数理逻辑(讲义)(3)

2019-04-22 22:32

(逻辑)语义等价:若A,B构成的等价式A?B为重言式,则称A与B是等值的,或语义等价。记作A?B。

用真值表判断公式的等值(在所有赋值下验证) 例: ?(p?q)?(?p??q)

(逻辑)语义蕴含:若公式A?B为重言式,则称A蕴含B。记作A?B。表示:若A为真命题,则B为真命题。

逻辑的主要任务是研究逻辑推理。 命题公式的规范表示:

合取范式: CNF公式。 析取范式: DNF公式。

文字:变元或变元的否定统称为文字。x,?x 子句:文字的析取称为子句。C?L1?L2?......?Ln。 子句C中所含文字的个数n 称为子句长度。

CNF公式:子句的合取称为CNF公式。F?C1?C2?......?Cm。 公式F的(大小)规模定义为。|F|?|C1|?|C2?......?|Cm|。 k-CNF公式: 公式F中每个子句的长度?k。

Horn子句:出现在C?L1?L2?......?Ln中的正文字个数至多为1。

DNF公式:

(1) 项:文字的合取称为项。C?L1?L2?......?Ln。 (2) DNF公式:项的析取称为DNF公式。

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定理.设F为一个命题公式,则存在公式F1和F2, 使得F?F1, F?F2. 其中,F1为CNF公式,F2为DNF公式。

范式的唯一性——主范式 p,q形成的极小项与极大项

p,q,r形成的极小项与极大项

联结词的完备集: 能表示任意布尔函数的联结词集合。

设S是一个联结词集合,如果任何n(n≥1)元真值函数都可以由仅含S中的联结词构成的公式表示,则称S是联结词完备集。 定理. S={┐,∧,∨}是联结词完备集。 例:{?,?,?},

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{?,?},{?,?}。

所有2元真值函数

逻辑推理:?|?A

设A?Form(LP),??Form(LP)。若对于任一赋值v, 如果?v?1,则Av?1, 称由?逻辑可推A。记为: ?|?A。

若A|?B且B|?A,称A与B逻辑等价。记为:A|?|B。 注意:若?不可满足,则对任意的A,均有?|?A。 证明方法:证?|?A。

v证明:假定任意赋值v, 使得??1,验证A?1。

v反证法: 假定?|?A,由存在一个赋值v, 使得?v?1,但A?0。然后导出矛盾。

定理1.(1) A1,......,Anv|?A?(A1?A2?......?An)|?A

(2) A1,......,An|?A?|?(A1?(A2?(......(An?A)......)

定理2. (等值替换定理)

设F为一个命题公式,A是出现在F中的一个子公式,A|?|B。F'是将B替换F中的部份A得到的公式,则 F|?|F'。

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语义证明方法

一、王浩算法

原理:将A1,......,An|?B的证明转换为证明(A1?......?An)?B为重言式。 子句格式:

(a?b?c??d??e)(a?b?c)??(d?e)(d?e)?(a?b?c)

串格式:d,e?sa,b,c

重言子句的串格式:d,a?sa,b,c,对应a?b?c??d??a 公理格式:A,??A,?。 前项规则:

??: 若?,?A??,则??A,? ??: 若?,A?B??,则?,A,B?? ??: 若?,A?B??,则?,A??或?,B?? ??: 若?,A?B??,则??A,?或?,B?? ??: 若?,A?B??,则?,A,B??或??A,B,?

后项规则:

??: 若???,?A,则A,??? ??: 若???,A?B,则???,A或???,B ??: 若???,A?B,则???,A,B ??: 若???,A?B,则?,A?B,? ??: 若???,A?B,则?,A?B,? 或B,??A,?

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证明形式:

以一个起始串为树根,按规则消去联结词。当串为公理形式时,不再往下做。如果证明树的每个叶结点均为公理形式,则原公式为重言式(或矛盾式)。 证F为重言式:起始串为 ?F 要证: A1,......,An|?B。

即证: F:?(A1?......?An)?B为重言式。 证明起始串取为: A1,......,An?B。 例:证明A?(B?C),A?B|?A?C (1)A?(B?C),A?B?A?C (2)(1-1)A?(B?C),A?B,A?C (3)(2-1)A?(B?C),A?C,A (公理) (4)(2-2)A?(B?C),A,B?C(待分解) (5)(4-1)A,B?C,A (公理)

(6)(4-2)A,B,(B?C)?C(待分解) (7)(6-1)A,B?C,B(公理) (8)(6-2)A,B,C?C(公理)

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