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Chapter 1 谓词逻辑推理理论 5
【例1】 证明推理"所有的自然数均是实数,3是自 然数,因此,3是实数。"正确。
解 设N(x):x是自然数,R(x):x是实数,则 推理形式化为:
x(N(x)→R(x)), N(3) R(3)
下面进行证明。
(1) x(N(x)→R(x)) 前提引入
(2)N(3)→R(3)
(1)UI
(3)N(3)
前提引入
(4)R(3)
(2)(3)假言推理
【例2】 构造下面推理的证明: 前提 x(F(x)→(G(x)∧H(x))), x(F(x)∧P(x)) 结论 x(P(x)∧H(x))
解 (1) x(F(x)→(G(x)∧H(x))) 前提引入
(2) x(F(x)∧P(x))
前提引入
(3)F(c)∧P(c)
x( M(x) ∨F(x) ∨ G(x) ) Demorgen定律
x( M(x) ∨ G(x) ∨F(x) ) 交换律
x( (M(x) ∧ G(x)) ∨F(x) ) Demorgen定律
x((M(x) ∧ G(x))→ F(x) )
(M(t) ∧ G(t))→ F(t) UI规则(t自由变量)
过教育的人。因此有些受过教育的人是守信用的。 设:M(x):x是人,F(x):x守信用,G(x):x可信赖,
H(x):x受过教育。 前提: x(M(x) ∧ F(x) ∧G(x) ), x(M(x) ∧ G(x) ∧H(x) ) 结论:x(M(x) ∧ H(x) ∧F(x) )
证明:x(M(x) ∧ F(x) ∧G(x) ) 前提
【例3】 设前提为 x yF(x,y),下面 推理是否正确?
(1) x yF(x,y) 前提引入
(2) yF(t,y)
(1)UI
(3)F(t,c)
(2)EI
(4) xF(x,c)
(3)UG
(5) yxF(x,y) (4)EG
解 x yF(x,y)y xF(x,y)的推 理并不正确。取与前面例题相同的解释,则由 x yF(x,y)为真,而y xF(x,y)意为 “存在着最小实数”,是假命题,知推理不正确。 之所以出现这样的错误,是第(3)步违反了 EI规则成立的条件(2), 因为这里的t与c是 有关的。
全称量词消去规则(简称UI规则) Universal Instantiation (UI)
xA( x) A(t )
规则成立的条件: (1)t是任意个体变项或常项。 (2)A(t)中其它约束变元个数与A(x)
中x以外的约束变元个数相同。
全称量词引入规则(简称UG规则)
Universal Generalization (UG)
(5)G(t)
(3)(4)假言推理
(6) xG(x)
(5)UG
(7)xF(x)→ xG(x)
例5 指出下面推理的错误.
证明
(1) xP(x) xQ(x)
前提
(2)
(3) (4) 错! (5) (6) (7)
xP(x)
xQ(x) P(c) Q(c) P(c) Q(c) x(P(x) Q(x))
因为D(7,5)和D(11,5)为假,所以 xD(x,5)为假.
分析有下面的推理过程:
(1) xD(x,5)
前提
(2) D(z,5)
(1);ES
错! (3) xD(x,5)
(2);UG
因此, xD(x,5) xD(x,5).
【例7】在谓词逻辑推理系统中构造下面推理的证明: 没有不守信用的人是可以信赖的。有些可以信赖的人是受
存在量词消去规则(简称EI规则)
Existential Instantiation (EI)
xA( x) 规则成立的条件: A(c)
(1)c是使A(c)为真的某个特定的个体常元。 (2) xA(x)是闭式,且c不在A(x)中出现。
特别需要注意的是,使用这些规则的条件非 常重要,如在使用过程中违反了这些条件就可能导 致错误的结论。
x(M(x) ∧ G(x) ∧H(x) ) 前提
M(c) ∧ G(c) ∧H(c)
EI
M(c) ∧ G(c)
H(c)
(M(c) ∧ G(c))→ F(c) F(c) M(c) ∧ H(c) ∧F(c) x(M(x) ∧ H(x) ∧F(x) )
(1);I1
(1);I2 (2);ES (3);ES (4)(5);I9 (6);EG
因此 xP(x) xQ(x) x(P(x) Q(x))
例6 指出下面推理的错误.
设D(x,y)表示“x可被y 整除” ,个体域 为 { 5,7 ,10 ,11 }.
因为D(5,5)和D(10,5)为真,所以 xD(x,5)为真.
A(t) xA( x)
规则成立的条件:
(1)A(t)在任何解释I及I中对t的任何赋值下均 为真。此处t是自由变量
(2)x不在A(t)中约束出现。
存在量词引入规则(简称EG规则)
Existential Generalization(EG)
A(c) xA( x)
规则成立的条件: (1)c只需是某个特定的个体常量。 (2)x不在A(c)中出现。
(2)EI
(4)F(c)→(G(c)∧H(c))
(1)UI
(5)F(c)
(3)化简
(6)G(c)∧H(c)
(4)(5)假言推理
(7)P(c)
(3)化简
(8)H(c)
(6)化简
(9)P(c)∧H(c)
(7)(8)合取引入
(10) x(P(x)∧H(x))
(9)EG
问题:将这里的 (3)和(4)顺序调换,有什么不一样吗?
【例4】 构造下面推理的证明: 前提 x(F(x)→G(x)) 结论 xF(x)→ xG(x前提证明法。
证明
(1) x(F(x)→G(x)) 前提引入
(2) xF(x)
附加前提引入
(3)F(t)
(2)UI
(4)F(t)→G(t)
(1)UI
谓词逻辑推理理论
谓词逻辑推理理论
在谓词逻辑中,由前提A1,A2,…,An推出结 论B的形式结构仍然是A1∧A2∧…∧An→B。如果此 式是永真式,则称由前提A1,A2,…,An推出结论B 的推理正确,记作 A1∧A2∧…∧An B或者
A1,A2,…,An B,否则称推理不正确。
由于谓词演算是在命题演算的基础上,进 一步加入了谓词与量词的功能,因此容易想到, 命题演算中有关推理演绎的规则基本上适用于 谓词演算,即在命题逻辑中的各项推理规则在 谓词逻辑推理中仍然适用,当然也有些只适用 于谓词演算的概念与规则。