离散数学 第二章练习题答案

一、 选择题1．下列四个公式正确的是①)()())()((x xB x xA x B x A x ∀∧∀⇒∧∀ ②)()())()((x xB x xA x B x A x ∀∨∀⇒∨∀③)()())()((x xB x xA x B x A x ∃∨∃⇒∨∃ ④))()(()()(x B x A x x xB x xA ∧∃⇒∃∧∃A.①③B.①④C.③④D.②④2. 谓词公式)())()((x Q y yR x P x →∃∨∀中量词∀x 的辖域是( )(A) ))()((y yR x P x ∃∨∀ (B) P (x ) (C ) )()(y yR x P ∃∨ (D) )(x Q3. 谓词公式))()(()(x xQ x Q x x xP ⌝∃→⌝∀→∀的类型是（ ）(A ) 永真式 (B) 矛盾式(C) 非永真式的可满足式 (D) 蕴涵式4. 设个体域为整数集，下列公式中其真值为1的是( )(A ) )0(=+∃∀y x y x (B) )0(=+∀∃y x x y(C))0(=+∀∀y x y x (D) )0(=+∃⌝∃y x y x5. 设个体域{,}A a b =，公式()()xP x xS x ∀∧∃在中消去量词后应为 ( )(A) ()()P x S x ∧ (B ) ()()(()())P a P b S a S b ∧∧∨(C) ()()P a S b ∧ (D) ()()()()P a P b S a S b ∧∧∨6. 在谓词演算中，下列各式正确的是( )(A) (,)(,)x yA x y y xA x y ∃∀⇔∀∃ (B ) (,)(,)x yA x y y xA x y ∃∃⇔∃∃(C) (,)(,)x yA x y x yA x y ∃∀⇔∀∃ (D) (,)(,)x yA x y y xA x y ∀∀⇔∀∀7.下列各式不正确的是( )(A ) (()())()()x P x Q x xP x xQ x ∀∨⇔∀∨∀(B) (()())()()x P x Q x xP x xQ x ∀∧⇔∀∧∀(C) (()())()()x P x Q x xP x xQ x ∃∨⇔∃∨∃(D) (())()x P x Q xP x Q ∀∧⇔∀∧8. 设I 是如下一个解释：D ＝{a,b}, 01 0 1b) P(b,a) P(b,b) P(a,),(a a P 则在解释I 下取真值为1的公式是( ).(A) ∃x ∀yP(x,y) (B)∀x ∀yP(x,y) (C)∀xP(x,x) (D )∀x ∃yP(x,y).9. 设个体变元z y x ,,的论域都为自然数集合，(,,):,P x y z x y z +=(,,),(,):Q x y z x y z R x y x y ⋅=<：，则以下命题中（ ）是假命题.A ．),0,(x x xP ∀B ．),,(y y x yP x ∀∃C ．),,(x x y yQ x ∃∀D ．)0,(x xR ∀10. 下面不是命题的是（ ）A ．()xP x ∀B ．()()x P x ∃C ．()()()x P x P y ∀∨D ．()()(()())x y P x R y ∃∃→11公式()()()()x P x x Q x ∀→∀的前束范式为（ ）A ．()()(()())x y P x Q y ∀∀→B ．()()(()())x y P x Q y ∀∃→C ．()()(()())x y P x Q y ∃∀→D ．()()(()())x y P x Q y ∃∃→12. 公式()(())x P x Q ∀↔⇔（ ）A ．(()())(()())x P x Q Q x P x ∀→∧→∀B ．(()())(()())x P x Q Q x P x ∀→∧→∃C (()())(()())x P x Q Q x P x ∃→∧→∀D ．(()())(()())x P x Q Q x P x ∃→∧→∃13. ()()(,)x y P x y ∀∃的否定是（ ）A ．()()(,)x y P x y ∀∀⌝B ．()()(,)x y P x y ∃∀⌝C ．()()(,)x y P x y ∀∃⌝D ．()()(,)x y P x y ∃∃⌝14.下列谓词公式与()(()())x A x B x ∀↓等价的是（ ）A ．()()()()x A x xB x ∀↓∀ B ．()()()()x A x x B x ∀↑∀C ．()()()()x A x x B x ∃↓∃D ．()()()()x A x x B x ∃↑∃15.在谓词演算中，()P a 是()xP x ∀的有效结论，其理论依据是（ ）A ．USB ．UGC ．ESD ．EG16. 设个体域是整数集合，P 代表∀x ∀y ((x <y )→(x -y <x ))，下面4个命题中为真的是( )(A) P 是真命题 (B ) P 是假命题(C) P 是一阶逻辑公式，但不是命题 (D) P 不是一阶逻辑公式二、填空题1. 设全体域D 是正整数集合，确定下列命题的真值：(1) ()x y xy y ∀∃= ( 0 ) (2) ()+x y x y y ∃∀= ( 0 )(3) ()+x y x y x ∃∀= ( 0 ) (4) (2)x y y x ∀∃= ( 1 )2. 谓词公式()((,)())()((,)()())x P x y Q z y R x y z Q z ∀∨∧∃→∀中量词∀x 的辖域是3. 公式()(()(,)()(,))()x P x Q x y z R y z S x ∀→∨∃→中量的自由变量为 x,y 约束变量为 x,z4. 设个体域D ＝{1,2},那么谓词公式)()(y yB x xA ∀∨∃消去量词后的等值式为 .A (1)∨A (2)∨(B (1)∧B (2)) .5. 设个体域D ＝{a ,b },公式)),()((y x yH x G x ∃→∀消去量词化为. (G (a )→(H (a ,a )∨H (a ,b )))∧ (G (b )→(H (b ,a )∨H (b ,b )))6. 设N (x )：x 是自然数，Z (y )；y 是整数，则命题“每个自然数都是整数，而有些整数不是自然数”符号化为 (()())(()())x N x Z x x Z x N x ∀→∧∃∧⌝7. 谓词公式∀x (F (x )→G (x ))∧⌝∀y (F (y )→G (y ))的类型是 永假式 ．8. 设个体域{1,2},谓词P (1)=1,P(2)=0，Q(1)=0，Q (2)=1，则∀x (P (x )∨Q (x ))的真值是 19.只用联结词,,⌝∀→表示以下公式()(()())x P x Q x ∃∧= ()(()())x P x Q x ⌝∀→⌝()(()()())x P x y Q y ∃↔∀= ()((()()())(()()()))x P x y Q y y Q y P x ⌝∀→∀→⌝∀→ ()(()()())y x P x Q y ∀∀∨⌝= ()(()()())y Q y x P x ∀→∀三、计算及证明1. 求谓词公式))(())((a f R x Q P x ∧→∀的真值．其中P ：4>3，Q （x ）：x >1，R （x ）：x ≤2．f （-3）=1，f （1）=5，f （5）= -3．a ：5．个体域D =（-3，1，5）．解：))(())((a f R x Q P x ∧→∀=))5(())5(())1(())3((f R Q P Q P Q P ∧→∧→∧-→=)3()11()01()01(-∧→∧→∧→R01100=∧∧∧=2.说明公式))(),(()(x xP y x yG x xP ∀→∃→∀是逻辑有效式(永真式)．解：因为))(),(()(x xP y x yG x xP ∀→∃→∀是)(P Q P →→的代换实例，可知 ))(),(()(x xP y x yG x xP ∀→∃→∀是逻辑有效式．或 ))(),(()(x xP y x yG x xP ∀∨⌝∃∨⌝∀1)(),()(⇔∨⌝∃∨⌝∀⇔x P y x yG x xP3. 通过等值演算说明下列等值式成立： )()())()((x xQ x xP x Q x P x ∃→∀⇔→∃证：⇔→∃))()((x Q x P x )()((x Q x P x ∨⌝∃))()(x xQ x P x ∃∨⌝∃⇔)()(x xQ x xP ∃∨⌝∀⇔)()(x xQ x xP ∃→∀⇔4. 求谓词公式),,()),(),((z y x zH y x yG y x xF ∃∧∀→∀的前束范式解：),,()),(),((z y x zH y x yG y x xF ∃∧∀→∀),,()),(),((z y x zH y x yG y x xF ∃∧∀∨⌝∀⇔((,)(,))(,,)u F u y vG x v zH x y z ⇔∃⌝∨∀∧∃((,)(,))(,,))u F u y vG x v zH x y z ⇔∃⌝∨∀∧∃(((,)(,))(,,))u v z F u y G x v H x y z ⇔∃∀∃⌝∨∧(或(((,)(,))(,,))u v z F u y G x v H x y z ⇔∃∀∃→∧)5. 前提：∃xF (x ), ∀x (F (x )→G (x )∧H (x ))结论：∃x (F (x )∧H (x ))6. 构造推理证明))()(()()(x Q x P x x xQ x xP →∀⇒∀→∃． （提示：))()(()()(x B x A x x xB x xA ∨∀⇒∀∨∀.) 证 ① )()(x xQ x xP ∀→∃ 前提引入② )()(x xQ x xP ∀∨⌝∃ T ①,蕴含等值式③ )()(x xQ x P x ∀∨⌝∀ T ②,量词否定 ④ ))()((x Q x P x ∨⌝∀⑤ ))()((x Q x P x →∀ T ④,蕴含等值式 法2：（反证法）① (()())x P x Q x ⌝∀→ 前提引入② (()())x P x Q x ∃∧⌝ T E ①,③ ()()P c Q c ∧⌝ ES ②, ④ ()Q c ⌝ T ③ , ⑤ ()P c T ③,⑥()xP x ∃ EG ⑤ ⑦)()(x xQ x xP ∀→∃ P⑧()xQ x ∀ T ⑦⑨()Q c UG ⑧ ⑩()()Q c Q c ⌝∧ T ④。