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\documentclass[10pt,a4paper,oneside,ngerman,numbers=noenddot]{scrartcl}
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\polyset{style=C, div=:,vars=x}
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\pagenumbering{arabic}
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\def\thesection{12.\arabic{section})}
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\def\thesubsection{\arabic{subsection}.}
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\def\thesubsubsection{(\alph{subsubsection})}
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\setcounter{section}{2}
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\makeatletter
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\renewcommand*\env@matrix[1][*\c@MaxMatrixCols c]{%
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\hskip -\arraycolsep
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\let\@ifnextchar\new@ifnextchar
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\array{#1}}
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\makeatother
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\addtolength{\parskip}{\baselineskip}
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\begin{document}
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\author{Jim Martens}
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\title{Hausaufgaben zum 2. Juli}
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\maketitle
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\section{} %12.3
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\subsection{} %1.
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\begin{itemize}
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\item Q und t müssen Variablen sein, da sie hinter Quantoren auftreten.
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\item z(t), m(S, Q) und m(Q(S), z) müssen Formeln sein, da sie mit Junktoren verknüpft werden.
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\item Entsprechend müssen z und m Prädikatensymbole sein und S, Q(S) und z Terme. z ist einstellig und m ist zweistellig.
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\item S und z könnten eine Variable oder eine Konstante sein, denn sie sind atomare Terme.
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\item Q ist ein Funktionssymbol und einstellig.
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\end{itemize}
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Das Problem der Formalisierung ist, dass Q eine Variable sein muss und gleichzeitig ein Funktionssymbol ist. Ebenso ist z einmal ein Prädikatensymbol und einmal ein atomarer Term.
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\subsection{} %2.
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\begin{tikzpicture}[shorten >=1pt,node distance=1.1cm,on grid]
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\node (A_z) {$\forall z$};
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\node (Impl) [below=of A_z]{$\Rightarrow$};
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\node (E_x) [below left=1.0 and 2.0 of Impl] {$\exists x$};
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\node (E_y) [below right=1.0 and 2.0 of Impl] {$\exists y$};
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\node (and1) [below of=E_x] {$\wedge$};
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\node (p1) [below left=1.0 and 1.2 of and1] {$P(g(x), y)$};
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\node (p2) [below right=1.0 and 1.2 of and1] {$P(z, x)$};
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\node (and2) [below=of E_y] {$\wedge$};
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\node (E_z) [below left=1.0 and 1.2 of and2] {$\exists z$};
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\node (z) [below=of E_z] {$z$};
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\node (p3) [below right=1.0 and 1.5 of and2] {$P(g(y), f(x,z))$};
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\end{tikzpicture}
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\subsection{} %3.
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\subsubsection{} %a
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Für mindestens ($\exists x$) einen Tag (x) im Sommer gilt, dass die Sonne scheint ($P_{1}(x)$) und mindestens ($\exists y$) ein Rockkonzert ($Q_{1}(y)$) aufgeführt wird ($R_{1}(x,y)$).
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\subsubsection{} %b
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Für jeden Tag ($\forall x$) im Sommer gilt, dass wenn die Temperaturen über 35$^{\circ}$ steigen, ($P_{2}(x)$) es für alle ($\forall y$) Schüler, die unter 16 Jahren sind ($Q_{2}(y)$), hitzefrei ($R_{2}(x,y)$) gibt.
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\subsubsection{} %c
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An Tag ($\forall x$), der frei ist ($P_{3}(x)$), gehen alle ($\forall y$) Schüler, die zuhause sind ($R_{3}(x,y)$), zum Kino ($Q_{3}(y)$).
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\subsubsection{} %d
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\subsubsection{} %e
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\section{} %11.4
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\def\thesubsubsection{\arabic{subsubsection}.}
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\setcounter{subsubsection}{0}
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\subsubsection{} %1
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$F_{41} = (P(x) \Rightarrow \exists x (R(x,x) \wedge \neg P(x)))$\\
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\begin{tabular}{c|c|c|c|c|c|c|c|c}
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& P & R & x & P(x) & R(x,x) & $\neg$P(x) & $\exists x (R(x,x) \wedge \neg P(x)) $ & $F_{41}$ \\
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\hline
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$A_{4}$ & $\{3,9\}$ & $\{(3,9),(6,6), (6,9), (9,9)\}$ & 9 & 1 & & & & 0 \\
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\hline
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$A_{4[x/3]}$ & $\{3,9\}$ & $\{(3,9),(6,6), (6,9), (9,9)\}$ & 3 & 1 & 0 & 0 & 0 \\
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$A_{4[x/6]}$ & $\{3,9\}$ & $\{(3,9),(6,6), (6,9), (9,9)\}$ & 6 & 1 & 1 & 0 & 0 \\
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$A_{4[x/9]}$ & $\{3,9\}$ & $\{(3,9),(6,6), (6,9), (9,9)\}$ & 9 & 1 & 1 & 0 & 0
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\end{tabular}
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\subsubsection{} %2
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$F_{42} = \forall y (\exists x R(x,y) \Rightarrow \forall x R(x,y))$\\
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Zur Platzersparnis wird die Spalte mit den Werten von P und R weggelassen. Die sind in allen Varianten gleich.\\
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\begin{tabular}{c|c|c|c|c|c|c|c}
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& x & y & R(x,y) & $\exists x R(x,y)$ & $\forall x R(x,y)$ & $ \exists x R(x,y) \wedge \forall x R(x,y)$ & $F_{42}$ \\
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\hline
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$A_{4}$ & 9 & 9 & & & & & 0 \\
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\hline
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$A_{4[y/3]}$ & 9 & 3 & & 0 & 0 & 0 & \\
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$A_{4[y/6]}$ & 9 & 6 & & 1 & 0 & 0 & \\
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$A_{4[y/9]}$ & 9 & 9 & & 1 & 1 & 1 & \\
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\hline
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$A_{4[y/3][x/3]}$ & 3 & 3 & 0 & & & & \\
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$A_{4[y/3][x/6]}$ & 6 & 3 & 0 & & & & \\
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$A_{4[y/3][x/9]}$ & 9 & 3 & 0 & & & & \\
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\hline
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$A_{4[y/6][x/3]}$ & 3 & 6 & 0 & & & & \\
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$A_{4[y/6][x/6]}$ & 6 & 6 & 1 & & & & \\
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$A_{4[y/6][x/9]}$ & 9 & 6 & 1 & & & & \\
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\hline
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$A_{4[y/9][x/3]}$ & 3 & 9 & 1 & & & & \\
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$A_{4[y/9][x/6]}$ & 6 & 9 & 1 & & & & \\
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|
$A_{4[y/9][x/9]}$ & 9 & 9 & 1 & & & & \\
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\end{tabular}
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\end{document}
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