命题逻辑

命题与连结词

命题公式、翻译和真值表

  1. 可兼或
    • 例:张明正在睡觉或游泳:此处的或者是可兼或(不可以即在睡觉又在游泳)
    • 令P:张明在睡觉,Q:张明在有用,转化为(P\and\lnot Q)\or(\lnot P\and Q)
  2. “除非”是必要条件
    • 例:除非天气好,我才骑自行车上班
    • 令P:天气好,Q:骑自行车上班,转化为QPQ\rightarrow P

公式分类与等价式

  1. 命题定律(部分)
    • 吸收律:A\and(A\or B)\Leftrightarrow A,\enspace A\or(A\and B)\Leftrightarrow A
    • 归谬率:(A\rightarrow B)\and(A\rightarrow\lnot B)\Leftrightarrow\lnot A
  2. 代入规则:在一个永真式A中,任何一个原子命题变元R出现的每一处,用另一个公式代入,所得公式B仍是永真式。

对偶式与蕴涵式

  1. 对偶式:在给定的仅使用连结词\lnot,\and,\or的命题公式A中,若把\and\or互换,F和T互换得到一个命题公式AA^*,则称AA^*AA的对偶式。

  2. 对偶定理:设AA^*AA互为对偶式,P1,,PnP_1,\dots,P_n是出现在AA^*AA的原子命题变元,则:

    • ¬A(P1,P2,,Pn)A(¬P1,,¬Pn)\lnot A(P_1,P_2,\dots,P_n)\Leftrightarrow A^*(\lnot P_1,\dots,\lnot P_n)
    • A(¬P1,,¬Pn)¬A(P1,,Pn)A(\lnot P_1,\dots,\lnot P_n)\Leftrightarrow\lnot A^*(P_1,\dots,P_n)
  3. 设A和B为两个命题公式,若ABA\Leftrightarrow BABA^*\Leftrightarrow B^*

  4. 蕴涵式:设A和B是两个命题公式,若ABA\rightarrow B是永真式,则称A蕴涵B,记作ABA\Rightarrow B,称ABA\Rightarrow B为蕴涵式或永真条件式

  5. 蕴涵式证明方法:

    1. 前件真推导后件真方法
    2. 后件假推导前件假方法
  6. 基本蕴含式

    待补充

联结词的扩充与功能完全组

  1. P\uparrow Q\Leftrightarrow\lnot(P\and Q)
  2. P\downarrow Q\Leftrightarrow\lnot(P\or Q)

公式标准型——范式

  1. 命题变元和命题变元的否定,称为文字。
  2. A1,,AmA_1,\dots,A_m为简单合取式,称A_1\or A_2\or\dots A_m为析取范式,m1m\ge1
  3. A1,,AnA_1,\dots,A_n为简单析取式,称A_1\and A_2\and\dots A_n为合取范式,n1n\ge1

公式的主范式

  1. 主析取范式
    1. 小项:在含有n个命题变元的简单合取式中,若每个命题变元与其否定不同时存在,而二者之一出现一次且仅出现一次,则称该简单合取式为小项,或布尔积。
    2. 在给定公式的析取范式中,若其简单合取式都是小项,则称该范式为主析取范式。
    3. 任意含n个命题变元的非永假命题公式A,都存在与其等价的主析取范式。
    4. 任意含n个命题变元的非永假命题公式A,主析取范式惟一。
  2. 主合取范式
    1. 大项:在含有n个命题变元的简单析取式中,若每个命题变元与其否定不同时存在,而二者之一出现一次且仅出现一次,则称该简单合取式为大项,或布尔和。
    2. 在给定公式的合取范式中,若其简单合取式都是大项,则称该范式为主合取范式。
    3. 任意含n个命题变元的非永真命题公式A,都存在与其等价的主合取范式。
    4. 任意含n个命题变元的非永真命题公式A,主析取范式惟一。
  3. 关系
    1. ¬miMi\lnot m_i\Leftrightarrow M_i
    2. \lnot(m_{j1}\or m_{j2}\or\dots\or m_{j_{2^n-1}})\Leftrightarrow(M_{j1}\and M_{j2}\and\dots\and M_{j_{2^n-1}})
    3. 如一个命题的主析取范式为m1,m2,m4m_1,m_2,m_4,那么它的主合取范式为m3,m5m_3,m_5

命题逻辑的推理理论

  1. 真值表法
  2. 演绎法(从前提演绎出结论)
  3. 间接证法(将结论的否定作为附加前提,与给定前提一起推证,若能推出矛盾,说明结论有效)

命题逻辑的归结推理

欲证明A1,A2,,AnCA_1,A_2,\dots,A_n\vdash C,可采用如下步骤:

  1. A1,A2,,An,¬CA_1,A_2,\dots,A_n,\neg C分别化为合取范式
  2. 取S为上述各合取范式中所有简单析取式的子句集合,而简单析取式对应的子句是指该简单析取式中包含的文字的集合。
  3. 寻找S的一个反驳,若能找到,则A1,A2,,AnCA_1,A_2,\dots,A_n\vdash C,否则A1,A2,,AnCA_1,A_2,\dots,A_n\nvdash C

谓词逻辑

谓词逻辑中基本概念与表示

  1. 个题、谓词和命题的谓词形式
  2. 原子谓词
  3. 量词

谓词公式与翻译

约束变元与自由变元

  1. 约束变元改名规则:将量词辖域中某个约束出现的个体变元及相应指导变元,改成本辖域中未曾出现过的个体变元,其他不变。
  2. 自由变元带入规则:对于某自由出现的个体变元可用个体常元或用与原子公式中所有个体变元不同的个体变元代入,且处处带入

谓词逻辑的解释与其赋值