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数理逻辑


2. 一个合取范式是重言式当且仅当 它的每个简单析取式都是重言式 。
1 消去→和↔,将公式中的联结词化归成 ∧,∨及┐。 2 利用德· 摩根定律将┐向内移。 3 利用分配律,结合律将公式归约为合取 范式或析取范式。

定理:任意命题公式都存在与之等值的析
取范式和合取范式。
析取范式或合取范式不是唯一的。

等价联结词
双条件↔:读作“当且仅当”; 当P和Q的真值相同时,P ↔Q的真值为T,否 则P ↔Q的真值为F。 P与Q互为充分必要条件。 例 P:今天是星期五。 Q:今天是9月1日。 P ↔ Q :今天是9月1日当且仅当今天是星 期五。 不顾P与Q的因果关系,只要P与Q的值同真或 同假, P↔Q的值就为真,否则为假。
设P, Q为任意两个命题公式, P Q的充分 必要条件是 P Q且Q P.
不可兼析取 P Q ( P Q) 条件否定 与非 或非
c P) P Q ( P Q)
最小联结词组
设S是一个联结词集合,如果任一命题公式 都可以用仅含S中的联结词的命题公式等价 代换,则称S为最小联结词组。

条件→:当且仅当P的真值为T,Q的真值为F时, P → Q的真值为F,否则P → Q的真值为T。 P → Q读作“若P则Q”或“如果P,那么Q” 称P为前件(前提),Q为后件(结论)。 P → Q表示的逻辑关系是,Q是P的必要条件, 或P是Q的充分条件。 例 P:今天是星期五。 Q:今天是9月1日。 Q→P:如果今天是9月1日那么是星期五。 注意:数理逻辑中P和Q不一定有内在联系,当 前件P为假时, P → Q为真。

析取联结词
与自然语言中的“或”意思有区别。 今天晚上我在家看电视或者去剧场看戏。
(排斥或)
他学过英语或法语。(可兼或)
他昨天做了二十或三十道习题。(原子
命题)
数理逻辑中的“或”, P ∨ Q,是可兼或。 允许P与Q同时为真。
将下列命题符号化
李萍要么聪明,要么用功。 李萍虽然聪明,但是不用功。 李萍不但聪明而且用功。 李萍不是不聪明,而是不用功。 张帆和李萍是好朋友。
置换规则:设 ( A)是含公式A的命题公式, ( B) 是用公式B置换( A)中A的所有出现后得到的命 题 公式。若A B,则( A) ( B).
例 判断下列公式的类型

定义:
当且仅当P Q是一个重言式时, 我们称“P蕴含Q”, 并记作P Q。

P→Q 不是对称的。称Q →P为其逆换式, ┐P→ ┐Q 为其反换式, ┐Q → ┐P为其逆反式。 等价式与蕴含式之间的关系

推演主析取范式的步骤
化归为析取范式 除去析取范式中所有永假的析取项。 将析取式中重复出现的合取项和相同的变元合 并。 对合取项补入没有出现的命题变元,即添加(P ∨¬P)式。然后应用分配律展开公式。
离散数学是现代数学的一个重要分支 随着计算机科学的发展逐步建立 以研究离散量的结构和相互间的关系为主要目 标。 与连续性数学的区别与联系 参考文献:

教材与参考书
屈婉玲、耿素云、张立昂,离散数学及其应 用,高等教育出版社。 左孝陵、李为鑑、刘永才,离散数学,上海 科学技术文献出版社。 耿素云、屈婉玲、张立昂,离散数学(第五 版),清华大学出版社。 屈婉玲、耿素云、张立昂,离散数学学习指 导与习题解析,高等教育出版社。
P Q ( P Q) (Q P) P Q P Q
P Q (P Q) P Q (P Q)
任意命题公式都可以由 仅包含{,}或{, }的 命题公式代换。
简单析取式:仅由有限个命题变元或其否定 构成的析取式,称为简单析取式。
简单合取式:仅由有限个命题变元或其否定 构成的合取式,称为简单合取式。

命题演算的合式公式(wff),规定为 (1)单个命题变元本身是一个合式公式。 (2)如果A是合式公式,那么┐A是合式公式。 (3)如果A和B是合式公式,那么 (A∧B),(A∨B),(A→B)和(A↔B)都是合式公式。 (4)当且仅当能够有限次地应用(1),(2),(3)所 得到的包含命题变元,联结词和括号的符号串 是合式公式。

数理逻辑(命题逻辑与谓词逻辑) 集合论(函数与关系) 图论 组合数学 代数结构 格和布尔代数

用数学方法(符号体系)来研究推理的规律 1847年, 《逻辑的数学分析》; 在自动控制、程序设计、人工智能、计算机科 学等领域有广泛应用 两个最基本内容——命题逻辑和谓词逻辑
第二章 命题逻辑等值验算
等价公式
设A, B是两个命题公式,若 A B为重言式, 则称A与B是等值的,记作 A B。有时也称 A与B等价。
若A B,则它们在所有赋值下 的真值都相同。
注意:A B与A B的区别
判断等价式的方法——真值表法、等价代换法
命题定律
1、双重否定律 A A 2、幂等律 A A A A A A

第一章 命题逻辑基本概念
命题:能表达判断,具有确定真值的陈述句。 (1)6是质数。 (2)如果6是偶数,那么3是奇数。 命题的真值: 判断的结果 真值的取值: 真与假 真命题: 真值为真的命题 假命题: 真值为假的命题

注意: •任何命题的真值都是唯一的。
•感叹句、祈使句、疑问句都不是命题。
析取联结词
析取∨:两命题P和Q的合取是一个复合命题 ,记作P ∨ Q。读作“或 ”。 真值:当且仅当P,Q同时为假时, P ∨ Q为 假,否则为真。 是二元运算符。 析取式P ∨ Q表示的是一种相容性或。即允 许P与Q同时为真。 例 P:今天是星期五。 Q:今天是9月1日。 P ∨ Q :今天是9月1日或者是星期五。
13、等价等值式 A B (A B) (B A) 14、假言易位 A B B A 15、等价否定等值式 A B A B 16、归谬论 (A B) (A B) A

命题定律: 其中的A、B、C为任意命题或命题公式; 用真值表验证。

命题公式的分类

给定一命题公式,若无论对分量作怎样的指派, 其对应的真值永为T,则称该命题公式为重言 式或永真公式。 给定一命题公式,若无论对分量作怎样的指派, 其对应的真值永为F,则称该命题公式为矛盾 式或永假公式。 给定一命题公式,若至少存在一组指派,使得 其对应的真值为T,则称该命题公式为可满足 式。 重言式一定是可满足式,但反之不真。

命题公式与翻译
命题公式没有真假值,不是命题。 不是由命题变元、联结词、括号组成的字符串 都能成为命题公式。 自然语言中的联结词要根据具体含义翻译。 符号化表示不是唯一的。 列出真值表来进一步分析检验。

符号化复合命题的步骤
1. 分析出各简单命题,将其符号化。 2. 使用合适的联结词,把简单命题逐个联结 起来。必要时可使用括号。括号一定要成对出 现。
(3)~(7)都不是命题
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命题的类型
原子命题(简单命题):不能分解为更简单的陈述句 复合命题:由联结词,标点符号和原子命题复合构成
命题的表示——命题标识符 用英文字母A, B, …或p, q, r …表示简单命题 用数字表示表示命题,如[12] 例如 p:2是素数。 [1]: 雪是黑色的。 命题的真值:用“1”或“T”表示真,用“0” 或“F”表示假
3、交换律 A B B A A B B A 4、结合律 ( A B) C A ( B C ) ( A B) C A ( B C ) 5、分配律 A (B C) (A B) ( A C) A (B C ) (A B) ( A C) 6、德摩根律 (A B) A B (A B) A B

命题常量与命题变元
命题常量:表示确定命题的命题标识符 命题变元:表示任意命题的位置标志 命题变元不是命题 因为命题变元可以表示任意命题,所以不能 确定真值。 当命题变元P用一个特定命题取代时,P才能确 定真值。这时也称对命题变元P进行指派。

在数理逻辑中,复合命题是由原子命题 与逻辑联结词组合而成的。 例如: 3不是偶数。 如果今天天气好,我就去散步。 2是素数和偶数。 林芳学过英语或日语。
性质 1.一个简单析取式是重言式当且仅当 它同时含一个命题变元及其否定。
2. 一个简单合取式是矛盾式当且仅当 它同时含一个命题变元及其否定。
析取范式:仅由有限个简单合取式构成的 析取式,称为析取范式。
合取范式:仅由有限个简单析取式构成的 合取式,称为合取范式。
性质 1.一个析取范式是矛盾式当且仅当 它的每个简单合取式都是矛盾式。
主析取范式
设有n个命题变元,若在简单合取式中每个命 题变元与其否定有且仅有一个出现一次,则这 样的简单合取式称为极小项。 一般地,n个命题变元可产生2n个极小项。 思考:若要使极小项的赋值为真,应对各命题 变元怎样指派?

主析取范式
如果公式A的析取范式中的简单合取式全是极 小项,则称该析取范式为A的主析取范式。 任何命题公式都有唯一的主析取范式。 主析取范式可以判断两命题公式是否等价。 求主析取范式的方法:真值表法,等价公式法 真值表法:在真值表中,一个公式的真值为T 的指派所对应的的极小项的析取,即为此公式 的主析取范式。
命题定律
7、吸收律 A (A B) A A (A B) A 8、零律 A T T A F F 9、同一律 A F A A T A
10、排中律 A A T 11 、矛盾律 A A F 12、蕴含等值式 A B A B

运算优先级: ┐;∧,∨;→, ↔;
有括号先算括号, 相同联结词按从左到右顺序计算
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