析取范式与合取范式
1.6析取范式与合取范式

再例如p→q m0∨m1∨m3 M2
主范式的用途(3)
2.判断公式的类型
设公式A中含n个命题变项,容易看出: (1)A为重言式当且仅当A的主析取范式含全部2n个极小 项。 (2)A为矛盾式当且仅当A的主析取范式不含任何极小项。 此时,记A的主析取范式为F。 (3)A为可满足式当且仅当A的主析取范式至少含一个极 小项。
例
例2.10 用公式的主析取范式判断公式的类型: (1)┐(p→q)∧q (2)p→(p∨q) (3)(p∨q)→r
解: 注意(1)(2)中含两个命题变项,演算中极小项含两个文字,而(3)
中公式含三个命题变项,因而极小项应含三个文字。
(1)┐(p→q)∧q ┐(┐p∨q)∧q (p∧┐q)∧q F 这说明(1)中公式是矛盾式。 (2)p→(p∨q) ┐p∨p∨q ┐p∧(┐q∨q)∨p∧(┐q∨q)∨(┐p∨p)∧q (┐p∧┐q)∨(┐p∧q)∨(p∧┐q)∨(p∧q)∨ (┐p∧q)∨(p∧q) (┐p∧┐q)∨(┐p∧q)∨(p∧┐q)∨(p∧q) m0∨m1∨m2∨m3 这说明该公式为重言式。
n个命题变项共可产生多少个个不同的极小项?多 少个不同的极大项?
表2.3
极小项 公式 p∧q 成真赋值 0 0
由p,q形成的极小项和极大项
极大项 名称 公式 p∨q 成假赋值 0 0 名称
p∧q
p∧q p∧q
0 1
1 0 1 1
m0 m1 m2 m3
p∨q
p∨q p∨q
0 1
1 1 0 1
p∧q∧r
1 1 1
p∨q∨r
1 1 1
根据上面的两个表可以验证如下的定理: 定理2.4 设mi与Mi是命题变项p1,p2,…,pn形成的 极小项和极大项,则┐mi Mi, ┐Mi mi
简单析取式和简单合取式

0 由∏小到大用∏表示 1 1
1
1 0 0
展开成极大项 1 1 1 0 1 1 1 0 1
0
0
0
1
1 0 1
∏表示合取
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
一个简单合取式是矛盾
p∧┐p∧q是矛盾式
式,当且仅当它同时含一 个命题变项及其否定。
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范 式 ---- 析取范式和合取范式
析取范式: 仅由有限个简单合取式构成的析取式 A=(p∧┐q∧r)∨(┐p∧q)∨(q∧┐q)
析取范式的对偶
合取范式: 仅由有限个简单析取式构成的合取式 A*=(p∨┐q∨r)∧(┐p∨q)Байду номын сангаас(q∨┐q)
极大项 在n个变元的简单析 取式中,若每个变元与其否 定不同时存在,而二者之一 必出现且仅出现一次,这种 析取式就叫做极大项 ┐p∨q∨┐r
0 0 0 0 1 1
1
1
1
1
0
1
M6
M7
范 式 ---- 求主析取范式
求p∧q ∨r的主合取范式 解 (p∧q)∨r 求出合取范式
(P∨r)∧(q∨r) (P∨(q∧┐q)∨r)∧((p∧┐p)∨q∨r) (P∨q∨r)∧(P∨┐q∨r)∧(p∨q∨r)∧(┐p∨q∨r) 000 ∧010 ∧ 000 ∧ 011 (p∨r)∧(q∨r) p q r M 0 ∧ M2 ∧ M3 0 0 0 0 0 0 ∏(0,2,3) 0 0 1 1 1 1
p∨(q∧┐r)
(交换律和吸收律)
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范 式 ---- 主范式
主析取范式概念
简单析取式和简单合取式(最全版)PTT文档

0 1 1 0 0 ∑(2,4,5,6,B7) B∧1B∧(pi∨┐pi)(B∧pi)∨(B∧┐pi)
范 式 ---- 析取式和合取式 A*(┐p,┐q,┐r) ┐p∧(q∨┐r) ┐A*(p,q,r)
∨(p∨┐p)∧(q∧┐r) (p∧q∧r)∨(p∧q∧┐r)
1 0 0 1 0 合取对范偶式式的为析(3)将重复出现的命题变项、矛盾式
(消去第一个→)
┐(┐(p∨q)∨r)∨p
(消去第一个→)
┐((┐p∧┐q)∨r)∨p ((┐┐p∨┐┐q)∧┐r)∨p ((p∨q)∧┐r)∨p
求合取范式 ((p∨q)∧┐r)∨p
(p∨q∨p)∧(┐r∨p) 求 析(p取∨范q)式∧(┐r∨p) (((交p∨换q律)∧和┐等r幂)∨律p) (p∧┐r)∨(q∧┐r)∨p
求p∧q ∨r的主合取范式
0 0 0 0 解
范
式(-p-∧--q)求∨主(r析1取)范求式 A的析取范式A’
0
0 0 1 0 (1)求A的析取范式A’
任何命题公式的主析取范式都是存在的,并且是唯一的。
0
求命题公式(( p∨q)→r)→p 的主析取范式。
解:((p∨q)→r)→p
p∨(q∧┐r)
N个变元可构成(22n)个若极A小’项的某简单合取式B中不含命题变项
p∧┐q∧r
N个变元可构成2n 个极小项
p
q
r
记 作
0 0 0 m0
0 0 1 m1
0 1 0 m2
0 1 1 m3
1 0 0 m4
1 0 1 m5
1 1 0 m6
1 1 1 m7
范 式 ---- 求主析取范式
p q r 范
范
数理逻辑2.2

2.2 析取范式与合取范式1.简单析取式与简单合取式定义2.2: 命题变项及其否定统称为文字. 仅由有限个文字构成的析取式称作简单析取式. 仅由有限个文字构成的合取式称作简单合取式.*解释: 析取, 合取.例子: p, ┐q, p∨┐p, ┐p∨q, p∨┐q∨r, p∨┐p∨r都是简单析取式.┐p, q, p∧┐p, p∧┐q, p∧q∧┐r, ┐p∧p∧q都是简单合取式.定理2.1: (1) 一个简单析取式是重言式当且仅当它同时含某个命题变项及其的否定式; (2) 一个简单合取式是矛盾式当且仅当它同时含某个命题变项及其否定式.*举例说明: p∨┐p∨q∨r, p∨┐q∨rp∧┐p∧┐q∧r, ┐p∧q∧r2.合取范式与析取范式定义 2.3: 由有限个简单合取式的析取构成的命题公式称为析取范式. 由有限个简单析取式的合取构成的命题公式称为合取范式. 析取范式与合取范式统称为范式.*析取范式的一般形式为A1∨A2∨…∨A s, 其中, A i为简单合取式, i =1, 2, …,s.合取范式的一般形式为B1∧B2∧…∧B t, 其中, B j为简单析取式, j = 1, 2, …, t.例如: (p∧┐q)∨(┐q∧r)∨p是析取范式.(p∨q∨r)∧(┐p∨┐q)∧r∧(┐p∨┐r∨s)为合取范式.定理 2.2: (1)一个析取范式是矛盾式当且仅当它的每个简单合取式都是矛盾式; (2) 一个合取范式是重言式当且仅当它的每个简单析取式都是重言式;例如: (p∧┐p∧q)∨(q∧┐q∧p∧r)∨(p∧┐p∧┐r)是矛盾式;(p∨r∨q∨┐q)∧(p∨┐q∨r∨┐r)∧(┐p∨p∨q∨┐r)是重言式.3. 将合式公式转化为析取范式与合取范式命题公式有5个联结词{∧,∨,┐,→,↔}, 如何把包含这5个联结词的公式转化为合取范式或析取范式?(1) 蕴涵式与等值式A→B⇔┐A∨BA↔B⇔(A→B)∧(B→A)⇔(┐A∨B)∧(┐B∨A)(2) 公式中的否定┐┐A⇔A┐(A∧B)⇔┐A∨┐B┐(A∨B)⇔┐A∧┐B(3) 析取范式与合取范式互换A∧(B∨C)⇔(A∧B)∨(A∧C)A∨(B∧C)⇔(A∨B)∧(A∨C)定理 2.3: (范式存在定理) 任一命题公式都存在与之等值的析取范式与合取范式.求给定公式范式的步骤为:(1) 消去联结词→和↔;(2) 用双重否定律消去双重否定符, 用德∙摩根律内移否定符;(3) 使用分配律: 求析取范式时使用∧对∨的分配律; 求合取范式时, 使用∨对∧的分配律.例2.8: 求公式(p→q)↔r的合取范式与析取范式.解: (1) 先求合取范式:(p→q)↔r⇔(┐p∨q)↔r 消去→⇔((┐p∨q)→r)∧(r→(┐p∨q)) 消去↔⇔(┐(┐p∨q)∨r)∧(┐r∨(┐p∨q)) 消去→⇔((┐┐p∧┐q)∨r)∧(┐r∨┐p∨q) 否定符内移⇔((p∧┐q)∨r)∧(┐p∨q∨┐r) 消去双重否定⇔((p∨r)∧(┐q∨r))∧(┐p∨q∨┐r) ∨对∧的分配律⇔(p∨r)∧(┐q∨r)∧(┐p∨q∨┐r) 结合律(2)求析取范式(p→q)↔r⇔(┐p∨q)↔r 消去→⇔((┐p∨q)→r)∧(r→(┐p∨q)) 消去↔⇔(┐(┐p∨q)∨r)∧(┐r∨(┐p∨q)) 消去→⇔((┐┐p∧┐q)∨r)∧(┐r∨┐p∨q) 否定符内移⇔((p∧┐q)∨r)∧(┐p∨q∨┐r) 消去双重否定,交换律⇔(p∧┐q∧┐p)∨(p∧┐q∧q)∨(p∧┐q∧┐r)∨(┐p∧r)∨(q∧r)∨(r∧┐r)∧对∨的分配律⇔0∨0∨(p∧┐q∧┐r)∨(┐p∧r)∨(q∧r)∨0 矛盾律⇔(p∧┐q∧┐r)∨(┐p∧r)∨(q∧r) 同一律定义2.4: 在含有n个命题变项的简单合取式(简单析取式)中,若每个命题变项和它的否定式恰好出现一次且仅出现一次,而且命题变项或它的否定式按下标从小到大或按字典序排列, 称这样的简单合取式(简单析取式)为极小项(极大项).*由于每个命题变项在极小项中以原形式或否定形式出现且仅出现一次, 因而n个命题变项共产生2n个不同的极小项(或极大项). 每个极小项有且仅有一个成真赋值, 每个极大项有且仅有一个成假赋值. (见下表格)例如: 含p和q的极小项和极大项极小项极大项公式成真赋值名称公式成假赋值名称┐p∧┐q 0 0 m0p∨q 0 0 M0┐p∧q 0 1 m1p∨┐q 0 1 M1 p∧┐q 1 0 m2┐p∨q 1 0 M2 p∧q 1 1 m3┐p∨┐q 1 1 M3 例如: 含p, q, r的极小项与极大项极小项极大项成真名成假名公式赋值称公式赋值称┐p∧┐q∧┐r 0 0 0 m0p∨q∨r 0 0 0 M0 ┐p∧┐q∧r 0 0 1 m1p∨q∨┐r 0 0 1 M1 ┐p∧q∧┐r 0 1 0 m2p∨┐q∨r 0 1 0 M2┐p∧q∧r 0 1 1 m3p∨┐q∨┐r 0 1 1 M3 p∧┐q∧┐r 1 0 0 m4┐p∨q∨r 1 0 0 M4 p∧┐q∧r 1 0 1 m5┐p∨q∨┐r 1 0 1 M5 p∧q∧┐r 1 1 0 m6┐p∨┐q∨r 1 1 0 M6 p∧q∧r 1 1 1 m7┐p∨┐q∨┐r 1 1 1 M7*解释极小项与极大项的不同, 成真赋值与成假赋值.定理2.4: 设M i和m i是含命题变项p1, p2, …, p n的极大项和极小项, 则有┐m i⇔M i和┐M i⇔m i .定义 2.5: 所有简单合取式(简单析取式)都是极小项(极大项)的析取范式(合取范式)称为主析取范式(主合取范式).定理 2.5: 任何命题公式都存在与之等值的主析取范式和主合取范式, 并且是唯一的.证明: 这里只证主析取范式的存在性和唯一性.首先证明存在性. 设A是任一含n个命题变项的公式. 由定理2.3可知, 存在与A等值的析取范式A’, 即A⇔A’. 若A’的某个简单合取式A i中既不含命题变项p j, 也不含它的否定式┐p j, 则将A i展开成如下等值式:A i∧(p j∨┐p j)⇔(A i∧p j)∨(A i∧┐p j)继续这个过程, 直到所有的简单合取式都含有所有的命题变项或它的否定式.若在演算过程中出现的命题变项在极小项中出现矛盾式, 则应消去.如用p代替p∧p, m i代替m i∨m i,0代替矛盾式等. 最后, 就将A化为与之等值的主析取范式A”.下面再证明唯一性. 假设命题公式A等值于两个不同的主析取范式B和C, 那么必有B⇔C. 由于B和C是不同的主析取范式, 不妨设极小项m i只出现在B中, 而不出现在C中. 于是,角标i的二进制表示为B的成真赋值, 而为C的成假赋值, 这与B⇔C矛盾.主合取范式的存在性和唯一性可类似证明.例2.9: 求公式(p→q)↔r的主析取范式和主合取范式.解: (1) 求主析取范式在例2.8中已求出(p→q)↔r⇔(p∧┐q∧┐r)∨(┐p∧r)∨(q∧r), 因此(p→q)↔r⇔(p∧┐q∧┐r)∨(┐p∧r)∨(q∧r)⇔(p∧┐q∧┐r)∨(┐p∧r∧(q∨┐q))∨(q∧r∧(p∨┐p))⇔(p∧┐q∧┐r)∨(┐p∧r∧q)∨(┐p∧r∧┐q)∨(q∧r∧p)∨(q∧r∧┐p)⇔(┐p∧┐q∧r)∨(┐p∧q∧r)∨(p∧┐q∧┐r)∨(p∧q∧r) ⇔m1∨m3∨m4∨m7(2) 求主合取范式在例2.8中, 已求出(p→q)↔r⇔(p∨r)∧(┐q∨r)∧(┐p∨q∨┐r), 因此,(p→q)↔r⇔(p∨r)∧(┐q∨r)∧(┐p∨q∨┐r)⇔(p∨r∨(q∧┐q))∧(┐q∨r∨(p∧┐p))∧(┐p∨q∨┐r)⇔(p∨r∨q)∧(p∨r∨┐q)∧(┐q∨r∨p)∧(┐q∨r∨┐p)∧(┐p∨q∨┐r)⇔(p∨q∨r)∧(p∨┐q∨r)∧(┐p∨q∨┐r)∧(┐p∨┐q∨r) ⇔M0∧M2∧M5∧M64.主析取范式和主合取范式与真值表的一一对应关系例2.10: 给出合式公式: (p→q)↔r.它的真值表见下图.p q r p→q (p→q)↔r0 0 0 1 00 0 1 1 10 1 0 1 00 1 1 1 11 0 0 0 11 0 1 0 01 1 0 1 01 1 1 1 1主析取范式:(p→q)↔r⇔(┐p∧┐q∧r)∨(┐p∧q∧r)∨(p∧┐q∧┐r)∨(p∧q∧r) ⇔m1∨m3∨m4∨m7主合取范式(p→q)↔r⇔(p∨q∨r)∧(p∨┐q∨r)∧(┐p∨q∨┐r)∧(┐p∨┐q∨r) ⇔M0∧M2∧M5∧M6*从主析取范式求主合取范式(或从主合取范式求主析取范式)*判断公式的类型:重言式或矛盾式的主析取范式和主合取范式是什么样的?设公式A中含n个命题变项, 容易看出:(1)A为重言式当且仅当A的主析取范式含全部2n个极小项.(2)A为矛盾式当且仅当A的主析取范式不含任何极小项,此时, 记A的主析取范式为0.(3)A为可满足式当且仅当A的主析取范式至少含一个极小项.例2.11: 用公式的主析取范式判断下列公式的类型.(1) ┐(p→q)∧q(2) p→(p∨q)(3) (p∨q)→r解: 公式(1), (2)只含两个命题变项, 而(3)中含3个命题变项.(1) ┐(p→q)∧q⇔┐(┐p∨q)∧q⇔(┐┐p∧┐q)∧q⇔p∧┐q∧q⇔0, 故(1)式是矛盾式.*矛盾式的主析取范式与主合取范式(2) p→(p∨q)⇔┐p∨(p∨q)⇔(┐p∧(q∨┐q))∨(p∧(q∨┐q))∨(q∧(p∨┐p))⇔(┐p∧q)∨(┐p∧┐q)∨(p∧q)∨(p∧┐q)∨(q∧p)∨(q∧┐p)⇔(┐p∧┐q)∨(┐p∧q)∨(p∧┐q)∨(p∧q)⇔m0∨m1∨m2∨m3故(2)式是重言式.也可以按如下方式:p→(p∨q)⇔┐p∨(p∨q)⇔┐p∨p∨q⇔1∨q⇔1⇔m0∨m1∨m2∨m3*重言式的主析取范式与主合取范式.(3) (p∨q)→r⇔┐(p∨q)∨r⇔(┐p∧┐q)∨r⇔(┐p∧┐q∧(r∨┐r))∨(r∧(p∨┐p))⇔(┐p∧┐q∧r)∨(┐p∧┐q∧┐r)∨(r∧p)∨(r∧┐p)⇔(┐p∧┐q∧r)∨(┐p∧┐q∧┐r)∨(p∧r∧(q∨┐q))∨(┐p∧r∧(q∨┐q))⇔(┐p∧┐q∧r)∨(┐p∧┐q∧┐r)∨(p∧r∧q)∨(p∧r∧┐q)∨(┐p∧r∧q)∨(┐p∧r∧┐q)⇔(┐p∧┐q∧┐r)∨(┐p∧┐q∧r)∨(┐p∧q∧r)∨(p∧┐q ∧r)∨(p∧q∧r)⇔m0∨m1∨m3∨m5∨m7故(3)式是可满足式.*判定两个合式公式是否等值.两个合式公式等值当且仅当它们有相同的主析取范式(主合取范式).例2.12: 某科研所要从3名科研骨干A, B, C中挑选1至2名出国进修. 由于工作需要, 选派时要满足以下条件:(1)若A去, 则C同去.(2)若B去, 则C不能去.(3)若C不去, 则A或B可以去.问所里有哪些选派方案?解: 设p: 派A去; q: 派B去; r: 派C去.由已知条件可得公式: (p→r)∧(q→┐r)∧(┐r→(p∨q))该公式的成真赋值即为可行的选派方案. 经演算得到(p→r)∧(q→┐r)∧(┐r→(p∨q))⇔(┐p∧┐q∧r)∨(┐p∧q∧┐r)∨(p∧┐q∧r)⇔m1∨m2∨m5故有三种选派方案:(1)C去, A和B都不去; (2) B去, A和C都不去;(3) A和C同去, B不去.作业:1.用等值演算求下列公式的主析取范式, 并求成真赋值.(1) (┐p→q)→(┐q∨p)(2) (┐p→q)∧(q∧r)(3) (p∨(q∧r))→(p∨q∨r)2.用等值演算求下列公式的主合取范式, 并求成假赋值.(1) (p→(p∨q))∨r(2) ┐(q→┐p)∧┐p3.求下列公式的主析取范式, 再用主析取范式求主合取范式.(1) (p→q)∧(q→r)4.用真值表求下列公式的主析取范式与主合取范式.(1) (p q)→r(2) ┐(q→┐p)∧┐p。
主析取范式和主合取范式的关系

主析取范式和主合取范式的关系
主析取范式和主合取范式是求出布尔代数表达式的两种常见方式,它们拥有一定的内在联系,也可以互相转换。
在了解二者关系之前,我们先简单介绍一下主析取范式和主合取范式的概念。
主析取范式:将一个布尔代数表达式拆分成多个项(每个项包含有布尔变量及其取反形式),并用“或”连接。
从定义上可以看出,主析取范式和主合取范式都是针对布尔代数表达式,而分别使用“或”和“与”连接各个项,这也是它们存在联系的重要原因。
具体来说,主析取范式和主合取范式可以互相转换,这是因为它们本质上表示同一个逻辑意义,只是用不同的逻辑运算符来表达。
具体的转换方法可以通过以下步骤实现:
1. 首先需要将原始布尔代数表达式转化为其对偶形式(即对所有变量取反)。
这一步的目的是使后续处理更加方便,因为对于布尔代数表达式和其对偶形式,主析取范式和主合取范式是等价的。
2. 接着针对对偶形式的布尔代数表达式,先求出它的主析取范式,然后再对这个主析取范式进行求反(即将所有项中的“或”替换为“与”,所有变量取反),得到主合取范式。
综上所述,主析取范式和主合取范式是求解布尔代数表达式的两个重要方法,它们可以互相转换,并且对于一些逻辑设计和开发的问题,往往能够提供较为便利的解决方案。
析取范式与合取范式

析取范式与合取范式析取范式与合取范式合同协议书合同基本信息合同名称:析取范式与合取范式合同协议书合同编号:____________________________签署日期:____________________________合同生效日期:____________________________合同标的:析取范式与合取范式应用及其相关服务合同方信息合同方甲(服务提供方):名称:____________________________地址:____________________________联系电话:____________________________电子邮箱:____________________________合同方乙(服务接受方):姓名:____________________________地址:____________________________联系电话:____________________________电子邮箱:____________________________服务内容服务项目1:析取范式的理论讲解与应用服务项目2:合取范式的理论讲解与应用服务项目3:相关案例分析与实际应用服务项目4:提供相关资料及文献支持服务标准服务标准1:服务内容应涵盖析取范式与合取范式的基本概念、计算方法及应用实例。
服务标准2:提供的材料应为最新的研究成果及学术资料,确保准确性与前瞻性。
服务标准3:服务应包括理论讲解、问题解答及案例分析,确保服务效果。
服务时间与地点服务开始日期:____________________________服务结束日期:____________________________服务地点:____________________________服务时间安排:____________________________费用及支付方式服务费用总额:____________________________费用明细:明细1:____________________________明细2:____________________________支付方式:____________________________支付时间安排:____________________________第一次支付:____________________________第二次支付:____________________________双方责任合同方甲(服务提供方)负责按合同约定提供服务,确保服务质量,并在规定时间内完成服务内容。
简单析取式和简单合取式

┐((┐p∧┐q)∨r)∨p ((┐┐p∨┐┐q)∧┐r)∨p ((p∨q)∧┐r)∨p
p∨(q∧┐r)
(交换律和吸收律)
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范 式 ---- 主范式
主析取范式概念
求主析取范式 主合取范式概念 求主合取范式
范 式 ---- 主析取范式
定义 形如A=A1∨A2∨……∨An
范 式 ---- 对
偶 式
定理1.2 设A与A*互为对偶式,p,q,r是出现在A 和A*中的全部的命题变项,若将A和A*写成函 数形式:
┐A(p,q,r)┐p∨(q∧┐r)A*(┐p,┐q,┐r) A*(┐p,┐q,┐r)┐p∧(q∨┐r)┐A*(p,q,r)
对偶原理
设A,B为命题公式,若AB,则A*B*, 其中A*,B*分别为A,B的对偶式。
范 式
对偶式 简单析取式和简单合取式 析取范式和合取范式 主范式
01计机 08号 陈燕丽
范 式 ---- 对偶 式 Nhomakorabea定义: 在仅含有联结词┐,∨,∧的命题公式A中,将∨换成 ∧, ∧换成∨,若A中含0或1,就将0换成1,1换成0, 所得命题公式称为A的对偶式,记作A*。
如:┐p∨(q∧r)与┐p∧(q∨r) (P∨q)∨0与(P∧q) ∧1 互为对偶式
范 式 ---- 析取范式和合取范式
范式存在定理 任一命题公式都存在着与之等值 的析取范式和合取范式
例 求命题公式((p∨q)→r)→q的范 式 解: 化简 原式(┐(p∨q)∨r)→q)
(消去第一个→)
┐(┐(p∨q)∨r)∨p
(消去第一个→)
求合取范式 ((p∨q)∧┐r)∨p (p∨q∨p)∧(┐r∨p) 求析取范式 (p∨q)∧(┐r∨p) ((p ∨q)∧┐r)∨p) (交换律和等幂律 (p∧┐r)∨(q∧┐r)∨p
析取范式与合取范式

不相同。极小项和它的成真赋值构成了一一对应的关系。 可用成真赋值为极小项进行编码,并把编码作为m的下标来 表示该极小项,叫做该极小项的名称。 两个命题变元的极小项、成真赋值和名称如表1-7.2所示。 三个命题变元的极小项,成真赋值和名称如表1-7.3所示。 从表1-7.2和表1-7.3中可以看出,极小项与其成真赋值的 对应关系为:变元对应1,而变元的否定对应0。
从表1-7.5和表1-7.6中可以看出,极大项与成假赋值的对应 关系为:变元对应0,而变元的否定对应1。
极大项的性质
极大项 p∨q p∨¬q ¬p∨q ¬p∨¬q
极大项 p∨q∨r p∨q∨¬r p∨¬q∨r p∨¬q∨¬r ¬p∨q∨r p∨q∨¬r ¬p∨¬q∨r ¬p∨¬q∨¬r
表1-7.5
主析取和主合取范式的关系
在前面例中,求出(p→q)→r的主析取范式为: m7∨m5∨m4∨m3∨m1⇔∑1,3,4,5,7
求出该公式的主合取范式为: M0∧M2∧M6⇔∏0,2,6
¾ 比较这两个结果,得出以下的结论:同一公式的主析取 范式中m的下标和主合取范式中M的下标是互补的。因 此,知道了主析(合)取范式就可以写出主合(析)取范 式。
i=0
主析取范式
定义1-7.7 对于给定的命题公式,如果有一个它的 等价公式,仅由极小项的析取组成,称该公式 为原公式的主析取范式。
¾ 任何命题公式都存在着与之等价的主析取范 式。
主析取范式
一个命题公式的主析取范式可以由以下两种方法求得: ⑴ 等价演算法:即用基本等价公式推出。
用等价演算法求主析取范式的步骤如下: ① 化归为析取范式。 ② 除去析取范式中所有永假的基本积。 ③ 在基本积中,将重复出现的合取项和相同变元合并。 ④ 在基本积中补入没有出现的命题变元,即添加
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命题常项与命题变项
真值确定的命题称为命题常项或命题常元。
例如,下面的,都是命题常项。
p:2是素数。
q:雪是黑色的。
简单陈述句中,由于某个或某些成分取值不同而导致该句真值不确定,这种句子称为命题变项,它不是命题,但这个或这些元素成分一旦取值定下来,句子就成为命题。
例不是命题,但当给定与确定的值后,它的真值也就定下来了,它是命题
变项。
命题变项也用表示之。
一个符号,例如,它表示的是命题常
项还是命题变项,一般由上下文来确定。
一个命题变项经符号化后,如符号化为,就可以表示任意的命题。
析取范式与合取范式
析取
用连词∨把几个公式连接起来所构成的公式叫做析取,而此析取式的每一组成部分叫做析取项。
由一些合适公式所构成的任一析取也是一个合适公式。
合取
用连词∧把几个公式连接起来而构成的公式叫做合取,而此合取式的每个组成部分叫做合取项。
一些合适公式所构成的任一合取也是一个合取公式。
定义
命题变项及其否定统称作文字。
仅由有限个文字构成的析取式称为简单析取式。
仅由有限个文字构成的合取式称为简单合取式。
例如,文字:p,┐q,r,q。
简单析取式:p,q,p∨q,p∨┐p∨r,┐p∨q∨┐r。
简单合取式:p,┐r,┐p∧r,┐p∧q∧r,p∧q∧┐q。
定理
(1)一个简单析取式是重言式当且仅当它同时含某个命题变项及它的否定。
(2)一个简单合取式是矛盾式当且仅当它同时含某个命题变项及它的否定。
矛盾式
contradictory(矛盾式或永假式)
设A为任一命题公式,若A在它的各种指派情况下,其取值均为假,则称A是矛盾式或永假式。
若命题公式A不是矛盾式,则称A为可满足式。
重言式
Tautology (重言式又称为永真式)
设A为任一命题公式,若A在它的各种赋值下取值均为真,则称A是重言式。
定义
(1)由有限个简单合取式构成的析取式称为析取范式。
(2)由有限个简单析取式构成的合取式称为合取范式。
(3)析取范式与合取范式统称为范式。
例如,析取范式:(p┐∧q)∨r,┐p∧q∧r,p∨┐q∨r。
合取范式:(p∨q∨r)∧(┐q∨r),┐p∧q∧r,p∨┐q∨r。
定理
(1)一个析取范式是矛盾式当且仅当它的每个简单合取式都是矛盾式。
(2)一个合取范式是重言式当且仅当它的每个简单析取式都是重言式。
在布尔逻辑中,析取范式(DNF)是逻辑公式的标准化(或规范化),它是合取子句的析取。
作为规范形式,它在自动定理证明中有用。
一个逻辑公式被认为是DNF 的,当且仅当它是一个或多个文字的一个或多个合取的析取。
同合取范式(CNF)一样,在DNF 中的命题算子是与、或和非。
非算子只能用做文字的一部分,这意味着它只能领先于命题变量。
例如,
下列公式都是DNF:,,,
但如下公式不是DNF:NOT 是最外层的算子,
一个OR 嵌套在一个AND 中把公式转换成DNF 要使用逻辑等价,比如双重否定除去、德·摩根定律和分配律。
注意所有逻辑公式都可以转换成析取范式。
但是,在某些情况下转换成DNF 可能导致公式的指数性爆涨。
例如,在DNF 形式下,如下逻辑公式有2n 个项:
在布尔逻辑中,一个公式是合取范式(CNF)的,如果它是子句的合取。
作为规范形式,它在自动定理证明中有用。
它类似于在电路理论中的规范和之积形式。
所有的文字的合取和所有的文字的析取是CNF 的,因为可以被分别看作一个文字的子句的合取和一个单一子句的合取。
和析取范式(DNF)中一样,在CNF 公式中可以包含的命题连结词是与、或和非。
非算子只能用做文字的一部分,这意味着它只能在命题变量前出现。
例如,下列所有公式都是CNF:,,
,
而下列不是:,,
上述三个公式分别等价于合取范式的下列三个公式:
,,
所有命题公式都可以转换成CNF 的等价公式。
这种变换基于了关于逻辑等价的规则:双重否定律、德·摩根定律和分配律。
因为所有逻辑公式都可以转换成合取范式的等价公式,证明经常基于所有公式都是CNF 的假定。
但是在某些情况下,这种到CNF 的转换可能导
致公式的指数性爆涨。
例如,把下述非-CNF 公式转换成CNF 生成有个子句的公式:
布尔变量(Boolean Variable)是有两种逻辑状态的变量,它包含两个值:真和假。
如果在表达式中使用了布尔型变量,那么将根据变量值的真假而赋予整型值1或0。
要把一个整型变量转换成布尔型变量,如果整型值为0,则其布尔型值为假;反之如果整型值为非0,则其布尔型值为真。
布尔型变量在运行时通常用做标志,比如进行逻辑测试以改变程序流程。