими на ньому функціями (операціями), результатами застосування яких до об'єктів даної множини є об'єкти тієї ж множини.
Булевою алгеброю або алгеброю логіки називається двохелементну множину B = {0, 1} разом з операціями кон’юнкції, диз'юнкції й заперечення.
Система булевих функцій {f1, f2, … , fn} називається повної, якщо будь-яка булева функція може бути виражена у вигляді суперпозиції цих функцій. З правил 12 – 16 (розділ 4.3) потрібно, що всі логічні операції можуть бути виражені через операції кон’юнкції, диз'юнкції й заперечення. Тому система функцій {Ø, &, V} є повною. Також повними є наступні системи функцій:
а) {Ø, V}; б) {Ø, &}; в) {Ø, É}.
Повнота систем {Ø, V} и {Ø, &}потрібно з повноти системи {Ø, &, V}, а також законів де Моргана й подвійного заперечення, наслідком яких є можливість виразити кон’юнкцію через диз'юнкцію й навпаки: A&B ºØ(ØAVØB); AVB º Ø(ØA&ØB). Тому система {Ø, &, V} може бути скорочена на одну функцію:
Повнота системи {Ø, É} потрібно з повноти системи {Ø, V} і Рівносильністи 12 (розділ 4.3), що дозволяє виразити імплікацію через заперечення й диз'юнкцію: