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第三章-命题逻辑的推理理论


2.推理规则 (1)P 规则(前提引入规则)
在推导过程中,前提可视需要引入使用。前提可 以用在证明中的任何步骤上。
(2)T规则 (结论引入规则)
在推导过程中,利用推理定律可引入前面已导出 结论的有效结论。
3. CP规则 (附加前提规则)
(1)欲证: 前提:A1, A2, …, Ak 结论:CB (3)理由: (A1A2…Ak)(CB) (2)等价地证明 前提: A1, A2, …, Ak, C
假言推理
拒取式 析取三段论
(AB)(BC) (AC)
(AB)(BC) (AC) (AB)(CD)(AC) (BD) (AB)(AB)(AA)B
假言三段论
等价三段论 构造性二难 构造性二难(特殊形式)
(AB)(CD)( BD) (AC) 破坏性二难
析取三段论
A B
B
A
构造性二难:
AB CD AC BD
合取引入: A B A B
破坏性二难: AB CD BD AC
(1)推理定律——重言蕴涵式
A (AB) (AB) A 附加律 化简律
(AB)A B
(AB)B A (AB)B A
3.判断推理是否有效的方法(多种) (1)真值表法 (2)等值演算法 (3)主析取范式法
例 判断下面推理是否正确? (1)若今天是1号,则明天是5号. 今天是1号. 所以明天是5号. (2)若今天是1号,则明天是5号. 明天是5号. 所以今天是1号. 解 设p:今天是1号,q:明天是5号. 证明的形式结构采用(2).
第三章 小 结 一、本章的主要内容及要求 1.主要内容 推理的形式结构的不同形式 判断推理是否正确的不同方法 ① 真值表法 ② 等值演算法
③ 主析取范式法
④ 形式证明…
2. 要求

理解并记住推理形式结构的如下形式:
① (A1A2…Ak)B
② 前提:A1, A2, … , Ak
结论:B

熟练掌握判断推理是否有效的不同方法(如真 值表法、等值演算法、主析取范式法等) 牢记P系统中各条推理规则(内容与名称)
P P
③ r
④ (p q ) r
T①②拒取式
P
⑤ (p q )
T ③④拒取式
例 构造下面推理的证明: 2是素数或合数. 若2是素数,则 2 是无理数. 若 2 是无理数,则4不是素数. 所以,如果4是 素数,则2是合数. 用附加前提证明法构造证明 (1)设p:2是素数,q:2是合数,
练习: 3.如果乐队不能演奏摇滚乐或者点心没有 准时送上来,那么新年音乐会就将取消, 并且玛丽会很生气。如果音乐会取消, 那么就要办理退款。没有办理退款。所 以乐队能演奏摇滚乐。
练习: 证明: (1)pq,(qr)r,(ps)s (2) (pq) (qr) p
前提:A1, A2, … , Ak
结论:B
(2)将B当前提,推出矛盾,得证(1)正确 (3)理由: A1A2…AkB (A1A2…Ak)B (A1A2…AkB) 括号内部为矛盾式当且仅当 (A1A2…AkB)为 重言式
例 前提: (pq)r, rs, s, p 结论:q
r: 2 是无理数, s:4是素数
(2)形式结构 前提:pq, pr, rs 结论:sq
(3)证明 ①s ② p r ③ rs ④ ps ⑤ p CP P P T②③假言三段论 T①④拒取式
⑥ p q
⑦q
P
T⑤⑥析取三段论
请用直接证明法证明之
4.归谬法(或称反证法)
(1)欲证 A1A2…AkB
P T (1)蕴含等值式 P T(2) (3) 假言三段论 T(4) 假言异位 P T(5)(6)假言三段论 T(7) 蕴含等值式
例:前提:pq,q(rs),r(t u), pt
结论:u (1)pq
(2)q(rs) (3)p(rs) (4)pt (5)p (6) (rs)
((pq)q)p
(pq)qp
((pq)(qq))p
p q 易知10是成假赋值,故()不是重言式,所以推理不正确.
方法二 主析取范式法 经过演算后可知 () m0m1m3 未含m2, 故()不是重言式.
方法三 真值表法,()的真值表为
p q 0 0 1 1 0 1 0 1 (pq)qp 1 1 0 1
结论(不正确)是对的 方法四 直接观察出10是成假赋值
解(2)答案:推理正确
方法一 真值表法(自己做)
方法二 等值演算法(自己做) 方法三 主析取范式法(自己做)
方法四 P系统中构造证明
证明:(直接证明法)
① pr (前提引入)
T③⑥析取三段论
T⑦附加
② rp ③ qr ④ qp (①置换) (前提引入) (③②假言三段论) 请用附加前 提证明法证 明之
2.在P系统中构造下面推理的证明: 如果今天是周六,我们就到颐和园或圆明 园玩. 如果颐和园游人太多,就不去颐和 园. 今天是周六,并且颐和园游人太多. 所 以我们去圆明园或动物园玩.
结论: B
( A1A2…Ak)(CB)
( A1A2…AkC)B
(A1A2…AkC)B
(1) pq ( 2) p q ( 3) q s (4) p s ( 5) s p (6) pr (7) s r (8) sr
三、构造证明 1.P规则(前提引入规则) 例:前提: (pq) , (pr) ,(qs) ; 结论: sr
若明天是星期一或星期三,我就有课。 若有 课,今天必备课。我今天下午没备课. 所以, 说明天是星期一或星期三是不对的。
构造证明( 1 )设 p :明天是星期一, q :明天 是星期三,r:我有课,s:我备课 (2)形式结构:
前提:(pq)r, rs, s
结论:(p用归缪法)
①q
② rs
结论否定引入
P
③ s
④ r ⑤ (pq)r ⑥ (pq)
P
T②③拒取式 P T④⑤析取三段论 T⑥置换 T①⑦析取三段论 P
请用直接证明法证 明之
⑦ pq ⑧ p ⑨p
⑩ pp
T⑧⑨合取
练习: 1.证明:(pr),qs ,p,q r∧s 2.在自然推理系统中构造下面推理的证明: 若小张喜欢数学,则小李或小赵也喜欢 数学。若小李喜欢数学,他也喜欢物理。 小张确实喜欢数学,可小李不喜欢物理, 所以小赵喜欢数学。
会用附加前提证明法及归谬法

二、练习
1.用不同的方法验证下面推理是否正确. 对于 正确的推理还要在P系统中给出证明.
(1)前提:pq, q 结论:p
(2)前提:qr, pr
结论:qp
解( 1 )答案:不正确。验证答案,需将推理形式结 构改为另一种形式 (pq)qp () 只需证明()不是重言式 方法一 等值演算 (pq)qp
P P T(1)(2)假言三段论 P T(4)化简律 T(5)(3)假言三段论
(7)r
(8) r(t u)
T(6)化简律
P
(9) (rt) u
(10) t
T(8)
T(4)化简律
(11) rt
(12) u
T(7) (10)合取
T(9) (11)析取三段论
例 用直接证明法构造下面推理的证明:
第1.5节 推理理论
本章的主要内容


推理的形式结构
形式证明
1 推理的形式结构 一、何为推理?
1.例 (1)若今天是星期一,则明天是星期二 (2)若ACBD,则AB且CD 2.推理——从前提出发推出结论的思维过程
上例中,(1)是有效的推理,而(2)是无效的 推理.
二、推理的形式结构及证明方法
(4)形式证明
形式证明的推理过程是一个命题序列,其中每个命题 或者是已知命题,或者是由某个前提根据推理规则推 出的结论,序列的最后一个命题是需要论证的结论。
1 推理定律
假言推理
AB A B
附加律
A AB
化简律 AB A
假言三段论
A B B C A C
拒取式 AB B A
(1)设 p:今天是周六, q:到颐和园玩, r:到圆明园玩, s:颐和园游人太多
(3)证明:
① p (q r) ②p ③ q r ④ sq P P T①②假言推理 P
t:到动物园玩
(2)前提:
⑤s
⑥ q
P
T ④⑤假言推理
p(qr), sq, p, s
结论:rt
⑦r
⑧ r t
1.推理的有效性 定义1 设A1, A2, …, Ak, B为命题公式
由前提A1, A2, …, Ak 推出结论B的推理形式表示为 (1)A1A2…AkB (符号表示推出) (2)前提: A1, A2, … , Ak 结论: B
2.推理的形式结构(多种形式)
定义2 若对于每组赋值,或者A1A2… Ak 均为假,或者当 A1A2…Ak 为真时, B 也为 真,则称由前提A1, A2, …, Ak推出B的推理是 有效的(正确),并称B是一组前提A1, A2, …, Ak 的有效结论;否则称推理是无效的(错误 的)。 定理1 命题公式A1, A2, …, Ak 推出B的推理 是有效的当且仅当 A1A2…AkB为重言式
(1)(pq)pq
(2)(pq)qp
证明(1)(用等值演算法) (pq)pq ((pq)p)q pqq 1 由定理1可知推理正确
证明:(2)(用主析取范式法) (pq)qp (pq)qp ((pq)q)p q p (pq)(pq) (pq)(pq) m0m2m3 结果不含m1, 故01是成假赋值,所以推理不正确
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