Calculabilité et logique - Agrégation de mathématiques option informatique

ENS Rennes - Année 2019-2020

Poly du cours de calculabilité
Poly du cours de logique

Mardi 24 septembre 2019, 16h

Machines de Turing

Définitions machines de Turing déterministes, non-déterministes. Langages acceptés. Langages décidés. Equivalence entre machines à k-rubans et un ruban. Equivalence entre machines déterministes et non-déterministes (lemme de König). Classe R et RE. Enumérateurs.
Simulateur d'une machine de Turing déterministe

Indécidabilité

Classes R et RE. Décidabilité et indécidabilité. Problème de l'arrêt. Machine universelle (simulation d'une machine passée en entrée). Problème de correspondance de Post. Théorème de Rice.
Discussion sur P et NP.
Mardi 1er octobre 2019, 14h

Théorie de la complexité

Classe P et NP. NP-complétude. Réduction en temps polynomiale. PSPACE. Théorème de Savitch. QBF. QBF est PSPACE-complet
Catalogue de réductions
Mardi 18 octobre 2019, 14h

Séance de développements

DEV : Quelques problèmes indécidables sur les grammaires algébriques
DEV : 2SAT est dans P
Indécidabilité de la logique du premier ordre
Mardi 6 novembre 2018, 14h

Théorie de la complexité

DEV : 3-coloration est NP-complet
DEV : Chemin hamiltonien est NP-complet
LOGSPACE et NLOGSPACE. Problème d'accessibilité. Théorème d'Immerman-Szelepcsényi (NL= coNL).
mardi 13 novembre 2018, 14h

Théorie des fonctions récursives

Vidéo sur les fonctions primitives récursives
Exemples de fonctions récursives
D'autres exemples. Codage de couple d'entiers. Fonctions mu-récursives.
Equivalence entre fonctions récursives primitives et le langage de programmation FOR
Equivalence entre fonctions mu-récursives partielles et le langage de programmation WHILE
Equivalence entre fonctions mu-récursives et machines de Turing.
Fonctions mu-récursives vers machines de Turing, que l'on peut alors simuler dans le simulateur
Mardi 20 novembre 2018, 14h

Logique propositionnelle

Syntaxe, sémantique. Formules et circuits. Théorie, Conséquence sémantique, SAT, VALIDE. Formes normales. HORN-SAT. 2SAT. Diagramme de décision binaire.
Vendredi 30 novembre 2018, 14h

Séance de développements

Bijection p.r. avec réciproque p.r.
Fonction d'Ackermann n'est pas p.r.
DPLL et apprentissage de clauses. Outil en ligne : Solveur SAT en ligne.
Mardi 4 décembre, 14h-16h

Logique du premier ordre

Modèles. Syntaxe, sémantique. Variables libres/liées. Satisfiabilité, validité, conséquence sémantique. Model checking. Problème de satisfiabilité et problème de validité
Théories. Exemples de théories.
Mardi 8 janvier, 14h-16h

Séance de développements

Démonstration du théorème de compacité en logique propositionnelle comme application du théorème de Tychonoff.
La théorie des ordres denses est complète.
La théorie de Presburger est décidable.
Mardi 15 janvier, 10h15

Déduction naturelle

Présentation des règles. Règles. Exemples de preuves. Correction et complétude.
Conséquences : FO est dans RE, théorème de compacité, théorème de Lowenheim-Skolem, modèles non standards.
Mardi 22 janvier, 10h15

Séance de présentations et développements

Exemple de preuve en déduction naturelle avec présentation à la Fitch.
Démonstration de complétude de la déduction naturelle.

Calcul des séquents et résolution en premier ordre

Survol des notions.
Vendredi 25 janvier, 14h

Calcul des séquents

Exemple d'arbres de preuve.

Résolution en premier ordre

Complétude de la résolution en calcul propositionnel (développement). Exemple de preuves. Unification. Correction. Modèle de Herbrand. Complétude. Complétude : lemme de relèvement. Algorithme d'unification : terminaison, correction.