Taille, hauteur, et le compte des sous-formules
Exercice · niveau 2 · informatique (MP2I/MPI), chapitre 20 — Logique propositionnelle
Énoncé
Soit .
- Dessiner son arbre. Donner sa taille et sa hauteur.
- Combien possède-t-elle de sous-formules distinctes ? Comparer ce nombre à la taille, et expliquer l'écart.
Corrigé
1. L'arbre.
La taille est le nombre de nœuds : quatre feuilles (, , , ) et six nœuds internes (, , , et trois ), soit . La hauteur est la longueur du plus long chemin de la racine à une feuille : , , , , donne quatre arêtes, soit .
2. Les sous-formules distinctes. Il y en a neuf :
L'écart avec la taille est le point de l'exercice. À chaque nœud de l'arbre correspond une occurrence de sous-formule : il y en a donc exactement , autant que la taille. Mais deux occurrences peuvent porter la même formule : ici, apparaît à deux endroits — une fois sous le , une fois sous les deux négations.
On retiendra la distinction, car elle revient partout : la taille compte les occurrences, l'ensemble des sous-formules compte les formules. En mémoire, on peut d'ailleurs partager les sous-formules communes : l'arbre devient un graphe sans circuit, souvent bien plus petit, et c'est le principe des diagrammes de décision binaires. Le chapitre chap:arbres donne le vocabulaire, le chapitre chap:graphes la structure.
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