数理逻辑(讲义)(2)

2019-04-22 22:32

(1) f(0)?g(0). (2) f(n')?h(f(n)).

定理2(递归原理)对于给定的函数g和h,能唯一定义N上一个函数f满足上述递归条件。 一般集合S的归纳定义:

(1) 指定一个集合M。(基元,生成元)

(2) 指定k个函数g1,g2,.....,gk为生成函数.分别为n1,n2,.....,nk元函数。 归纳生成集合S:S:??M,{g1,g2,.....,gk}?。 归纳定义. 集合S是满足如下条件的最小集合T: (1)M?T 。

(2)对于每个1?i?k,

如果x1,.....xn?T,则gi(x1,.....xn)?T。

ii设h,h1,......,hk为k+1个己知基函数:

h:M?Shi:Sni?S(i?1,2,...,k).

递归原理定义S上的一个函数f:

f(x):?h(x)(x?M)f(gi(x1,.....xn)):?hi(f(x1),.....,f(xn))(i?1,2,...,k)

ii定理3(递归原理)对于给定的函数h,h1,......,hk,能唯一定义S上一个函数f满足上述递归条件。

归纳集生成系统:S:??M,{g1,g2,.....,gk}?。 递归函数生成系统:S:??S,{h,h1,h2,.....,hk}?。

S:??M,{g1,g2,.....,gk};{h,h1,h2,.....,hk}?

例:自然数(算术)系统

N:??{0},{s};{c0,?,*}?.x'?s(x)?x?1,c0(x)?0

5

第二章 经典命题逻辑

命题定义:具有明确真假值的(对象)陈述。

简单命题:最小命题。(最简单,不可分解,原子,……) 复杂命题:借助联结词组合后命题小命题。 组合方式:

(1)一元:否定、不、非。 (2)二元:

或;且;如果…,则…;除非;当…,才有…; 仅当…,才有…。等等。

描述缺陷:自然语言。(非通用标准语言) 形式语言:命题语言LP。(通用) 字母表:0,1,p,q,r,……。 运算符:?,?,?,?,?。

真---1;假---0。

命题公式的生成:(归纳定义命题公式集Form(LP))

PP(1)(归纳基):Atom(L)?{p,q,r,......}?Form(L)。

(原子命题公式集)

P(2)(归纳定义):如果A,B?Form(L),则

?A,(A*B)?Form(LP)。其中,*?{?,?,?,?}。 (3)Form(LP)只含通过有限次使用(1)(2)得到的符号串。 结构归纳法:将Form(LP)类比自然数集N。 设P为一个性质,P(x)对表示x具有性质P。

类似于数学归纳法,引入关于Form(LP)上的某个性质(结论)P是否成立(真)的结构归纳法。

(1)(归纳基) P关于原子命题公式成立。(归纳基)

(2)(归纳步) 对A,B?Form(LP),假定P关于命题公式A、B成立。验证:P关于命题公

6

式?A,(A*B)成立。其中,*?{?,?,?,?}。 语义解释:命题公式的解释(赋值)。

对原子命题公式的解释:(形式上是一个映射)

v:Atom(LP)?{0,1}。称为一个赋值。

理解为:p在v下被解释为pv?{0,1}。pv?v(p) 0表示“假”。1表示“真”。

基于这样的解释系统,命题逻辑只研究具有明确真、假区分的对象。这就是命题限制到具有明确真、假意义的陈述语句的根本原因。 对联结词运算符号的解释:

p 0 1 p 0 0 1 1 q 0 1 0 1 ?p 1 0

p?q 0 1 1 1 p?q 0 0 0 1 p?q 1 1 0 1 p?q 1 0 0 1

对命题公式的解释:对于一个公式A,在一个赋值v下总可以计算出它的真值:Av?{0,1}。(归纳计算)

(1)pv?{0,1}.?1ifpv?0(2)(?p)??. v0ifp?1??0ifAv?Bv?0v(3)(A?B)??.o.w.?1v 7

?1ifAv?Bv?1(4)(A?B)??.o.w.?0v?0ifAv?1andBv?0(5)(A?B)??.

o.w.?1v?1ifAv?Bv(6)(A?B)??.o.w.?0v命题公式A的真值表:在所有可能的赋值v下,将取值结果列入表中。 如: (┐p∧q)→┐r的真值表

可满足性:公式A是可满足,如果至少存在一个赋值v使A取真。

如果公式A含有n个变元,验证公式A的可满足性需要对2个赋值逐一验证。直观上需要指数验证时间。

可满足性判定问题(SAT问题): 实例:一个命题公式A。

询问:是否存在一个赋值v使A取真(满足A)? 验证算法存在!

重言式:A每一个赋值下取值均为真。 矛盾式:A每一个赋值下取值均为假。

8

n SAT问题的在计算机科学中的地位:

SAT问题是计算机科学中的核心问题。曾被著名美籍华人数理逻辑学家王浩称为“当代数理逻辑和理论计算机的第一问题”。

计算机科学家们一直都在寻求各种快速策略和方法改进求解SAT问题。现已证明:工程技术、军事、人工智能、并发控制、交通运输等领域中的诸多重要问题(如程控电话的自动交换,大型数据库的维护,大规模集成电路的自动布线,软件自动开发,机器人动作规划等)都涉及到SAT问题。

SAT问题是NP完全问题。从理论上说,SAT问题不能在多项式时间内解决,直观上它超出了现代计算机的能力。所以,SAT问题是计算机科学技术发展中的“瓶颈”问题。

从理论上讲,可满足性判定问题是NP完全的,然而在实际应用中,并非每一个CNF公式的可满足性问题的判定都需要指数时间。根据统计分析,对于3-CNF公式而言,出现在公式中的子句数与变元数之比是一个重要的参数,当公式的这个参数在4.25附近时,公式的可满足性的判定的确难。但是,当公式的这个参数远离4.25时,公式的可满足性的判定有可能在多项式时间内就可以完成。

约束满足性问题(CSP问题):q?CSPW n 个变元:u1,......,un。

m 个q元函数:?i(ui1,......,uiq):Wq?{0,1}。

可满足性:(?v?(a1,......,an)?Wn)(?i)[?iv(ai1,......,aiq)?1]。 (CSP问题):q?CSPW

实例:一个约束??{?1,......,?m}。

询问:是否存在一个赋值(a1,......,an)?Wn使得(?i)[?iv(ai,......,ai)?1]?

1q(回到命题公式讨论)

重言式一定是可满足式,但反之不真。因而,若公式A是可满足式,且它至少存在一个成假赋值,则称A为非重言式的可满足式。

(1) 若真值表最后一列全为1,则公式为重言式。 (2) 若真值表最后一列全为0,则公式为矛盾式。

(3) 若真值表最后一列中至少有一个1,则公式为可满足式。

9


数理逻辑(讲义)(2).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:中考数学核心知识专题练习10〔动点路径(轨迹)问题〕

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: