puzzle(1222)谓词逻辑推理

本文探讨了谓词逻辑推理的基本概念与方法,详细解析了自我指涉逻辑谜题,包括二难悖论、真话假话问题及选择题等,通过具体案例展示了逻辑推理的魅力。

目录

〇,自我指涉

一,谓词逻辑推理

1,推理过程的泛化

2,谓词逻辑推理puzzle分类

二,普通逻辑

1,每个人一半真话一半假话

2,三个人比大小

3,两个人的成绩

三,交叉逻辑

规则

简单关卡

困难关卡

四,组合逻辑

1,宿舍人数

五,自我指涉的逻辑

1,二难悖论

2,二难推理

3,指涉环

4,真话假话问题

(1)这句话是谁说的

(2)一个说真话的和一个说假话的人

(3)3个盒子

(4)三种人

(5)三种人三个问题

(6)有史以来最难的逻辑谜题

5,选择题

(1)单选题

(2)多选题

(3)自我指涉的选择题的偏特化

六,10个关联的单选题

1,问题

2,逻辑化简

3,编程求解

七,10个关联的多选题

1,问题

2,逻辑化简

3,分类求解

4,编程求解

八,第十道推理题

九,十条陈述

1,题目

2,分析

3,标准模型

4,推理的通用技巧

5,推理

(推理1)

(推理2)

(推理3)

(推理4)

(推理5)

(推理6)

(推理7)

(推理8)

(重新推理7)

(重新推理8)


〇,自我指涉

https://blog.youkuaiyun.com/nameofcsdn/article/details/104848261

一,谓词逻辑推理

1,推理过程的泛化

谓词逻辑推理,都可以泛化成这样的形式:

给出一些句子,每个句子都可以抽象成一个谓词公式(谓词公式包括原子谓词公式),根据语义+常识(公理)可以提炼出一些谓词公式之间的关系,再加上题目给的谓词公式之间的关系,推导出部分谓词公式的恒定值,或者关于这些谓词公式的某个代数式的最值等等

PS:

谓词公式之间的关系可以有很多形式,比如若A则B,比如ABC里面至少有2个位true,比如若ABCDEFG里面至少有3个为true,则EFGH要么全true要么全false,等等等等。。。。

PS:

下文《三个人比大小》中有严格按照谓词逻辑的理论进行推理的示例。

2,谓词逻辑推理puzzle分类

按照输入条件的形式,可以分为普通逻辑、组合逻辑、自我指涉的逻辑

这里的普通逻辑、组合逻辑都是非自我指涉的,而自我指涉的实际上又可以细分普通逻辑、组合逻辑等等。

组合逻辑中一种常见的特例,就是交叉逻辑

二,普通逻辑

1,每个人一半真话一半假话

一天小明和小红,小黑后院玩耍,妈妈气冲冲地走过来,质问他们三个谁偷了放在柜子上面的一块钱。

小红说:我没偷,小黑没偷。

小黑说:小红没偷,我没偷。

小明说:我没偷,小红没偷。

已知他们所说的话中有一半是真一半是假,请问是谁偷了?

答案:

小红

2,三个人比大小

甲,乙,丙三人在酒吧摇筛子比点数大小。 

甲:我的点数肯定比乙大                

乙:我的点数是所有人里最大的 

丙:我的点数是所有人里最大的。 

只有一个人说了假话,请问三个人的大小关系?

答案:丙

泛化的求解思路:

(1)原子谓词公式

A表示甲>乙,B表示乙>甲,C表示乙>丙,D表示丙>甲,E表示丙>乙

(2)谓词公式

甲的谓词公式是x=A,乙的谓词公式是y=B&C,丙的谓词公式是z=D&E

“只有一个人说了假话”的谓词公式是(!x&y&z)|(x&!y&z)|(x&y&!z)

(3)谓词公式之间的关系

根据常识(公理)可得,A&B=false, C&E=false, 

题目又说(!x&y&z)|(x&!y&z)|(x&y&!z)=true

(4)演算

因为x&y=A&B&C=false,y&z=B&C&D&E=false

又有(!x&y&z)|(x&!y&z)|(x&y&!z)=true

所以x=true,y=false,z=true

所以A=true,D=true,即丙>甲>乙。

3,两个人的成绩

小蓝和小黄是好朋友。

有一次,有人问她们‘你们谁的成绩好?’

小蓝说‘我的成绩比较好一些。’

小黄说‘我的成绩比较差一些。’

她们俩至少有一人没说实话。 那么到底谁的成绩好?(已知他们成绩不一样)

答案:小黄

三,交叉逻辑

仅以此游戏(交叉逻辑益智游戏)代表大量同类puzzle。

规则

  

  

简单关卡

困难关卡

四,组合逻辑

1,宿舍人数

某宿舍住着若干个研究生,其中一个是黑龙江人,两个是北方人,一个是云南人, 两个人这学期只选修了逻辑哲学,三个人这学期选修古典音乐欣赏。

假设以上的介绍涉及了这宿舍中所有的人,那最少可能是几个人?最多可能是几个人?

答案:

最少5个,最多8个

五,自我指涉的逻辑

1,二难悖论

二难悖论参考经典悖论

2,二难推理

不出现二难悖论作为条件的逻辑推理,叫二难推理,也叫自我指涉的逻辑推理。

二难推理大概分2大类,一类是和说真话说假话有关,一类是和选择题有关。这2类都可以用谓词逻辑去推理,比如当A为false时,“如果A则B”就是个真命题。

3,指涉环

真话假话问题,自我指涉的方式往往是,陈述内容形如“***是说真话的”,直接形成二难推理。

而选择题类的问题,自我指涉的方式往往是,A陈述内容形如“B陈述内容是错误的”,而B又指向C,C又指向A,从而形成环。

或者更长的环A->B->C->D->E->A

这个环越长,推理的难度往往越大。

4,真话假话问题

(1)这句话是谁说的

问题:

假如有2个人,一个叫小红一个叫小明,其中一个人一直说真话,另外一个人一直说假话。

有一天其中一个人说,“小红是一直说假话的那个人”,请问这句话是谁说的,是小红还是小明?

答案:

是小明,因为如果是小红说“小红是一直说假话的那个人”,那就构成了二难推理。

PS:我们还是不知道谁是说真话的人。

PS:说假话的那个人,无论他说“我是说假话的那个人”还是说“我这句话是假话”,都是二难推理。

(2)一个说真话的和一个说假话的人

如果有一个说真话的和一个说假话的人在一起,怎么样用1个是非问答题区分他们?

PS:每个人对提问都要尝试回答,回答的答案只涉及是和否,下同。

如果问,你是说真话的吗,或者问,你是说假话的吗?那么2人回答一致,无法区分。

如果问,你会回答否吗?那么说真话的人无法回答,说假话的人回答是或者否都可以。

(3)3个盒子

有红、绿、蓝三个盒子,其中只有一个盒子装有奖品。毎个盒子上有一句话。

红色盒子:奖品在蓝色盒子中。

绿色盒子:奖品不在红色盒子中。

蓝色盒子:奖品在绿色盒子中。

已知装有奖品的盒子上的话都是假话,没有奖品的盒子上的话都是真话。则奖品在哪个盒子中?

答案:

蓝色盒子

(4)三种人

这里所有人要么是只说真话的君子,要么是只说假话的小人,要么是有时说真话,有时说假话的凡夫。
其中等级从高到低君子,凡夫,小人。
a:我的等级不是最高的
b:我的等级比e高
c:b说的是对的
d:我和b的等级一样高
e:我不是等级最低的
f:g和a的等级一样高
g:h比我的等级高
h:我不比f的等级高
i:f比我的等级低或者我是个小人
已知gi不会都是凡夫,且这9个人里有且只有四个凡夫。那么b的身份是什么? 

答案:

(1)我们推出a是凡夫。
(2)我们推出g是凡夫,f是君子或凡夫,i是君子或小人。
那么此时剩下还可以利用的信息只剩下:
b:我的等级比e高
c:b说的是对的
d:我和b的等级一样高
h:我不比f的等级高
i:f比我的等级低或者我是个小人
且这里只有四个凡夫。
(3)然后我们推出,f是凡夫,i是君子,h是凡夫。
那么此时剩下还可以利用的信息只剩下:
b:我的等级比e高
c:b说的是对的
d:我和b的等级一样高
且bcde中没有凡夫。
(4)最后我们推出,b是君子,c是君子,e是小人,d是君子或小人
那么此时所有信息都用完了,无矛盾。

(5)三种人三个问题

三个神A、B、C按乱序分别叫做「真实」、「错误」与「随机」。「真实」一直说真话,「错误」一直说假话,但是「随机」说真话或说假话是一件完全随机的事情。
你的任务是通过问3个是与非的问题来确认A、B和C的身份,每一个问题只能问一个神,不同问题可以选择同一个神。每个神只会回答「是」或者「否」。

答案:

问A:这个问题你会回答否吗?
问B:这个问题你会回答否吗?
如果其中有一个人无法回答,那么他就是「真实」,只要问他C是不是「错误」即可。
如果两个人都回答了,无论回答什么都没区别,C就是「真实」,只要问他A是不是「错误」即可。

PS:这个问题,其实是我根据下面的《有史以来最难的逻辑谜题》简化而来,而这个解答的思路也是我在解答《有史以来最难的逻辑谜题》时发现的思路,即想办法让神因为二难悖论而无法回答

PS:这有点像“上帝啊,你既然说自己是万能的,那我问你,你能不能创造一个连你也搬不动的石头?”

(6)有史以来最难的逻辑谜题

这个谜题是 Smullyan留下的遗产,而这个标题是由麻省理工学院的逻辑哲学家George Boolos所写。

谜题:

三个神A、B、C按乱序分别叫做「真实」、「错误」与「随机」。「真实」一直说真话,「错误」一直说假话,但是「随机」说真话或说假话是一件完全随机的事情。

你的任务是通过问3个是与非的问题来确认A、B和C的身份,每一个问题只能问一个神,不同问题可以选择同一个神。这些神只会回答「da」或者「ya」,但你不知道哪个代表是,哪个代表否。

分析:

根据上面的二难悖论的思路,首先我们很容易想到这4种问题:

问题1:
你会回答「da」,而且「da」表示否,对吗?
如果「da」表示是,则「真实」会回答「ya」,「错误」会回答「da」,  「随机」回答哪个都可以
如果「da」表示否,则「真实」会无法回答,  「错误」回答哪个都可以,「随机」回答哪个都可以


问题2:
你会回答「da」,而且「da」表示是,对吗?
如果「da」表示是,则「真实」回答哪个都可以,「错误」会无法回答,  「随机」回答哪个都可以
如果「da」表示否,则「真实」会回答「da」,  「错误」会回答「ya」,「随机」回答哪个都可以

问题3:
你会回答「da」,而且你是「真实」对吗?
如果「da」表示是,则「真实」回答哪个都可以,「错误」会回答「da」,「随机」回答哪个都可以
如果「da」表示否,则「真实」会无法回答,    「错误」会回答「ya」,「随机」回答哪个都可以

问题4:
你会回答「da」,而且你是「错误」对吗?
如果「da」表示是,则「真实」会回答「ya」,「错误」会无法回答,    「随机」回答哪个都可以
如果「da」表示否,则「真实」会回答「da」,「错误」回答哪个都可以,「随机」回答哪个都可以

然后我们再看看,这4个问题选2个,能得到多少信息。

4个问题一共也就是16种组合,我简单分析了一下,应该是不足以推出答案。

于是我们还需要找出更复杂的问题才行。

问题5:
你是「真实」而且你会回答「da」,或者,你是「错误」而且你会回答「ya」,对吗?
如果「da」表示是,则「真实」回答哪个都可以,「错误」回答哪个都可以,「随机」回答哪个都可以
如果「da」表示否,则「真实」会无法回答,    「错误」会无法回答,    「随机」回答哪个都可以

问题6:
你是「真实」而且你会回答「ya」,或者,你是「错误」而且你会回答「da」,对吗?
如果「da」表示是,则「真实」会无法回答,    「错误」会无法回答,    「随机」回答哪个都可以
如果「da」表示否,则「真实」回答哪个都可以,「错误」回答哪个都可以,「随机」回答哪个都可以

问题7:
你是「真实」而且你会回答否,或者,你是「错误」而且你会回答是,对吗?
「真实」会无法回答,    「错误」会无法回答,「随机」回答哪个都可以

这样,我们终于想出了关键的问题,就是问题7

答案:

问A:你是「真实」而且你会回答否,或者,你是「错误」而且你会回答是,对吗?
问B:你是「真实」而且你会回答否,或者,你是「错误」而且你会回答是,对吗?
由于「真实」和「错误」都无法回答,「随机」回答哪个都可以,所以2次问答之后,就可以确定哪一个是「随机」
剩下的2个,随便选一个,问他:你会回答否,对吗?
由于「真实」会无法回答,「错误」回答哪个都可以,所以就区分开了。

5,选择题

选择题分为单选和多选2种。

单选中一种特殊的场景是判断题,可以理解成是2个选项的单选题,A选项是“...”,B选

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