离散数学知识点总结(1)-命题逻辑

一、命题

命题:陈述句,有唯一真值/非真既假(不一定知道)

简单命题/命题常元:真值确定。

命题变元p:常用来表示命题。只有明确表示某个命题时才有具体的含意和确定的真值。

命题联结词/命题运算符:否定联结词┐、合取联结词、析取联结词、蕴含联结词→、与非联结词、或非联结词

p→q:当且仅当p真q假时,p→q为假(因此它和p∨q等值)。即p为假时,p→q必定为真

:当且仅当、充要条件、反之亦然

、命题公式

命题公式/命题形式/合式公式/公式

1)可满足式:非重言的可满足式

重言式/永真式

2)矛盾式/永假式(不存在成真指派)

命题公式不是命题,只有当公式中的每一个命题变项都被赋以确定的真值时,公式的真值才被确定,从而成为一个命题。 

三、命题逻辑的等值演算

AB:A和B有等值关系。对任意真值指派,A与B取值相同。AB为永真式。

等值关系一般通过真值表法或者等值演算法得到。

而不等值,只能通过真值表法,找到某个真值指派使得一个为真一个为假

德摩根律:┐(A∨B)A∧B、┐(A∧B)A∨B

蕴含等值式:A→BA∨B

吸收律:A∨(A∧B)A、A∧(A∨B)A

归谬式(A→B)∧(A→┐B)A

 

例题

p→(qr)

┐p∨(q∨r)

(┐pq)∨r

(p∧q)∨r

(p∧q)r

、范式

由有限个文字的析取所组成的公式称为析取式;由有限个文字的合取所组成的公式称为合取式

形如A1∨A2∨…∨An的公式称为析取范式DNF(其中Ai为合取式);形如A1A2An的公式称为合取范式CNF(其中Ai为析取式)

任一命题公式都存在着与之等值的析取范式和合取范式,但析取范式和合取范式可能不是惟一的。

极小项q1∧q2∧…∧qn:一共2n种解释每个极小项只在一个解释下为真。每个极小项对应一个二进制数,该二进制数正是该极小项真值为真的指派,即m0可表示┐q1∧┐q2∧…∧┐qn

极大项q1q2qn:一共2n种解释每个极大项只在一个解释下为假。每个极大项对应一个二进制数,该二进制数正是该极小项真值为假的指派,即M0可表示q1∨q2∨…∨qn

mi∧mjF

Mi∨MjT

mi┐Mi

若由n个命题变项构成的析取范式中所有的合取式都是极小项,则称其为主析取范式。 

若由n个命题变项构成的合取范式中所有的析取式都是极大项,则称其为主合取范式。

例题:

(p∨q)(p∧q)

((p∨q)(p∧q))∨((p∨q)∧┐(p∧q))

(┐p∧┐q∧p∧q)∨((p∨q)(┐pq))

((p∨q)(┐pq))

⟺(p∧┐p)∨(p∧┐q) ∨(q∧┐p)∨(q∧┐q) 

(p∧┐q) ∨(q∧┐p) 为析取范式

(p∨q)(p∧q)

((p∨q)(p∧q))((p∧q)→┐(p∨q))

((p∨q)(p∧q))((p∧q)∨┐(p∨q))

((p∨q)(p∧q))((┐p∨┐q)(┐p∧┐q))

(p∨q)(┐pq)为合取范式

 

⭐️例题:

((p∨q)→r)→p

要求主析取范式首先要求得析取范式为p∨(q∧┐r)

⟺( p∧(┐q∨q)∧(┐r∨r) )∨( (┐p∨p)∧(q∧┐r) ) 

⟺(p∧┐q∧┐r)∨(p∧┐q∧r)∨ (p∧q∧┐r)∨(p∧q∧r)∨ (┐p∧q∧┐r)∨(p∧q∧┐r) 

⟺m4∨m5∨m6∨m7∨m2∨m6 

⟺m2∨m4∨m5∨m6∨m7 

(2, 4, 5, 6, 7)

要求主合取范式首先要求得合取范式为 (p∨q)∧(p∨┐r) 

⟺(p∨q∨(r∧┐r))∧(p∨(q∧┐q)∨┐r) 

⟺(p∨q∨r)∧(p∨q∨┐r) ∧(p∨q∨r)∧(p∨┐q∨┐r) 

⟺(p∨q∨r)∧(p∨q∨┐r)∧(p∨┐q∨┐r) 

⟺M0∧M1∧M

(0, 1, 3) 

、推理

判断一个推理形式是否正确,从定义上讲就是判断一个蕴涵式是否是重言式

推理的形式结构为{A1, ..., Ak} |-B

推论形式正确当且仅当A1...Ak→B为重言式

当且仅当前提为真结论为假时,推论不成立

前提A1...Ak为假时,推论必成立

判断重言式是否成立可以通过真值表法、等值演算法、析取范式法

推理定律

附加律A(A∨B) 

化简律(AB) A

假言推理/分离式 (A→B)∧A⟹B

拒取式(A→B)∧┐B⟹┐A

析取三段论(A∨B)∧┐BA

假言三段论(A→B)∧(B→C)⟹(A→C)

等价三段论(A⟷B)∧(B⟷C)⟹(A⟷C)

构造线二难(A→B)∧(C→D)∧(A∨C)(B∨D)(A→B)∧(┐A→B)B

破坏性二难(A→B)∧(C→D)∧(┐B∨┐D)⟹(┐A∨┐C)

自然推理系统

1附加前提证明法

(A1...Ak)→(A→B)

(A1...Ak)→(┐A∨B)

┐(A1...Ak)∨(┐A∨B)

┐(A1...AkA)∨B

(A1...AkA)→B

即将结论中的前件作为推理的前提,使结论为B

2归谬法:相容(可满足式)、不相容(矛盾式)

(A1...Ak)→B

┐(A1...Ak)∨B

┐(A1...AkB)

若(A1...AkB)为矛盾式,则(A1...Ak)→B为重言式

3消解证明法

把前提中所有公式、结论的否定,都化成等值的合取范式

随后不断引入和消解

直到得到空式,则证明推理是正确的

举例

如果三角形的两边相等,则其所对的角相等;一个三角形的两边不相等,所以其所对角不相等。 

设 p: 三角形的两边相等 

    q: 三角形的两边所对的角相等 

则推理的形式结构为 (pq)∧┐(p┐q)

转换为蕴涵式形式(pq)∧┐(p┐q)却不是重言式,表明推理不正确,或论证并非有效

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