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Wahrheitstabelle erstellen und auswerten

Wahrheitstabelle erstellen und auswerten
Wahrheitstabelle erstellen und auswerten
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Eine Wahrheitstabelle zeigt für jede mögliche Belegung einer logischen Formel, ob ihr Ergebnis wahr (w) oder falsch (f) ist. Du trägst zuerst alle Eingangskombinationen ein und berechnest dann die Teilformeln von innen nach außen.

Deine Lernziele

Hake ab, was du schon kannst — und komm am Ende hierher zurück!

Was zeigt eine Wahrheitstabelle?

Eine Aussage ist ein Satz, der entweder wahr oder falsch ist. Buchstaben wie P und Q dienen als Platzhalter für Aussagen. Eine Frage oder ein Befehl ist keine Aussage, weil ihm kein Wahrheitswert zugeordnet wird.

Definition

Wahrheitstabelle

Eine Wahrheitstabelle listet alle möglichen Wahrheitswert-Belegungen der elementaren Aussagen auf. Weitere Spalten zeigen, welchen Wahrheitswert eine Verknüpfung oder eine zusammengesetzte Formel bei jeder Belegung hat.

Bei zwei Variablen gibt es vier Belegungen: w,w, w,f, f,w und f,f. Allgemein hat eine Tabelle mit n zweiwertigen Variablen $2^n$ Zeilen. Drei Variablen ergeben also $2^3=8$ Zeilen.

Teste dich
Frage 1 von 2LeichtWelcher Satz ist eine Aussage im Sinn der Aussagenlogik?
Lösung: Berlin liegt in Deutschland. — Eine Aussage lässt sich eindeutig als wahr oder falsch einordnen. Fragen und Befehle erfüllen diese Bedingung nicht.
Frage 2 von 2MittelWie viele Belegungszeilen braucht eine Wahrheitstabelle mit zwei Variablen?
Lösung: 4 — Für n zweiwertige Variablen gibt es $2^n$ Belegungen. Bei zwei Variablen sind das vier.
Wie funktionieren NICHT, UND und ODER?

Junktoren sind Zeichen, die Aussagen logisch verknüpfen. Die drei Grundoperationen lassen sich direkt an ihren Tabellen erkennen.

PQ¬PP∧QP∨Q
wwfww
wfffw
fwwfw
ffwff
  • Negation ¬P bedeutet „nicht P“ und kehrt den Wahrheitswert um.
  • Konjunktion P∧Q bedeutet „P und Q“ und ist nur wahr, wenn beide Aussagen wahr sind.
  • Disjunktion P∨Q ist das einschließende Oder. Sie ist wahr, wenn mindestens eine Aussage wahr ist – auch wenn beide wahr sind.
Merke

UND verlangt zwei wahre Teilaussagen. ODER verlangt mindestens eine wahre Teilaussage. NICHT kehrt genau einen Wahrheitswert um.

Lückentext

Wähle in jeder Lücke die passende Form und prüfe anschließend deine Antworten.

Die Negation von w ist . Eine UND-Verknüpfung ist nur bei wahr. Eine ODER-Verknüpfung ist nur bei falsch.

Lösungen: Lücke 1: f; Lücke 2: w und w; Lücke 3: f und f. Prüfe bei UND, ob wirklich beide Werte wahr sind. Prüfe bei ODER, ob wenigstens ein Wert wahr ist.
Was ist bei Implikation, Äquivalenz und XOR wichtig?

Die Implikation P→Q bedeutet „Wenn P, dann Q“. Sie ist nur in einem Fall falsch: P ist wahr, aber Q ist falsch. Die Formel beschreibt dabei keine Ursache-Wirkung-Beziehung.

Die Äquivalenz P↔Q ist wahr, wenn beide Wahrheitswerte gleich sind. Das ausschließende Oder P⊕Q, kurz XOR, ist dagegen wahr, wenn die Werte verschieden sind.

PQP→QP↔QP⊕Q
wwwwf
wfffw
fwwfw
ffwwf
Beispiel

Setze P: „Die PIN ist korrekt“ und Q: „Der Zugang wird freigegeben“. Die Regel P→Q wird genau dann verletzt, wenn die PIN korrekt ist, der Zugang aber nicht freigegeben wird. Ein freigegebener Zugang bei falscher PIN macht die materiale Implikation nicht falsch; die Formel allein behauptet keine Umkehrung Q→P.

Teste dich
Frage 1 von 2LeichtWann ist P→Q falsch?
Lösung: Wenn P=w und Q=f gilt. — Eine Implikation verbietet genau den Fall: Voraussetzung wahr, Folgerung falsch.
Frage 2 von 2MittelFür P=w und Q=f: Welchen Wert hat (P→Q)⊕(P↔Q)?
Lösung: f — Bei w,f sind sowohl P→Q als auch P↔Q falsch. XOR von f und f ergibt f.
Wie erstellst du eine Tabelle Schritt für Schritt?

Nimm die Formel (P∧Q)→R. Sie enthält drei Variablen und braucht deshalb acht Belegungszeilen.

  1. Schreibe die Variablen P, Q und R als Eingangsspalten auf.
  2. Notiere alle acht Belegungen ohne Wiederholung.
  3. Berechne zuerst die innere Teilformel P∧Q.
  4. Werte danach den Hauptoperator aus.
  5. Prüfe, ob jede Zeile und jede benötigte Zwischenspalte vorhanden ist.
PQRP∧Q(P∧Q)→R
wwwww
wwfwf
wfwfw
wfffw
fwwfw
fwffw
ffwfw
ffffw
Beispiel

Warum ist nur die zweite Ergebniszeile falsch? Dort ist P∧Q wahr und R falsch. Genau diese Kombination macht eine Implikation falsch. In allen übrigen Zeilen ist entweder die Voraussetzung P∧Q falsch oder die Folgerung R wahr.

Teste dich
Frage 1 von 2MittelDu wertest ¬P∨Q für P=w und Q=f aus. Was ist richtig?
Lösung: ¬P=f, also ist ¬P∨Q=f. — Arbeite von innen nach außen: erst ¬P, dann ODER. f∨f ergibt f.
Frage 2 von 2SchwerEine Tabelle zu P∧(Q∨R) soll übersichtlich bleiben. Welche Zwischenspalte brauchst du zuerst?
Lösung: Q∨R — Die innere Klammer wird zuerst berechnet. Danach verknüpfst du ihr Ergebnis mit P durch UND.
Was kannst du an der Ergebnisspalte erkennen?

Die letzte Spalte zeigt nicht nur einzelne Ergebnisse. Sie hilft dir auch, die gesamte Formel zu beurteilen.

Definition

Tautologie

Eine Tautologie ist bei jeder möglichen Belegung wahr. Beispiel: P∨¬P.

Definition

Kontradiktion

Eine Kontradiktion ist bei jeder möglichen Belegung falsch. Beispiel: P∧¬P.

Eine Formel heißt erfüllbar, wenn sie bei mindestens einer Belegung wahr ist. Zwei Formeln sind logisch äquivalent, wenn ihre Ergebnisspalten in jeder Zeile übereinstimmen. So kannst du etwa mit einer Tabelle prüfen, dass P→Q und ¬P∨Q dieselben Wahrheitswerte besitzen.

Teste dich
Frage 1 von 3LeichtDie Ergebnisspalte einer Formel enthält nur w. Wie heißt die Formel?
Lösung: Tautologie — Eine Tautologie ist unter jeder Belegung wahr.
Frage 2 von 3MittelZwei Formeln stimmen in drei von vier Zeilen überein. Sind sie logisch äquivalent?
Lösung: Nein, denn dafür müssen alle Ergebniszeilen übereinstimmen. — Logische Äquivalenz verlangt gleiche Wahrheitswerte bei jeder möglichen Belegung.
Frage 3 von 3SchwerEine Formel hat die Ergebnisspalte f, f, w, f. Was folgt sicher?
Lösung: Sie ist erfüllbar, aber keine Tautologie. — Mindestens ein w macht die Formel erfüllbar. Weil auch f vorkommt, ist sie keine Tautologie.
Karteikasten
Karteikasten

Überlege zuerst selbst und drehe die Karte anschließend zum Prüfen um.

Alles auf einen Blick
Mindmap
  • Wahrheitstabelle
    • Vorbereitung: Variablen bestimmen und $2^n$ Belegungen notieren
    • Auswertung: Teilformeln von innen nach außen berechnen
    • Operatoren: NICHT, UND, ODER, Implikation, Äquivalenz und XOR
    • Ergebnisspalte: Tautologie, Kontradiktion und Erfüllbarkeit erkennen
    • Vergleich: logische Äquivalenz durch identische Spalten prüfen
Abschluss-Check
Teste dich
Frage 1 von 3LeichtWelchen Wert hat P∨Q bei P=f und Q=f?
Lösung: f — Weil keine Teilaussage wahr ist, ergibt f∨f den Wert f.
Frage 2 von 3MittelWerte (P∨Q)∧¬P für P=f und Q=w aus.
Lösung: w — Zuerst erhältst du P∨Q=w und ¬P=w. Die abschließende UND-Verknüpfung ist daher wahr.
Frage 3 von 3SchwerEine Formel mit drei Variablen ist in sieben Zeilen wahr und in einer Zeile falsch. Welche Aussage stimmt?
Lösung: Sie ist erfüllbar, aber keine Tautologie. — Eine wahre Zeile genügt für Erfüllbarkeit. Eine Tautologie dürfte keine falsche Zeile besitzen.

Prüfe zum Schluss: Hast du alle Belegungen notiert, jede Teilformel in der richtigen Reihenfolge ausgewertet und die Ergebnisspalte mit dem passenden Begriff gedeutet?

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