离散数学第二章
3.量词的否定
3)a)┐(XP(X)) X┐P(X) b)┐( XP(X)) X┐P(X) 证法1: a)‘并非对任意x, P(X)是真’ 等价于‘至少存在一 个x,使P(X)为假’。 b)‘并非存在一个x,使P(X)为真’等价于‘对所有的x, P(X)为假’。 注: (1)从上述公式可以看出,X和X具有对偶性 (将X与X互换,可看出) (2)出现在量词之前的否定,是否定量词。而是否定 被量化了的整个命题。 证法2 返回
一.
谓 词
1.定义:代表客体(描述对象)的变元叫客体(个体)变元。 客体(个体)变元常用x, y, z, u,v…… 表示,刻划客体的性质或几个客体间关系的模 式叫谓词(性质或关系)常用大写字母A, B, …… ,P,Q ,……表示。 例:A表示 ‘是大学生’ 则A(x)表示‘x是大学生’这个命
题变元 B表示 ‘生于’ 则B(x,y)表示‘x生于y’这个命题变 元 C表示 ‘……=…*…’ ,则C(x,y,z)表示‘x=y*z’这个 命题 变元
例2:XP(X) Q(X) 可改为YP(Y) Q(X)
例3:X(A(X)B(X,Y))C(X)D(W) 可改为: X(A(X)B(X,Y) )C(Z) D(W) 注意: Z(A(Z)B(Z,Y) ) C(X) D(W)不可改为: Y(A(Y)B(Y,Y) ) C(X) D(W)
4.量词辖域的扩展和收缩
例2:XY(P(X)→Q(Y )) ( X P(X) → YQ(Y))
证明: XY(P(X)→Q(Y )) XY(┐P(X) Q(Y )) X (┐P(X) Y Q(Y )) X┐P(X)YQ(Y )) ┐ X P(X) Y Q(Y ) X P(X) → YQ(Y)
5.
举例
e.每个建筑物都有一些装饰品
解:设A( X )为‘X是建筑物’ , B(X,Y)为‘X有Y’, C( X ) 为‘ X是装饰品’, 则可译为: X( A(X) → Y( B(X,Y) C( Y ) )
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三.量化断言和命题的关系
1.若论域是有限的,设是{1, 2…,N} 则XP(X) P(1) P(2) … P(N) XP(X) P(1) P(2) … P(N) 2.若论述域是可数无限 则XP(X) 为P(0)P(1) P(2) … P(N) … XP(X) 为P(0)P(1) P(2) … P(N) … 例:(X)(P(X)Q(X)R,(X)(P(X)Q(X)) S(X)是 命题吗?
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第二章第二节目录
第2节 谓词演算的永真公式
一.基本定义 二.谓词演算的基本永真公式
上一节
下一节
一.
基 本 定 义
1.公式A和B在个体域上等价定义:
对公式A和B中的谓词变元(包括命题变元),指派任 一在E上有定义的确定的谓词,指派E中任一确定的个 体,若所得命题有相同的真值,称在E上AB。
2.A与B等价定义: 若两公式A,B在任意论述域上都等价,称AB。 3 返回目录
A(x),B(x,y),C(x,y,z)称为谓词
一.
谓 词
2.定义:有N个客体变元的谓词称为N元谓词 客体的取值范围叫论域 例:论述域a{人},b{人,地名},c{实数,实数,实数} 注意:空集不能作为论述域 若A代表一特定谓词,A称为谓词常元。 若A 代表任意谓词,A称为谓词变元。 注:(1)单独的客体或单独的谓词不能构成命题 (2)在谓词命名式中,若谓词是常元,个体变元代以 论述域中某客体才成为命题 (3)命题是0元谓词
4.量词辖域的扩展和收缩
4)a.XA(X)P b.XA(X)P c.XA(X)P d.XA(X)P X(A(X)P) X(A(X)P) X(A(X)P) X(A(X)P)
这里P是不含自由变元X的谓词公式。 证明:a.因P的值与x无关。若P为真,等价式两边都真。 若P为假,两边也都为XA(X)。
二.
3.量词的作用
量 词
在P(x),P(x,y)前加上x或x,称变元x被存在量 化或全称量化。 将谓词F(x)变成命题有两种方法。 a.将x取定值 例:F(x)表示‘x是质数’,那么F(4)是命题(假)
b.将谓词量化 例:1). xF(x) F(x):任意的x是质数 2). y(y<y+1) 3). y(y<y+1) 返回目录
解:设F(x)为‘x是犯错误’,M(x)为‘x是人’,则 译为: ┐(x (M(x) ┐F(x))) b. 某些人对某些食物过敏 解:设F(x,y)为‘x对y过敏’,M(x)为‘x是人’, G(x)为‘x是食物’,则译为: x y (M(x) G(x) F(x,y)) 返回
5.
举 例
c.尽管有人聪明,但未必一切人聪明 解:设M(x)为‘x是人’,F(x)为‘x聪明’则译为: x(M(x)F(x))┐x(M(x)→F(x)) d.如果X>Y,并且Z > 0,那么XY>YZ 解:设 > ( X,Y ) 为‘X>Y’,R( X )为‘X是实数’ 则译为 : XYZ(R(X)R(Y)R(Z)→ ((>(X,Y)>(Z,0))→>(XY,YZ)) 返回
作业讲评:第一大题要写出证明。证明过程要写根据。
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四.
1.原子公式
谓 词 公 式
定义:不出现命题联结词和量词的谓词命名式 P(X1, X2…Xn)称为谓词原子公式。
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2. 谓词演算的合式公式
谓词演算的合式公式简称谓词公式 定义: 1)谓词原子公式是谓词公式 2)若A, B是谓词公式,则 (┐A),(AB),(AB),(A→B),(AB), (XA)和(XA)是谓词公式 3)只有有限次应用步骤1)和2)构成的公式才是谓词 公式 注:由定义知,命题公式也是谓词公式 例:XR(X) ┐( XR(X) ) (XR(X)→ XS(X) ) ┐( XR(X) XS(X) ) AB C 命题公式均是谓词公式 返回目录
3.约束变元改名规则
1.若要改名,则该变元在量词及该量词的辖域中的所有 出现须一起更改。 2.改名时所选用变元必须是量词辖域内未出现的,最好 是公式中未出现的。
注:对自由变元换名,可称为代入 例 返回目录上一页26 下一页28
3.约束变元改名规则
例1:X(P(X,Y)→YR(X,Y) ) 可改为 X(P(X,Y)→ZR(X,Z) )
定义:在量词X,X辖域内变元X的一切出现叫约束出 现,称这样的X为约束变元。 变元的非约束出现称为自由出现,称这样的变元 为自由变元。
例
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2.自由变元与约束变元
例:指出下列谓词公式中的自由变元和约束变元。 并指明量词的辖域 a.X(P(X) R(X) )→XP(X) Q(X) 解:表达式中的X(P(X)R(X))中X的辖域是 P(X) R(X),其中的X是约束出现 Q(X)中的X是自由变元 b. X(P(X,Y)→YR(X,Y) ) 解:其中的P(X,Y)中的Y是自由变元,X是约束变元, R(X,Y)中的X,Y是约束变元。 注:在一个公式中,一个变元既可以约束出现,又可以 自由出现。为避免混淆可用改名规则对变元改名。 返回
例: ┐Q(X) ┐ XP(X) ┐(Q(X) XP(X)) 返回
2.含有量词的永真谓词公式
1).XA A XA A 这里A不含自由变元X 例 XP(y,z) P(y,z) 但是:yP(y,z) P(y,z)(不一定成立) 2).a.XP(X) P(Y)或XP(X) P(X) b.P(Y) X P(X)或P(X) P(X) c.XP(X) XP(X) 证: a.对XP(X)为真,则对某一具体Y,P(Y)为真 b.对某一确定的Y,P(Y)为真,即则存在一X,使 P(X)为真 c.XP(X) P(X) X P(X) 2) 返回
五. 自由变元与约束变元
1.量词的辖域 定义:量词的辖域是邻接量词之后的最小子公式,故除 非辖域是个原子公式,否则应在该子公式的两端 有括号。
例:XP(X)→Q(X) X的辖域是P(X)
X(P(X,Y)→Q(X,Y) ) P(Y,Z) X的辖域是P(X,Y)→Q(X,Y)
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2.自由变元与约束变元
二谓词演算的基本永真公式
1.命题演算的永真公式也是谓词演算的永真公式 2.含有量词的谓词演算的永真公式 3.量词的否定 4.量词辖域的扩展和收缩 5.结束量词的分配公式 6.量词对→及的处理 7.关于多个量词的永真式
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1. 永真谓词公式
1. 永真命题公式也是永真谓词公式
例: XP(X)→XR(X) ┐XP(X) XR(X)
第二章第一节目录1
第二章谓词逻辑 第一节谓词和量词
一.谓词 二.量词
1. 全称量词x 2.存在量词x 3.量词的作用 4.全总个体域 5.举例 三.量化断言和命题的关系
上一节
第6节目录第2部分
第二章第一节目录2
第二章谓词逻辑 第一节谓词和量词
四. 谓词公式 1.原子公式 2. 谓词演算的合式公式 五. 自由变元与约束变元 1.量词的辖域 2.自由变元与约束变元 3.约束变元改名规则
二.
1.全称量词x
量 词
x读作‘对任意x’ xP(x)表示‘对一切x,P(x)为真’ ┐x┐P(x)表示 ‘并非对任意x, ┐P(x)是真’
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二.2.存在量词x量 词x读作‘至少有一x’,‘存在一x’ x ┐P(x)表示 ‘存在一x,使┐P(x) 为真’
┐x ┐P(x)表示 ‘并非存在一个x,使┐ P(x)为真’ 返回目录
一.
基 本 定 义
3.对任一公式A,若在论述域E上,对A中的谓词和个体变 元进行指派后(个体变元与谓词变元的所有组合),所得 命题: 1)都真。称A在E上永真或在E上有效,若E任意,称A永真。 2)至少一个为真,称A在E上可满足。 3)都假,称A永假或在E上不可满足。 若E任意,称A永假或不可满足。 注:当谓词公式A的个体域有限,谓词变元的指派也有限, 才能用真值表判定A是否为永真。 例 返回