四川大学离散数学课件2-命题公式的蕴含
离散数学(第2讲)

Chapter 1
命题逻辑(2)
1.2 命题合适公式与真值表
• 一个特定的命题是一个常值命题,它不是具有值 “T”(“1”),就是具有值“F”(“0”)。 • 而一个任意的没有赋予具体内容的原子命题是一个变量命 题,常称它为命题变量(或命题变元),该命题变量无具体 的真值,它的值域是集合{T,F}(或{0,1})。 • 当原子命题是命题变元时,其复合命题也即为命题变元的 “函数”,且该“函数”的值仍为“真”或“假”值,这 样的函数可形象地称为“真值函数”,或称为命题公式,此 命题公式没有确切真值。
Chapter 1
命题逻辑(2)
基本等价式
• • • • • • • • • • • • • •
E11:G∨(H∧S) (G∨H)∧(G∨S) (分配律) E12:G∧(H∨S) (G∧H)∨(G∧S) E13:G∨F G (同一律) E14:G∧T G E15:G∨T T (零律) E16:G∧F F E17:G∨~G T (矛盾律) E18:G∧~G F E19:~ (~G) G (双重否定律) E20:(G∧H)→S G→(H→S) (输出律)√ E21:(GH)(~G∧H)∨(G∧~H) (排中律) E22:P→Q ~Q→~P (逆反律)√ E23:~ (G∨H) ~G∧~H (De Morgan定律) E24:~ (G∧H) ~G∨~H。
等价式的判定
• 例3.6
• 试证明(P∧(Q∨R))∨(P∧┐Q∧┐R) P • 证明: (P∧(Q∨R))∨(P∧┐Q∧┐R) • P∧((Q∨R)∨(┐Q∧┐R))(分配律) • P∧((Q∨R)∨┐(Q∨R)) (De Morgan定律) • P∧T(矛盾律) • P■(同一律)
命题公式及分类(离散数学)PPT

练习
P32: 1.6:(3)(4) 1.7:(7-10)
19
说 公式A与B具有相同的或不同的真值表,是指真值表的最后 明 一列是否对应相同,而8 不考虑构造真值表的中间过程。
例1 求下列公式的真值表,并求成真赋值和成假赋值。
(1) ┐ (p∧q)→┐r
(2)(p∧┐p)(q∧┐q)
(3)┐(p→q)∧q∧r
9
三、命题公式的分类 定义1.9(重言式、永真式、可满足式)
(5) ┐q∨p
(3) ┐(p∧┐q)
12
例3 下列公式中,哪些具有相同的真值表? (1)p→q (2)┐q∨r (3)(┐p∨q)∧((p∧r)→p) (4)(q→r)∧(p→p)
13
习题:求公式┐(p→(q∧r))的真值表。
p q r q∧r p→(q∧r) ┐(p→(q∧r))
00 0 0
例如 F:{0,1}2{0,1},且F(00)=F(01)=F(11)=0,
F(01)=1,则F为一个确定的2元真值函数.
15
命题公式与真值函数
对于任何一个含n个命题变项的命题公式A,都 存在惟一的一个n元真值函数F与A的真值表相同.
下表给出所有2元真值函数对应的真值表, 每一个 含2个命题变项的公式的真值表都可以在下表中找 到.
(A→B),(AB)也是合式公式。 (4)只有有限次地应用(1)~(3)形式的符号串才
是合式公式。 合式公式也称为命题公式或命题形式,并简称 为公式。
2
关于合式公式的说明
合式公式的定义方式称为归纳定义或递归定义方式。
定义中引进了A,B等符号,用它们表示任意的合式公式,而不 是某个具体的公式,这与p, p∧q, (p∧q)→r等具体的公式是有 所不同的。
离散数学2.3命题公式的等值式、蕴含等值式

等值的定义及说明
定义2.1 设A,B是两个命题公式,若A,B构 成的等价式AB为重言式,则称A与B是 等值的,记作 AB
定义中,A,B是元语言符号。不是联结词 。
A或B中可能有哑元出现。 P→Q (┐P∨Q)∨(┐R∧R) R为左边公式中的哑元。
用真值表可以验证两个公式是否等值。
例题
10.互补律 11.蕴含等值式
12.等价等值式
13.归谬论
A∨┐A 1,A∧┐A 0 A→B ┐A∨B A→B ┐B→┐A AB (A→B)∧(B→A) AB ┐A┐ B (A→B)∧(A→┐B) ┐A
对偶原理
一个命题公式A中,如果只含有┐、∨、∧、 0、1,那么同时 把∨和∧互换 把0和1互换
(A∧B)∧C A∧(B∧C) A∨(B∧C) (A∨B)∧(A∨C)
(∨对∧的分配律) A∧(B∨C) (A∧B)∨(A∧C)
(∧对∨的分配律) ┐(A∨B) ┐A∧┐B ┐(A∧B) ┐A∨┐B A∨(A∧B) A,A∧(A∨B) A
8.零律 9.同一律
基本等值式
A∨1 1,A∧0 0 A∨0 A,A∧1 A
(同一律)
1∨┐P
(排中律)
1
(零律)
例7 解答
(2) ┐(P→(P∨Q))∧R ┐(┐P∨P∨Q)∧R (P∧┐P∧┐Q)∧R 0∧R 0
7解答
(3) P∧(((P∨Q)∧┐P)→Q) P∧(┐((P∨Q)∧┐P)∨Q) P∧(┐((P∧┐P)∨(Q∧┐P))∨Q) P∧(┐(0∨(Q∧┐P))∨Q) P∧(┐Q∨P∨Q) P∧1 P
例5 用等值演算法验证等值式 (P∨Q)→R (P→R)∧(Q→R)
离散数学-2-5谓词演算的等价式与蕴含式-PPT课件

(y)(x)A(x,y) 表示对于乙村所有的人,甲村都有人和他同姓。 (x)(y)A(x,y) 表示存在一个甲村的人,乙村所有人和他同姓。
上述四种语句,表达的情况各不相同,故全称量 词与存在量词的次序,不能随意更换。
17
七、多个量词的使用
如下一蕴含式中不同量词间的次序是不可随意交换的。
15
七、多个量词的使用
例 设 A(x,y)表示x和y同姓,论域x是甲村的人,y是
乙村的人 (x)(y)A(x,y): 甲村和乙村所有的人都同姓 ( y)(x)A(x,y): 乙村和甲村所有的人都同姓。 显然上述俩语句的含义相同。故 (x)(y)A(x,y) (y)(x)A(x,y)
同理有:
(x)(y)A(x,y): 甲村与乙村有人同姓。 (y)(x)A(x,y): 乙村与甲村有人都同姓。 故 (x)(y)A(x,y) (y)(x)A(x,y)
16
七、多个量词的使用
但是
(x)(y)A(x,y) 表示对于甲村所有的人,乙村都有人和他同姓。 (y)(x)A(x,y) 表示存在一个乙村的人,甲村所有的人和他同
1. 2. 3. 4.
(x)(A(x)B) (x)A(x)B (x)(A(x)B) (x)A(x)B (x)(A(x)B) (x)A(x)B (x)(A(x)B) (x)A(x)B
因为B中不出现约束变元 x,所以它属于或不 属于量词作用域均有相同意义。
9
四.量词作用域的扩张与收缩
从1-4式还可推得如下几个式子:
5. 6. 7. 8.
((x)A(x)B)) (x)(A(x)B) ((x)A(x)B)) (x)(A(x)B) (B(x)A(x)) (x)(BA(x)) (B(x)A(x)) (x)(BA(x))
命题公式的等值式蕴含式

离散数学数理逻辑命题逻辑第三节命题公式的等值式蕴含式定义设命题公式A,B,若A↔B是重言式,称A和B等值,逻辑等价。
记为A⇔B,称为等值式,逻辑等价式注:⇔不是联结词,是公式关系符号,A⇔B不表示一个公式定理1)若A⇔B,则对A↔B的任何解释,A,B有相同的值2)A⇔A3)若A⇔B,则B⇔A 4) 若A⇔B,B⇔C,则A⇔C等值关系是等价关系可用真值表法求得一些所含命题变元不多的简单基本的等值式,后利用基本等值式推导出众多的较为复杂的等值式。
这种方法称为推导法或等值演算法交换律E1A∧B⇔B∧A A∨B⇔B∨A结合律E2(A∧B)∧C⇔A∧(B∧C)(A∨B)∨C⇔A∨(B∨C)分配律E3A∧(B∨C)⇔(A∧B)∨(A∧C)A∨(B∧C)⇔(A∨B)∧(A∨C)同一律E4A∧1⇔A A∨0⇔A互否律E5A∧﹁A⇔0A∨﹁A⇔1双重否定律E6﹁(﹁A)⇔A幂律E7A∧A⇔A A∨A⇔A常元律E8A∧0⇔0A∨1⇔1吸收律E9A∧(A∨B)⇔A A∨(A∧B)⇔A德.摩根律E10﹁(A∧B)⇔﹁A∨﹁B﹁(A∨B)⇔﹁A∧﹁B联结词化规律A→B⇔﹁A∨B A↔B⇔(A→B)∧(B→A)其他A→(B→C)⇔(A→B)→(A→C)⇔(A∧B)→C A→B⇔﹁B→﹁A交换律E1A∧B⇔B∧A A∨B⇔B∨A结合律E2(A∧B)∧C⇔A∧(B∧C)(A∨B)∨C⇔A∨(B∨C)分配律E3A∧(B∨C)⇔(A∧B)∨(A∧C)A∨(B∧C)⇔(A∨B)∧(A∨C)同一律E4A∧1⇔A A∨0⇔A互否律E5A∧﹁A⇔0A∨﹁A⇔1双重否定律E6﹁(﹁A)⇔A幂律E7A∧A⇔A A∨A⇔A常元律E8A∧0⇔0A∨1⇔1吸收律E9A∧(A∨B)⇔A A∨(A∧B)⇔A 德.摩根律E10﹁(A∧B)⇔﹁A∨﹁B﹁(A∨B)⇔﹁A∧﹁B联结词化规律E11A→B⇔﹁A∨BA↔B⇔(A→B)∧(B→A)其他E12A→(B→C)⇔(A→B)→(A→C)⇔(A∧B)→CA→B⇔﹁B→﹁A例证明下列等值关系(P→Q)∧(R→Q)⇔(P∨R)→Q(P∧Q∧A→C)∧(A→P∨Q∨C)⇔(A∧(P↔Q))→C定义仅含联结词﹁,∧, ∨的命题公式称限性公式。
四川大学离散数学第一章

1.7 命题逻辑的推理方法
例25 应用题:证明以下推理是正确的。 如果小张和小王去看电影,则小李也去看电影。 小赵不去看电影或小张去看电影。 小王去看电影。 所以,当小赵去看电影时,小李也去。 解:设P:小张去看电影。Q:小王去看电影。 R:小李去看电影。S:小赵去看电影。 前提:P∧Q→R,¬S∨P,Q 结论:S→R
理解为:公式集合G中前提和由某些前提得到的中间结论 结论B
1.7 命题逻辑的推理方法
我们有下述结论: 公式B是公式集合G={A1,A2,…,An}的逻辑结果 当且仅当A1∧A2∧…∧An→B为永真公式。
1.7 命题逻辑的推理方法
定义说明:
(1) 若A1∧A2∧… ∧AnB,则A1∧A2∧… ∧An从推 出B,这样的推理是正确的。但是,推理正确不等于结论为 真(正确,真实),结论的真假还取决于前提 A1∧A2∧… ∧An 的真假,前提为真时,结论 B 为真;前提为假时, B可 能真也可能假,这就是定义中说 B 是 A1∧A2∧… ∧An 的有 效结论而不是说正确结论的原因。
⑤ 如AB,AC, iff AB∧C
【证明】“” 由 AB 且 AC 得到AB和AC都是永真式,于是 (AB)∧(AC)也是永真式;但是, (AB)∧(AC) (~A∨B)∧(~A∨C) ~A∨(B∧C)A→(B∧C), 所以A(B∧C)是永真式,即AB∧C。 “”从证明过程看,性质5反过来也对,即由 AB∧C可以得到AB 且 AC 。
1.7 命题逻辑的推理方法
直接证明法 A1∧A2∧… ∧An B形式命题,从前提出发,利 用已知的基本等价式和蕴涵式构造中间命题,直至导出 最后结论。
1.7 命题逻辑的推理方法
例22 求证S∨R是前提{P∨Q,P→R,Q→S}的有效结论。(构 造性二难推论) 证:步骤 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 公式 P∨Q ~P→Q Q→S ~P→S ~S→P P→R ~S→R S∨R 依据(注释) P T ①,E1,E2 P T ②, ③,I9 T ④,E23 P T ⑤,⑥,I9 T ⑦,E2,E1
离散数学教程PPT课件

例(1)p q r (2)r q p q p
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1.2 命题公式及其赋值
( p q) r
p:2是素数,q:3是偶数,r:2是有理数 p:2是素数,q:3是偶数,r:2是无理数
例2.等值等价式p q p q q p
等值演算的应用: 1.验证等值式 ( p q) ( p r) p (q r) 2.判定公式的类型 ( p q) p q,( p ( p q)) r, p ((( p q) p) q) 3.解决工作生活中的判断问题
甲、已、丙3人根据口音对王教授是哪人进行了判断: 甲说:王教授不是苏州人,是上海人 已说:王教授不是上海人,是苏州人 丙说:王教授既不是上海人,也不是杭州人
例:1.如果3+3=6,那么雪是白的。 2.除非我能工作完成了,我才去看电影。 3.只要天下雨,我就回家。 4.我回家仅当天下雨。 p→q的逻辑关系为q是p的必要条件或p是q的充分条件。
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1.1 命题和命题联结词
5).等价词 由命题p、q和 组成的复合命题记作p q,读作“p当且仅当q”。 是自然语言中的“充要条件”,“当且仅当”的逻辑抽象。
1.3 命题公式的等值式
定义1.设A和B是两个命题公式,若A B为重言式, 则称公式A, B是等值的公式,记作A B。
例1.证明(p q) (q p); p p p.
注意: 和 的区别 是公式间的关系符号,如:p q 是命题联结词.p q
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1.3 命题公式的等值式
1.1 命题和命题联结词
例:1)海洋的面积比陆地的面积大。 例 q2:): 22p6:6海 9洋 9。 。的面积比陆地的面积大。 r3:)火火星星上上有有生生命命。。 s4:)三三角角形形的的内内角角和和等等于 于118800。 。 55))你你喜 喜欢 欢数学吗吗?? 66))我我们 们要 要努 努力力学学习习。。 77))啊啊, ,我 我的 的天天哪哪!! 88))我我正 正在 在说 说谎 谎。。
离散数学课件重言式与蕴含式

1-6.5 联结词是否够用
每种联结词对应一种四个T或 的组合 的组合, 每种联结词对应一种四个 或F的组合, 总共可以有2 种组合, 总共可以有 4=16种组合,似乎需要 种组合 似乎需要16 种联结词才够用。 种联结词才够用。 事实上,我们定义的这九种就够用了。 事实上,我们定义的这九种就够用了。 请看P27 表1-6.5 请看
1-5.2蕴含式(implication)
例:见P21 例1 课上做表1-5.2的11式 的 式 课上做表 看表1-5.2,记住常用的蕴含式。 ,记住常用的蕴含式。 看表
1-5.2蕴含式(implication)
定理1-5.4:设P、Q为任意两个命题公式,P⇔Q : 为任意两个命题公式, ⇔ 定理 、 为任意两个命题公式 的充分必要条件是P⇒Q且Q⇒P 。 的充分必要条件是 ⇒ 且 ⇒ 证明: 为重言式, 证明:由定理 1-5.3 ,P ⇔Q,则P Q为重言式, , 为重言式 因为由表1-4.7 P Q ⇔(P→Q)∧(Q→P),故 因为由表 → ∧ → , (P→Q)为T且 (Q →P)为T,即P⇒Q且Q⇒P 成 → 为 且 为 , ⇒ 且 ⇒ 立。 反之, 反之,若P⇒Q且Q⇒P 成立,则(P→Q)为T且 ⇒ 且 ⇒ 成立, (Q→P)为T,因此 为重言式, ,因此P Q为T, P Q为重言式, 为 , 为重言式 即P⇔Q。 ⇔ 。 这个定理也可作为两个公式等价的定义。 这个定理也可作为两个公式等价的定义。
1-5重言式与蕴含式 重言式与蕴含式
1-5.1重言式(tautology) 重言式( 重言式 ) 定义1-5.2 [矛盾式 矛盾式]: 定义 矛盾式 给定一个命题公式, 给定一个命题公式,若无论对分量 作怎样的指派,其对应的真值永为F, 作怎样的指派,其对应的真值永为 , 则称该命题公式为矛盾式或永假公式 矛盾式或永假公式。 则称该命题公式为矛盾式或永假公式。
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解:首先由上式得到子句集G={A B D,A C,B ,C,D }
• 消解过程如下:
序号 子 句
说明
⑴ A B D 引用子句
⑵ A C
引用子句
⑶ C B D 由⑴ ⑵消解
⑷B
引用子句
⑸ CD
由⑶ ⑷消解
⑹C
引用子句
⑺D
由⑸ ⑹消解
⑻ D
引用子句
⑼
由⑺ ⑻消解
作业:习题1.6 1(4)(5),2(2), 4(3) (吴子华) or
列。如果序列中的每个公式 Ai 要么是G中的一个元素,要么是它前面 的若干公式的逻辑结果,就说An是G的逻辑结果,或者说由G可以演 绎出An。
二、推理的公理集合:
前面已介绍的基本等价式、基本蕴 含式和由蕴含性质导出的基本结果, 都可以作为推理的公理集合。
三、推理的规则:
1。P规则 引入前提规则
2。T 规则 变换规则。分两种情形:
反证法形式。
作业: 习题1.5 1(2)(4), 4 (吴子华) or
习题一 15(2)(4), 18 (冯伟森)
第六节 命题逻辑的推理
一、定义1: 设A1,A2,,An,B都是WFF,如果A1 A2 An
B,就说B是前提A1,A2,,An的有效结论或逻辑结果。也说由
A1,A2,,An 推出了B。 定义2: 设 G 是一个 WFF的 集合,A1,A2,,An 是一个有限的WFF序
可导得A B C。 6. A B C当且仅当 A BC • 注:这个性质很重要,是CP规则的
依据。 使我们能把证明 A BC 转 化为证明 A B C。
四、蕴含的基本性质(续)
7. A B当且仅当 A B是矛盾式 注:这个性质为反证法提供了依据。 8. A B当且仅当 B A 注:这个性质表达了逆向思维原理, 是另一种
四、蕴含的基本性质
1. A A (自反性) 2. 如果A B且B A, 则A B (反对称性) 3. 如果A B且B C, 则A C (传递性) 4. 如果A B且A C, 则A B C • 注意:由简化法则和传递性,性质4实际包
含一个充要条件。
四、蕴含的基本性质(续)
5. 如果 AC 且 BC, 则 A B C • 注意:由简化法则和扩充法则,也
1。直接法 直接由前提出发利用规则推出结论的过程 2。间接法 又分两种方式
1) 第一种是反证法,把要证明的结论否定后加入前提, 推出矛盾的过程。 2)第二种是采用C P规则进行证明。这种方法常用于结论 是条件式的情形,把条件式前件作为附加前提与原有前提 一起推出后件即可。 • 不同的证明方法有不同的效率,下面用例子说明。
习题一 20(4)(5),21(2), 23(3) (冯伟森)
例:证明 A (B D),A C,B C D
证明一、采用直接法
序号 公式 采用规则
⑴ A C
P
⑵ CA
TE ⑴
⑶ A (B D) P
⑷ C (B D) TI⑵⑶
⑸ B (C D) TE ⑷
⑹BPBiblioteka ⑺ C DTI ⑸⑹ (证毕)
证明二、采用CP规则证明
A (B D),A C,B C D
序号 公式
采用规则
⑴ A C
P
⑵C
P(附加)
⑶A
TI⑴⑵
⑷ A (B D) P
⑸ BD
TI ⑶ ⑷
⑹B
P
⑺D
TI ⑸⑹
⑻ CD
CP⑵⑺ (证毕)
证明三、反证法。
这时要把结论否定后作为附加前提,与原有前提一起推出矛盾。因 为 ( C D )C D,可以得到C和 D两个附加前提。
证明 A (B D),A C,B C D
二、判定AB的常用方法
1。按照定义,考察对任何使 A取值1的 解释是否都能使 B也取值1 。 2。考察对任何使 B取值0的解释是否都 能使A也取值0。
例:检查(PQ) RRQ 是否成立?
解: 先按第一种方法进行判断.
P Q R (PQ) R RQ
000
1
1
010
1
1
100
1
1
110
1
1
111
1
1
由此可见,蕴含式成立。
再按第2种方式进行判别
P Q R (PQ) R
001
0
101
0
RQ 0 0
下面的解释在判别中可以不考虑
011
0
1
三、几个基本蕴含式 1. P Q P, P Q Q (简化法则) 2. P PQ,Q PQ (扩充法则) 3. P (P Q) Q (假言推理) 4. (P Q) (Q R) ( P R) (假言三段论式)
• 如果当前结果是由前面公式经过等价变换得到的,就把这 个变换规则记为TE。
• 如果是经过蕴含变换得到的,就记为TI。
3。CP规则 结论转作前提规则。
适用于结论为条件式时,把条件式前件转变成附加的 前提后证明出后件的情况。也就是把A1,A2,,An BC 转化成证明A1,A2,,An,B C。
四、推理方法
消解法的应用过程如下: 1)把前提中每个公式以及否定后的结论通过化合
取范式的办法分解成子句集。
2)如果子句 C1和 C2恰有一对互反的句节,则由 消 去这对互反句节后的 C1和 C2经析取构成新 的子 句,并加入子句集。
3)如果重复2)能导出空子句 ,则得到证明。
例:利用消解法证明A (B D),A C,B C D
序号 公式
采用规则
⑴ AC
P
⑵C
P(附加)
⑶A
TI⑴⑵
⑷ A (B D) P
⑸ BD
TI ⑶ ⑷
⑹
B
P
⑺
D
TI ⑸⑹
⑻ D
P(附加)
⑼
(证毕)
五、消解法应用于命题逻辑推理
• 消解法是基于反证法的一种机械推理方法。 • 消解是指当子句C1和C2一起恰好含有一对
互反的句节时,消去这对互反句节后,由剩 余句节构成新子句的过程。 例如:由子句 P Q 和 Q R 经消解后得 到新子句 P R。