1.1 命题符号化及联结词
命题
能判断真假的陈述句
复合命题
- p且q: p∨qp\lor qp∨q
- p或q:p∧qp\land qp∧q
- 非p:¬p\neg p¬p
- 如果p则q:p→qp\to qp→q,¬p∧q\neg p\land q¬p∧q
- p当且仅当q:p↔qp\leftrightarrow qp↔q
1.2 命题公式及分类
命题公式
由命题变项组合的复合命题形式
一个含有命题变项的命题公式的真值是不确定的。
- 成真赋值:指定一组值使得取值为真
- 成假赋值:指定一组值使得取值为假
- 永真式(重言式):所有赋值下取值均为真
- 永假式(矛盾式):所有赋值下取值均为假
- 可满足式:至少存在一组成真赋值
n个命题变项共有2n2^n2n个可能的赋值,对于每个赋值,真值函数的函数值非0即1,于是n个命题变项共形成22n2^{2^n}22n个不同的真值函数。
1.3 等值演算
德摩根定律:
¬(A∨B)=¬A∧¬B\neg (A\lor B)=\neg A \land \neg B¬(A∨B)=¬A∧¬B
¬(A∧B)=¬A∨¬B\neg (A\land B)=\neg A \lor \neg B¬(A∧B)=¬A∨¬B
吸收律
A∨(A∧B)=AA \lor (A \land B)=AA∨(A∧B)=A
A∧(A∨B)=AA \land (A \lor B)=AA∧(A∨B)=A
蕴涵等值式
A→B=¬A∧BA\to B=\neg A\land BA→B=¬A∧B
1.4 范式
1.4.1 析取范式
仅由有限个简单合取式构成的析取式
极小项
设有n个命题变项,若在简单合取式中每个命题变项及其否定有且仅有一个出现1次,则这样的简单合取式称为极小项。一般,n个命题变项共产生2n2^n2n个极小项
主析取范式
如果公式A中的析取范式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。
定理:任何命题公式都有唯一的主析取范式。
用途:
- 判断两命题公式是否等值
p⟺qp\Longleftrightarrow qp⟺q等价于p与q有相同的主析取范式 - 判断命题公式的类型
设A是含有n个命题变项的命题公式,
(1)A为永真式等价于A的主析取范式含全部2n2^n2n个极小项
(2)A为永假式等价于A的主析取范式不含任何极小项
(3)A为可满足式等价于A的主析取范式至少含有1个极小项
1.4.2 合取范式
仅由有限个简单析取式构成的合取式
极大项
设有n个命题变项,若在简单析取式中每个命题变项及其否定有且仅有一个出现1次,则这样的简单析取式称为极大项。一般,n个命题变项共产生2n2^n2n个极大项
主合取范式
如果公式A中的合取范式的简单析取式全是极大项,则称该合取范式为A的主合取范式。
1.5 联结词
- p与q的否定(与非式): ¬(p∨q)⟺p↑q\neg (p\lor q) \Longleftrightarrow p\uparrow q¬(p∨q)⟺p↑q
- p或q的否定(或非式):¬(p∧q)⟺p↓q\neg (p\land q) \Longleftrightarrow p\downarrow q¬(p∧q)⟺p↓q
1.7 推理理论
若(A1∧A2,...∧An)→B(A_1 \land A_2,... \land A_n)\to B(A1∧A2,...∧An)→B为永真式,则称A1,A2,...,AnA_1 ,A_2,... ,A_nA1,A2,...,An推出结论B的推理正确,B是A1,A2,...,AnA_1 ,A_2,... ,A_nA1,A2,...,An的逻辑结论或有效结论,记作(A1∧A2,...∧An)⇒B(A_1 \land A_2,... \land A_n)\Rightarrow B(A1∧A2,...∧An)⇒B
注意:推理正确不能保证结论正确,因为前提可能是错的。
永真式:真⇒\Rightarrow⇒真 ,假⇒\Rightarrow⇒真/假
重要的推理定律
- 附加:A⇒(A∨B)A \Rightarrow (A \lor B)A⇒(A∨B)
- 化简:(A∧B)⇒A(A\land B) \Rightarrow A(A∧B)⇒A
- 假言推理:(A→B)∧A⇒B(A \to B)\land A\Rightarrow B(A→B)∧A⇒B
- 拒取式:(A→B)∧¬B⇒¬A(A \to B)\land \neg B\Rightarrow \neg A(A→B)∧¬B⇒¬A
- 析取三段式:((A∨B)∧¬A)⇒B((A \lor B)\land \neg A)\Rightarrow B((A∨B)∧¬A)⇒B
- 假言三段式:((A→B)∧(B→C)⇒(A→C)((A \to B)\land (B \to C) \Rightarrow (A \to C)((A→B)∧(B→C)⇒(A→C)