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离散数学第四章 谓词演算的推理理论-假设推理系统


(2) 存在推理定理
如果有
△A1,…,△An,△xP(x),△P(e)├△Q, 其中Q中不含有自由的e,且在推理过程中不对假设中的自由 变元和额外假设中的自由变元实施全规则和存在规则,则有: △A1,△A2,…,△An,△xP(x)├△Q
去“存在 量词”
二、假设推理过程的证明方法
(1) 把待证公式的前件作为假设一一列出,假 设中的全称量词可用全称量词消去规则 消去,存在量词可引入额外假设删除,并 在式子后注明它为额外假设。
假设
(3) P(a)y(D(y)L(a,y)) 额外假设 (4)(P(a)y(D(y)L(a,y))) P(a)
先将( 1 )、( 2 )化简 (5)(P(a)y(D(y)L(a,y)))y(D(y)L(a,y))
(6) P(a)
(7) y(D(y) L(a,y))
公理8 公理9
例1 (p44) 求证:
x(P(x) Q(x))(xP(x)xQ(x))
解: (1) x(P(x) Q(x)) 假设 (2) x P(x) 假设 (3) P(e) Q(e) 额外假设 (4) P(e) 全称量词消去规则 (5) Q(e) (3)(4)分离 (6) Q(e)x Q(x) 公理21+全称量词消去规则 (7) x Q(x) (6)(5)分离 由存在推理定理得: x(P(x) Q(x)),x P(x)├xQ(x) 由假设推理定理得: x(P(x) Q(x))(xP(x)xQ(x))
xA( x ) A(t )
规则成立的条件: (1)t是任意个体变项或常项。
例 考察∀x∃yF(x,y)全称量词消去能不能得 到下式: ∃y F(y,y)

存在量词消去规则
xA( x ) A(c)
规则成立的条件: (1)c是使A(c)为真的特定的个体常元。 (2)xA(x)是闭式。
例 考察∃yF(x,y)存在量词消去能不能得到下 式: F(x,c)
则已知知识翻译为:
(1) x(P(x)y(D(y)L(x,y))) (2) x(P(x)y(Q(y) L(x,y))) 结论翻译为: x(D(x) Q(x))
(1) x(P(x)y(D(y)L(x,y))) 假设 (2) x(P(x)y(Q(y) L(x,y)))
4.1 谓词演算的永真推理系统 4.2谓词演算的假设推理系统 4.2.1 假设推理系统的组成及证明方法 4.2.2 推理过程的推导过程 4.3谓词演算的归结推理系统
例 求证苏格拉底三段论
凡人要死,苏格拉底是人,所以苏格拉底要死。
解: P(e): e是人 D(e): e要死 a:苏格拉底 (1) x(P(x) D(x)) 假设 (2) P(a) 假设 (3) P(a) D(a) 全称量词消去规则 (4) D(a) (2)(3)分离 由存在推理定理得: x(P(x) Q(x)),P(a)├Q(a) 由假设推理定理得: x(P(x) D(x))(P(a)D(a))
例2 (p44) 已知知识:
(1)有些病人喜欢所有的医生; (2)所有的病人均不喜欢庸医; 试证明结论:所有的医生均不是庸医。
例2 (p44)
证明:先把知识翻译为符号公式,
令P(e)表示“e为病人”; D(e)表示“e为医生”; Q(e)表示“e为庸医”; L(e1,e2)表示“e1喜欢e2”;
例 下面推理是否正确?
设前提为∀x∃yF(x,y), (1) ∀x∃yF(x,y) (2) ∃yF(t,y) (3) F(t,c) (4) ∀xF(x,c) (5) ∃yxF(x,y)
前பைடு நூலகம்引入 全称量词消去 存在量词消去 全称量词引入 存在量词引入
解: 推理并不正确。 如果给定解释I:个体域为实数集,F(x,y):x>y。 则 x∃yF(x,y)为真, ∃y xF(x,y)意为“存在着最小实数”,是假命题 ,故知推理不正确。 之所以出现这样的错误,是在第(3)步中, ∃yF(t,y )非闭式(含有自由变元t)。

全称量词引入规则
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。 (2)x不在A(t)中约束出现。
存在量词引入规则
A(c) xA( x )
规则成立的条件: (1)c是特定的个体常元。 (2)x不在A(c)中出现。
第四章 谓词演算的推理理论
全称量词消去规则(7) 全称量词消去规则(9) 公理14
(13)L(a,b) Q(b)
(12)(11)分离 (14)(D(b) L(a,b))((L(a,b)Q(b))(D(b) Q(b))) 公理3 (15)(L(a,b) Q(b))(D(b) Q(b)) (14)(10)分离 (16)D(b) Q(b) (15)(13)分离 (17)x(D(x) Q(x)) 全0规则(16) 最后,把公式翻译为日常语句得结论:所有的医生均不是庸医。
第四章 谓词演算的推理理论
4.1 谓词演算的永真推理系统 4.2谓词演算的假设推理系统 4.2.1 假设推理系统的组成及证明方法 4.2.2 推理过程的推导过程 4.3谓词演算的归结推理系统
一、假设推理系统的组成
(1) (附加前提证明法) 如果Γ,△A├△B, 则Γ├△(AB), 也可表示为: 如果△A1,△A2,…,△An,△A├△B, 则△A1,△A2,…,△An├△(AB)。 依次类推可得定理: ├△(A1(A2(…(An(AB)))…)
xA( x ) A(t )
xA( x ) A(c)
二、假设推理过程的证明方法
(2) 按永真的证明方法进行证明,但此时不能对 假设实施代入。 (3) 待证公式的后件中若有全称量词,可用全0 规则引入,存在量词可由公理21引入。
A(t ) xA( x )
A(c) xA( x )
全称量词消去规则
例 下面推理是否正确?
设前提为∀x∃yF(x,y), (1) ∀x∃yF(x,y) (2) ∃y F(y,y) 解 前提引入 全称量词消去
推理并不正确。 如果给定解释I:个体域为实数集, F(x,y):x>y。 则 ∀x∃yF(x,y)意为“对于每个实数x,均存在着 比之更小的实数y”,这是一个真命题。 ∃yF(y,y)意为“存在着比自己小的实数”,是 假命题。 之所以出现这样的错误,是因为∃yF(x,y) 中有1个自 由变元x, 而∃y F(y,y)中无自由变元。
例 所有羊都吃草,所有死羊都不吃草. 所以,所有死羊都不是羊.
解: 推理如下: (1) ∀x(羊(x) →吃草(x)) (2) ∀x(死羊(x) →吃草(x)) (3) 羊(x) →吃草(x) (4) 死羊(x) →吃草(x) (5) (羊(x) →吃草(x)) →(吃草(x)→羊(x)) 定理 (6) 吃草(x)→羊(x) (7) (死羊(x) →吃草(x)) 传递公理 →((吃草(x)→羊(x)) →(死羊(x) →羊(x))) (8) (吃草(x)→羊(x)) →(死羊(x) →羊(x)) (9) 死羊(x) →羊(x) (10) ∀x(死羊(x) →羊(x))
去掉(7)、(9)中全称量词
(4)(3)分离 (5)(3)分离 全称量词消去规则(2) (8)(6)分离
(8) P(a)y(Q(y) L(a,y))
(9) y(Q(y) L(a,y))
(10)D(b) L(a,b)
(11)Q(b) L(a,b)
(12)(Q(b) L(a,b))(L(a,b) Q(b))
第四章 谓词演算的推理理论
4.1 谓词演算的永真推理系统 4.2谓词演算的假设推理系统 4.2.1 假设推理系统的组成及证明方法 4.2.2 推理过程的推导过程 4.3谓词演算的归结推理系统
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