离散数学第一章数理逻辑
离散数学期末复习
离散数学内容总结大纲第一篇 数理逻辑第1章 命题逻辑求命题公式的主析取范式及主合取范式例 求()()p r q p ∨⌝∧∨的主析取范式及主合取范式。
例 求(P →Q)∧R 的主析取范式及主合取范式。
例 求命题公式R Q P ∨∧)(的主析取范式和主合取范式。
例 求公式A =(p →⌝q )→r 的主析取范式与主合取范式。
例 求()r q p →→的主析取范式。
判断公式类型例 用等值演算法判断公式q ∧⌝ (p →q )的类型例 判断下列命题公式的类型(永真式、永假式、可满足式),方法不限。
(1)(2)证明例 证明:()()()r q r p r q p →∧→⇔→∨ 例 证明:r q p r q p →∧⇔→→)()( 例 推证:⌝Q ∧(P →Q)⇒⌝P例 前提:q p s q r p ∨→→,,,结论:s r ∨。
该结论是否有效?请说明原因。
在命题逻辑中构造下面推理的证明:例 如果小张守第一垒并且小李向B 队投球,则A 队获胜。
或者A 队未获胜,或者A 队成为联赛的第一名。
小张守第一垒。
A 队没有成为联赛的第一名。
因此小李没有向B 队投球。
解:先将简单命题符号化。
P:小张守第一垒;Q:小李向B队投球;R:A队取胜;S:A 队成为联赛第一名。
前提:(P∧Q)→R,R∨S,P,S结论:Q证明:(1) R∨S 前提引入(2) S 前提引入(3) R (1)(2)析取三段论(4) (P∧Q)→R 前提引入(5) (P∧Q) (3)(4)拒取式(6) P∨Q (5)置换(7) P 前提引入(8) Q (6)(7)析取三段论例一个公安人员审查一件盗窃案,已知下列事实:(1)甲或乙盗窃了录像机;(2)若甲盗窃了录像机,则作案时间不能发生在午夜前;(3)若乙的证词正确,则午夜时屋里灯光未灭;(4)若乙的证词不正确,则作案时间发生在午夜前;(5)午夜时屋里灯光灭了。
根据以上事实,推断谁是盗窃犯。
(在命题逻辑中构造推理证明。
精品文档-离散数学(方世昌)-第1章
第1章 数理逻辑
例 1.1 - 1 下述都是命题: (1) 今天下雪; (2) 3+3=6; (3) 2 是偶数而 3 是奇数; (4) 陈涉起义那天,杭州下雨; (5) 较大的偶数都可表为两个质数之和。
3
第1章 数理逻辑
以上命题中,(1)的真值取决于今天的天气; (2)和(3)是真; (4)已无法查明它的真值,但它是或真或假的, 故将它归属于 命题; (5)目前尚未确定其真假,但它是有真值的,应归属于 命题。
6
第1章 数理逻辑
从以上分析,我们得出他必须既非说谎也不是讲真话。 这 样,断言“我正在说谎”事实上不能指定它的真假,所以不是命 题。 这种断言叫悖论。
若一个命题已不能分解成更简单的命题,则这个命题叫原子 命题或本原命题。 例1.1 - 1中(1)、(2)、(4)、(5)都是本原命 题,但(3)不是,因为它可写成“2 是偶数”和“3 是奇数”两 个命题。
译为P∧Q,但“林芬和林芳是姐妹”就不能翻释成两个命题的合
取,它是一个原子命题。
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第1章 数理逻辑
1.1.3 命题变元和命题公式 通常,如果P代表真值未指定的任意命题,我们就称P为命题
变元; 如果P代表一个真值已指定的命题,我们就称P为命题常元。 但由于在命题演算中并不关心具体命题的涵义,只关心其真假值, 因此,我们可以形式地定义它们。
以“真”、“假”为其变域的变元,称为命题变元; T和F称 为命题常元。
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第1章 数理逻辑
习惯上把含有命题变元的断言称为命题公式。 但这样描述 过于表面,它没能指出命题公式的结构。 因为不是由命题变元、 联结词和一些括号组成的字符串都能成为命题公式,因此在计算 机科学中常用以下定义。
单个命题变元和命题常元叫原子公式。 由以下形成规则生 成的公式叫命题公式(简称公式):
[工学]离散数学ch4[1]谓词逻辑基本概念
P称为谓词 小陈、x是客体
P(x)是命题函数
P(小陈) ;P(小林)
P(x): x是大学生
谓词和量词:谓词
客体:
在句子中,可以独立存在的客观实体(一般 为句子的主语或宾语)。客体常用带有或不 带有下标的小写字母表示,如:x, y, z, a1, a2, a3……
谓词:
刻划客体的性质或几个客体间关系的模式 叫谓词,常用大写字母A, B, …… ,P, Q ,……表示。
谓词和量词:量词
考虑下列命题
所有的人都是要死的
有的人可以活百岁以上 命题当中,除了有客体和谓词外,还有表 示数量的词,称为量词 量词的种类: 全称量词 存在量词
谓词和量词:量词
1.全称量词
对应于日常语言中的: “一切的”, “所 有的”, “任意的”等 用符号“ ”表示 x表示:对客体域里面的所有客体 x读作‘对任意x’ xF(x)表示客体域里面的所有客体x都 有性质F
离散数学
第一部分 数理逻辑 谓词逻辑基本概念
简单回顾
命题和联结词
命题公式分类
永真式 永假式 可满足式
判定问题
真值表方法 命题演算 范式
等价关系 永真蕴含 对偶 代入 主析取范式 (极小项之和) 主合取范式(极大项之积)
推理理论
命题和联接词 判定问题 推理
推理的形式结构 推理的方法
命题逻辑的局限性
17世纪:莱布尼兹 ,“普遍的符号语言”、推理演算和 思维机械化的思想 1879年:G.弗雷格《概念语言》一阶逻辑体系
19世纪70年代: G.康托尔创立了集合论
谓词演算
谓词 谓词演算中的量词 谓词公式 自由变元与约束变元
离散数学 练习-第1部分 数理逻辑(解答)
5、下列命题公式为重言式的是( D ),为矛盾式的是( C )
A、(P→Q)⋀Q⋀R
B、(P→P)→Q
C、(Q⋁R)⋀R
D、((P→Q)⋀(Q→R))→(P→R)
6、命题公式 (P→Q) 的主合取范式中含有( D )个极大项, 主析取范式中含有( B )个极小项 A、0 B、1 C、2 D、3
7、下列式子不正确的是( D ) A、∃xA(x) ⇔ ∀xA(x) B、∃x(A→B(x)) ⇔ A→∃xB(x) C、∀xA(x) ⇔ ∃xA(x) D、∀x(A(x)→B) ⇔ ∀xA(x)→B
以下方案任选一:①A不去,B不去,C去;②A不去,B去,C不去; ③A去,B不去,C去
9、证明下列谓词公式为永真式
(xF( x) yG( y)) (yG( y) xF( x))
证明:题中的谓词公式为 (P Q) (Q P) 的代换实例
(P Q) (Q P) (P Q) (Q P) (P Q) (P Q) 1 (A A 1)
(P Q R) (P Q R) (P Q R) (P Q R) (P Q R) (P Q R) (P Q R) (P Q R) m001 m000 m011 m111 m0 m1 m3 m(7 主析取范式) M2 M4 M5 M(6 主合取范式) (P Q R) (P Q R) (P Q R) (P Q R)
命题“并不是所有汽车都比火车跑得慢”可符号化为( C )
命题“说汽车都比火车快是不对的”可符号化为( C ) A、∃x(F(x)∧∀y(G(y)→H(x,y))) B、∃x∃y(F(x)∧G(y)→H(x,y)) C、∀x∀y(F(x)∧G(y)→H(x,y)) D、∀x(F(x)∧∃y(G(y)→H(x,y)))
离散数学-第1章
练习1解答
提示: 分清复合命题与简单命题 分清相容或与排斥或 分清必要与充分条件及充分必要条件
答案: (1) 是简单命题
(2) 是合取式
(3) 是析取式(相容或)(4) 是析取式(排斥或)
设 p: 交通阻塞,q: 他迟到
(5) pq,
(6) pq或qp
(7) qp 或pq, (8) qp或pq
假命题 真命题 不是命题 不是命题
不是命题 不是命题
命题,但真值现在不知道
5
命题分类
命题分类:简单命题(也称原子命题)与复合命题 简单命题符号化
用小写英文字母 p, q, r, …, pi, qi, ri (i1)表示简单命题
用“1”表示真,用“0”表示假 例如,令
p: 2是有理数,则 p 的真值为0,
p q p pq (pq) (pq)q
00 1 1
0
0
01 1 1
0
0
10 0 0
1
0
11 0 1
0
0
成假赋值:00,01,10,11; 无成真赋值
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公式的类型
定义1.10 (1) 若A在它的任何赋值下均为真, 则称A为重言式或永真式; (2) 若A在它的任何赋值下均为假, 则称A为矛盾式或永假式; (3) 若A不是矛盾式, 则称A是可满足式.
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练习3解答
(1) pr(qp)
pqr
qp (qp) pr(qp)
000
1
0
0
001
1
0
0
010
0
1
0
011
0
1
0
100
1
0
0
101
离散数学第一章
离散数学第一章1.1命题及其表示法1.1.1 命题的概念数理逻辑将能够判断真假的陈述句称作命题。
1.1.2 命题的表示命题通常使用大写字母A,B,…,Z或带下标的大写字母或数字表示,如A i,[10],R等,例如A1:我是一名大学生。
A1:我是一名大学生.[10]:我是一名大学生。
R:我是一名大学生。
1.2命题联结词1.2.1 否定联结词﹁PP P0 11 01.2.2 合取联结词∧P∧P Q Q0 0 00 1 01 0 01 1 11.2.3 析取联结词∨P∨P Q Q0 0 00 1 11 0 11 1 11.2.4 条件联结词→P Q Q0 0 10 1 11 0 01 1 11.2.5 双条件联结词?P?P Q Q0 0 10 1 01 0 01 1 11.2.6 与非联结词↑P↑P Q Q0 0 10 1 11 0 11 1 0性质:(1)P↑P?﹁(P∧P)?﹁P;(2)(P↑Q)↑(P↑Q)?﹁(P↑Q)? P∧Q;(3)(P↑P)↑(Q↑Q)?﹁P↑﹁Q? P∨Q。
1.2.7 或非联结词↓P↓P Q Q0 0 10 1 01 0 0性质:(1)P↓P?﹁(P∨Q)?﹁P;(2)(P↓Q)↓(P↓Q)?﹁(P↓Q)?P∨Q;(3)(P↓P)↓(Q↓Q)?﹁P↓﹁Q?﹁(﹁P∨﹁Q)?P∧Q。
1.3 命题公式、翻译与解释1.3.1 命题公式定义命题公式,简称公式,定义为:(1)单个命题变元是公式;(2)如果P是公式,则﹁P是公式;(3)如果P、Q是公式,则P∧Q、P∨Q、P→Q、P?Q 都是公式;(4)当且仅当能够有限次的应用(1) 、(2)、(3) 所得到的包括命题变元、联结词和括号的符号串是公式。
例如,下面的符号串都是公式:((((﹁P)∧Q)→R)∨S)((P→﹁Q)?(﹁R∧S))(﹁P∨Q)∧R以下符号串都不是公式:((P∨Q)?(∧Q))(∧Q)1.3.2 命题的翻译可以把自然语言中的有些语句,转变成数理逻辑中的符号形式,称为命题的翻译。
离散数学(同济大学)
读作“p与q”或“p合取q”。
是自然语言中的“并且”、
p
“既又”、“不但
F
而且”、“虽然但是”
F
、“一面一面”等的逻辑抽象。 T
T
q
pq
F
F
T
F
F
F
T
T
p:王化的成绩很好。
q:王化的品德很好。
p∧q: 王化不但成绩好而且品德好。
1.1 命题和命题联结词
3).析取词 命题p、q和 组成的复合命题记作p q,读作“p或q”。
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。
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。
p q的逻辑关系为p与q互为充要条件
p
q
pq
例:1.3是有理数当且仅当加拿大位于亚洲。
,
p2
,,
p
的命题公式,
n
给p1 , p2 ,, pn一组确定的取值,称为对A的一组赋值或解释。 若指定的一组值使A的真值为1,则称其为A的成真赋值,否则
称为成假赋值。
1.2 命题公式及其赋值
定义4.将公式A在其全部赋值下的真值情况列成表, 称为A的真值表。
真值表的构造步骤: (1)若公式F共有( n n 1)个变元,则真值表第一行写出
1.2 命题公式及其赋值
例(1)p q q r (2)r q p q p
(3) p q)
(4)r p (5) p r
同时约定:(1)最外层的括号可以省去。 (2)不影响运算次序的括号也可以省去。
1.2 命题公式及其赋值
离散数学第一章
例2: “派小王或小李中的一人去开会” 不能符号化为形式P∨Q ,因为这里的“或”表示 的是排斥或。它表示非此即彼,不可兼得。 运算符 ∨表示可兼或,排斥或以后用另一符号表达。也可
以借助于联结词
或。
┒、∧ 、∨共同来表达这种排斥
课堂练习: 将下列命题符号化: (1) 王东梅学过日语或俄语。 (2) 张小燕生于1977年或1978年。 (3) 小元元只能拿一个苹果或一个梨。
常称为“非”运算,所有可能的运算结果可用下表
(真值表)表示。
P
┒P
T F
F T
例: (a) P: 3是偶数。
则┑P: 3不是偶数。
(b)
的”。 (c) (d)
Q: 4 是质数。
则┑Q: 4 不是质数。或 “说4 是质数是不对 R: 我们都是汉族人。 则┒R: 我们不都是汉族人。 S: 今天下雨并且今天下雪。 则 ┒S:今天不下雨或者今天不下雪。
Q:明天下雨
是两个命题,利用联结词“不”、“并且”、 “或” 等可分别构成新命题: “明天不下雪”; “明天下雪并且明天下雨”; “明天下雪或者明天下雨”等。
即 : “非P”;
“P并且Q”;
“P或Q”等。 在代数式x+3 中, x 、 3 叫运算对象, +叫运 算符,x+3 表示运算结果。在命题演算中, 也用同样术语。 联结词就是命题演算中的运算符,叫逻辑运算符或叫命题联 结词。常用的命题联结主要有 5 个。
2.常用命题联结词 1). 否定词┑ 定义:设P为任一命题。复合命题“非P”(或“P的 否定”)称为P的否定,记作 ┑P,读作“非P”。┒ 为否定联结词。┑P为真当且仅当P为假。 由定义可知, ┑P 的逻辑关系为P不成立,因而P
离散数学
一阶逻辑等值式与置换规则
设A, B是两个谓词公式, 如果AB是永真式, 则称A 与B等值, 记作AB, 并称AB是等值式 设A0是含命题 基本等值式 变项 p1, p2, …, 第一组 命题逻辑中16组基本等值式的代换实例 pn的命题公式, 例如,xF(x)xF(x), A1, A2, …, An xF(x)yG(y) xF(x)yG(y) 等 是n个谓词公式, 第二组 用Ai (1in) 处 (1) 消去量词等值式 处代替A0中的 设D ={a1, a2, … , an} pi,所得公式A ① xA(x) A(a1)A(a2)…A(an) 称为A0的代换 ② xA(x) A(a1)A(a2)…A(an) 实例. 27
9
在n个变元的简单合取式中,若每个变元及其否定 并不同时存在,且二者之一出现一次且仅出现一 次,则称此简单合取式为极小项。 在n个变元的基本析取式中,若每个变元与其否定, 并不同时存在,且二者之一出现一次且仅出现一 次,则称这种基本析取为极大项。
用mi表示第i个极小项,其中i是该极小项成真赋值的十进制 表示. 用Mi表示第i个极大项,其中i是该极大项成假赋值的 十进制表示. 主析取范式——由极小项构成的析取范式 主合取范式——由极大项构成的合取范式
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求公式 A=(pq)r的主析取范式和主合取范式 解 (pq)r (pq)r (析取范式) ①
(pq) (pq)(rr) (pqr)(pqr) m6m7 ② r (pp)(qq)r (pqr)(pqr)(pqr)(pqr) m1m3m5m7 ③
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推理规则
(10) 构造性二难推理规则 AB CD AC ∴BD
(12) 合取引入规则 A B ∴AC 直接证明法 附加前提证明法 归谬法 (反证法)
离散数学 命题逻辑
(2) S∧R:李平与张明在吃饭.
“∧”与自然语言中“与”“和”的不同之处:
(1)逻辑学中允许两个相互独立无关的,甚至互为否定的
原子命题生成一个新的命题.(如上例的(1)).
(2)自然语言中有时在各种不同意义上使用联结词"与",
"和",不能一概用 去翻译(如:我与你是兄弟.)
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1-2 命题联结词(Logical Connectives)
(4)人固有一死,或重于泰山或轻于鸿毛.(排斥或) (5) ab=0, 即a=0 或 b=0. (可兼或)
由此可见, “P ∨ Q”表示的是“可兼或”.
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1-2 命题联结词(Logical Connectives)
注意:当P和Q客观上不能同时发生时,“P或Q” 可以符号化为“P ∨ Q”。
“P与Q”)称为P与Q的合取式,记作P∧Q,符号“∧”
称为合取联结词。当且仅当P和Q同时为真时P∧Q
为真。
联结词“∧”的定义真值表
P
Q
P∧Q
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
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1-2 命题联结词(Logical Connectives)
“∧” 属于二元(binary)运算符. 合取运算特点:只有参与运算的二命题全为真时,
逻辑可分为:1.形式逻辑 2.辩证逻辑
❖辩证逻辑是研究反映客观世界辩证发展过程的
人类思维的形态的。
❖形式逻辑是研究思维的形式结构和规律的科学,
它撇开具体的、个别的思维内容,从形式结构
方面研究概念、判断和推理及其正确联系的规
离散数学复习资料
《离散数学》习题与解答第一篇数理逻辑第一章命题逻辑1-1(1)指出下列语句哪些是命题,哪些不是命题,如果是命题指出他的真值a)离散数学是计算机科学系的一门必修棵b)∏> 2 吗?c)明天我去看电影d)请勿随地吐痰e)不存在最大质数f)如果我掌握了英语,法语,那么学习其他欧洲的语言就容易多了g)9+5<12h)x<3i)月球上有水j)我正在说假话[解]a)不是命题b)是命题,真值视具体情况而定c)不是命题d)是命题,真值为te)是命题,真值为tf)是命题,真值为fg)不是命题h)是命题, 真值视具体情况而定i)不是命题1-2(1)用P表示命题“天下雪”,(又表示命题“我将去镇上”,R表示命题“我有时间”.以符号形式写出下列命题:(a)如果天不下雪和我有时间,那么我将去镇上.(b)我将去镇上,仅当我有时间.(c)天不下雪(d)天下雪,那么我不去镇上[解]a)(┐P∧R)→Qb)Q→Rc)┐Pd)P→┐Q1-2(2)将下面这段陈述中所出现的原子命题符号化,并指出他们的真值,然后将这段陈述中的每一命题符号化 2 是有理数是不对的.2是偶素数.2或4是素数.如果2是素数则3也是素数.2是素数当且仅当3也是素数.[解]:陈述中出现5个原子命题,将他们符号化为:P: 2 是有理数其真值为FQ:2是素数其真值为TR:2是偶数其真值为TS:3是素数其真值为TU:4是素数其真值为F陈述中各命题符号化为:┐P;Q∧R;Q∨U;Q→S;Q<=>S1-2(3)将下列命题符号化a)如果3+3=6,则雪是白色的.b)如果3+3≠6,则雪是白色的c)如果3+3=6,则雪不是白色的.d)如果3+3≠6,则雪不是白色的e)王强身体很好,成绩也很好.f)四边形ABCD是平行四边形,仅当其对边平行[解]:设P:3+3=6 Q:雪是白色的R:王强成绩很好S:王强身体很好U: 四边形ABCD是平行四边形V: 四边形ABCD的对边是平行的于是:a)可表示为:P→Qb)可表示为: ┐P→Qc)可表示为: P→┐Qd)可表示为:┐P→┐Qe)可表示为:S∧Rf)可表示为:U<=>V1-3(1)判别下列公式中哪些是合式公式,那些不是合式公式a) (Q→R∧S)b) (P<=>(R→S))c) ((┐P→Q)→(Q→P)))d) (RS→T)e)((P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R)))[解]:a)不是合式公式(若规定运算符优先级后也可以作为合式公式)b)是合式公式c)不是合式公式(括号不配对)d)不是合式公式e)是合式公式1-3(2)对下列各式用指定的公式进行代换:a) (((A→B)→B)→A),用(A→C)代换A,用((B∧C)→A代换B。
离散数学 第五-六章
例 题4
设集合A={ ,}, A上定义的二元运算如表所示. 对*可分配吗? * 对 ?
代数结构 >运算性质
定义5-2.6 设,△是定义在集合A上的两个二元运 算,如果对 x y∈A,都有 x (x△y) = x x△(x y) =x 则称运算和运算△满足吸收律。
代数系统 >代数系统的引入
二元运算的例子 • N上 +, 是N上二元运算,而-, 不是. • 整数集I上 +,-, 是I上的二元运算, 而 不是. • R-{0}上的 , 是R-{0}上的二元运算,而+,-不是. • 矩阵的 +, 是N阶实矩阵集合上的二元运算,但不是 全体实矩阵集合上的二元运算. • ,,, 是真值集合{0,1}上 的二元运算. • ,, 是幂集P(A)上的二元运算. 一元运算的例子 • R上的 求绝对值|X|运算. • 整数 I上求负运算是一元运算,但不是N上的一元运算.
n 例如 实数集上的+, ; 集合上的运算, ;,命题 集合P上的,都是可结合的.
例题3
A为非空集合,*定义为:对任意的a,bA,有 a*b=b. 证*可结合的.
代数结构 >运算性质
定义5-2.4 设是定义在集合A上的一个二元运算, x∈A,若xx=x,称x是等幂元; 若对x∈A,都有
2 独异点(monoid)
定义5-3.3 含有幺元的半群称为独异点。 独异点的判定: 对给定集合S 及运算*, 1)是封闭的, 即对x,y∈S, 有 xy∈S (是代数系统) 2)是可结合的,即对x,y,z∈S, 有(x y) z= x (y z) 3) 有幺元,即e∈S, 对x∈S,有ex=xe=x. 例如 <R, +>是独异点,幺元为0, <I+,+ >不是. <R, * >, <I, * >都是独异点,幺元为1 <{0,1}, > , <{0,1}, >都是独异点,幺元分别为0和1. < P(S), >和 < P(S), >是独异点?
离散数学之1—命题逻辑
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蕴涵联结词的实例
我将去旅游,仅当我有时间。 p: 我去旅游 q: 我有时间 p→q p: 不下雨 q: 我骑自行车上班 只要不下雨,我就骑自行车上班 p→q 只有不下雨,我才骑自行车上班。 q→p
说谎者悖论 亚里士多德,古希腊人,是世界
古典形式逻辑
如果这个人说的是假话,既 在中世纪,形式逻辑作为一门独 “我没有说谎”,既他说的是 立的科学得到了发展。 真话,矛盾。
第一篇 数理逻辑
6
数理逻辑创始人
德国哲学家和数学家莱布 尼茨是德国最重要的自然 科学家、数学家、物理学 家和哲学家,一个举世罕 见的科学天才,和牛顿同 为微积分的创建人。 莱布尼茨是现在公认的数 理逻辑创始人,他的目的 是建立一种“表意的符号 语言”,其中把一切思维 推理都化归为计算。实际 上这正是数理逻辑的总纲 领。
29
蕴涵联结词的实例
除非你努力,否则你不能成功。 表示p q的常用词: 除非你努力,你才能成功。 p是q的充分条件 p: 你努力 q: 你成功 q是p的必要条件 p → q 或 q → p 如果(若)p,则q p 0 0 1 1 q 0 1 0 1 p 1 1 0 0
只要p,就q q qp pq 只有q 才p 1因为p所以 1 q 1 0p仅当q0 0 才p 1除非q, 1 1 p 0除非q,否则非 1 1
数理逻辑
“事实上,它们(程 序设计)或者就是 数理逻辑,或者是 用计算机语言书写 的数理逻辑,或者 是数理逻辑在计算 机上的应用。”
离散数学命题逻辑 第一章(1)
我现在年纪大了,搞了这么多年软件,错误 不知犯了多少,现在觉悟了。我想,假如我早在 数理逻辑上好好下点功夫的话,我就不会犯这么 多错误。不少东西逻辑学家早就说过了,可是我 不知道。要是我能年轻20岁的话,我就会回去学 逻辑。
E.W.Dijkstra
先看著名物理学家爱因斯坦出过的一道题: 一个土耳其商人想找一个十分聪明的助手协助他经商,有两人 前来应聘,这个商人为了试试哪个更聪明些,就把两个人带进一间 漆黑的屋子里,他打开灯后说:“这张桌子上有五顶帽子,两顶是 红色的,三顶是黑色的,现在,我把灯关掉,而且把帽子摆的位置 弄乱,然后我们三个人每人摸一顶帽子戴在自己头上,在我开灯后, 请你们尽快说出自己头上戴的帽子是什么颜色的。”说完后,商人 将电灯关掉,然后三人都摸了一顶帽子戴在头上,同时商人将余下 的两顶帽子藏了起来,接着把灯打开。这时,那两个应试者看到商 人头上戴的是一顶红帽子,其中一个人便喊道:“我戴的是黑帽 子。” 请问这个人说得对吗?他是怎么推导出来的呢?
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2、命题满足的条件
命题的语句形式:陈述句 非命题语句:疑问句、命令句、感叹句、非命题陈述句 (悖论语句) 命题所表述的内容可决定是真还是假,不能不真又不假, 也不能又真又假。
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3、举例
• • • • • • • • • 北京是中国的首都。 土星上有生物。 3+2≥9。 1+101=110 请关门! 你要出去吗? 如果天气好,那么我去散步。 x= 2。 我正在撒谎。
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第一章 命题逻辑
研究以命题为基本单位构成的前提和结论之间的 可推导关系。
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第一章 命题逻辑
1
命题及其表示方法 联结词
离散数学1命题逻辑
第1章
例7
例7、将下列命题符号化,并讨论他们的真值。 (1)如果3+3=6,则雪是黑色的; (2)只有a(正整数)能被2整除,a才能被4整除; (1)设:p:3+3=6,q:雪是黑色的 原语句符号化为:p→q 真值为0 (2)设p:a(正整数)能被2整除,q:a能被4整除 原语句符号化为:q →p 真值为1
离散数学 第一篇数理逻辑
蔡广军
第1章
数理逻辑简介(1)
数理逻辑(Mathematical Logic) 用数学方法(主要是建立符号体系的方法)来 研究推理形式结构和推理规律的数学学科 。 通过引入一套符号体系来研究推理规律的 学科,故又称之为符号逻辑(Symbolic Logic)
第1章
例题5
例5、p:2+2=4 q:3是奇数 (1) 2+2=4当且仅当3是奇数。p↔q (2) 2+2=4当且仅当3不是奇数。p↔┐q (3) 2+2≠4当且仅当3是奇数。┐p↔q (4) 2+2≠4当且仅当3不是奇数。┐p↔┐q
第1章
数理逻辑联结词与自然语言联结词
6、逻辑联结词与自然语言中联结词的关系 否定——不是、没有、非、不 合取——并且、同时、和、既…又…,不但… 而且…,虽然…但是… 析取——或者、或许、可能 蕴含——若…则…,假如…那么…,既然…那就 倘若…就… 等价——当且仅当、充分必要、相同、一样
要回答这样的问题,实际上就是看由一些 诸如“商人戴的是红帽子”这样的前提能否推 出“猜出答案的应试者戴的是黑帽子”这样的 结论来。这又需要经历如下过程: (1) 什么是前提?有哪些前提? (2) 结论是什么? (3) 根据什么进行推理? (4)怎么进行推理?
第1章
第一章命题逻辑
离散数学第1章2019.2.17(终极版)
P:今天下雨, ¬P:今天不下雨。 Q:每一种生物均是动物。——F
¬Q:有一些生物不是动物。——T 注:这里¬Q不能讲成“每一种生物都不是动物” ——F. 即对量化命题的否定,除对动词进行否定外,同 时对量化词也要加以否定。
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2、合取词( ∧ )
定义:给定两个命题P、Q,则 P∧Q 称为 P 与 Q
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7、命题联结词小结:
(1)五个联结词的含义与日常生活中的联结词的含义大致
相同。 (2)“或”可分为可兼或(∨)和异或(▽)即不可兼或 (3) 除“”为一元运算外,其余四个均为二元运算。 (4) “→”分为形式条件和实质条件命题,当前件为“F”
时,不论后件怎样,则单条件命题的真值均为“T”。
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二、命题联结词 在命题逻辑中有以下几种基本的联结词: ¬ 1、否定词( ¬ ) 定义:给定命题 P,则在P的前面加否定词 ¬, 变为命题 ¬P,称其为 P 的否定或非 P,记为: ¬P。 ¬P P 其定义可用如下真值表表示: 0 1
1
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0
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例如
(4)老王或小李中有一个去上海出差。 (5)只有一个角是直角的三角形才是直角三角形。
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解: (1)首先用字母表示简单命题。 P:李明是计算机系的学生。 Q:李明住在312室。 R:李明住在313室。 该命题符号化为:P (Q▽R) (2)张三和李四是朋友。是一个简单句 该命题符号化为:P
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(3)首先用字母表示简单命题。
离散数学第五版第一章(耿素云、屈婉玲、张立昂编著)
3) 我们只关心复合命题中命题之间的真值关系,而不关心命题 的内容。
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命题与联结词
例 8 将下列命题符号化
① 设P表示“他有理论知识”, Q表示“他有实践经验”, 则“他 既有理论知识又有实践经验”可译为: 。
6
命题与联结词
一、命题 定义:能判断真假的陈述句,被称为命题。
说明:1) 命题的真值:作为命题所表达的判断只有两个结果:正确和
错误,此结果称为命题的真值。 命题是正确的,称此命题的真值为真;命题是错误的,称此 命题的真值为假。 真值为真的命题称为真命题 ;真值为假的命题称为假命题。 任何命题的真值都是唯一的。
1 0 1
1 1 0 1 1 1
0
0 1
0
0 1
1
1 1
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等值式
二、16组重要的等值式 1. 双重否定 A A
2. 3. 4. 等幂律 交换率 结合律 (AB)C A(BC) (AB)C A(BC) 5. 分配律 (AB)C (AC)(BC) (AB)C (AC)(BC) A A A A A A AB B A AB B A
(pq)
0
0
(pq)(pq)
0
0
1 0
1 1
0
1
1
0
1
1
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等值式
((pq)(pr))(p(qr))
p q r 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 ((pq)(pr)) 1 1 1 1 0 (p(qr)) 1 1 1 1 0 ((pq)(pr))(p(qr)) 1 1 1 1 1
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例3.他既聪明又用功。 例4.他虽聪明但不用功。 例5.除非你努力,否则你将失败。 例6.张三或李四都可以做这件事。
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作业:
(1)判断下列公式哪些是合式公式,哪些不是合 式公式。
a.(Q→R∧S) b.(P ↔(R →S)) c.((┐P→Q)→(Q→P)) d.(RS→T) e.((P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R)) (2)用符号形式写出下列命题。 a.假如上午不下雨,我去看电影,否则就在家里读
书或看报。
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b.我今天进城,除非下雨。 c.仅当你走我将留下。
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练习:将下列命题符号化。 1)说逻辑学枯燥无味(P)或毫无意义(Q)是不对的。 2)如果明天有雾(P),则我乘车(Q),不坐飞机(R)。 3)有雨(P)就刮风(Q)。 4)如果小王没来上课(P),一定是他生病了(Q)。 5)如果我上街(P),我就去图书馆看看(Q),除非我很累
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结论: 命题一定是陈述句,但并非一切陈述句都是命题。 命题的真值有时可明确给出,有时还需要依靠环境、 条件、实际情况时间才能确定其真值。
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二、命题的分类
1.原子命题(简单命题):不能再分解为更为简单命 题的命题。
游; (5)两个三角形全等当且仅当三角形的三条边全部
相等。 (6) 张辉与王丽是同学。
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例 (解)
(1)设P:四川是人口最多的省份。
则命题(1)可表示为┐P。
(2)设P:王超是一个思想品德好的学生;
Q:王超是一个学习成绩好的学生;
R:王超是一个体育成绩好的学生。
PQ:今天下雨并且明天下雨。
(2)小明与小华是兄弟。
0
(3)他打开箱子并拿出一件衣服。 1
1
Q P ∧Q
0
0
1
0
0
0
1
1
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1.2 命题联结词
三、析取联结词“∨”
读“或”
PQ
P∨Q
例:
0
0
0
灯泡有故障或开关有故障。
01
1
他可能是100米或400米赛跑的冠军。1 0
1
11
1
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电子科技大学离散数学课程组——国家精品课程
离散数学
中北大学
2020年6月30日星期二
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学习离散数学的目的
学习离散数学的目的 《离散数学》是计算机专业的一门十分重要的专
业基础课。离散数学作为有力的数学工具,对计 算机的发展、计算机研究起着重大的作用。目前 ,计算机科学中普通采用离散数学中的一些基本 概念、基本思想和基本方法。 通过本课程的学习,掌握集合论、数理逻辑、代 数和图论等近代数学分支的最基本知识;培养抽 象思维能力及逻辑思维能力。
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b.小李一边看书,一边听音乐。 c.气候很好或很热。 d.如果a和b是偶数,则a+b是偶数。 e.四边形abcd是平行四边形,当且仅当它的对边平
行。 f.停机的原因在于语法错误或程序错误。
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1.3命题公式与翻译
命题公式: (1)命题变元(常元)本身是一个合式公式; (2)如A是合式公式,则(┐G)也是合式公式; (3)如G,H是合式公式,则(G∧H)、(G∨H)、(G→H)、
1.2 命题联结词
五、等价词“ ”
PQ
PQ
读“当且仅当”
00
1
例(a)两个三角形全等当且仅当
三角形的三条边全部相等。
01
0
(b)2+2=4,当且仅当雪是白的。 1 0
0
11
1
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1.2 命题联结词
设命题P,Q表示任意两个命题,则最常见的命题联结词有:
联接词 记号 复合命题 读法
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例
设命题
P:明天上午七点下雨; Q:明天上午七点下雪;
R:我将去学校。
符号化下述语句:
1) 如果明天上午七点不是雨夹雪,则我将去学校
2) 如果明天上午七点不下雨并且不下雪,则我将去
学校 可可符符号号化化为为::(┐P∨(PQ∧)→Q┐)→R。R。
3) 如果明天上午七点下雨或下雪,则我将不去学校 可符号化为:(┐P∧┐Q)→R。
联结词
自然语言
∧
既…又…、不仅…而且…、虽然…但
是…、并且、和、与,等等;
→
如P则Q、只要P就Q、P仅当Q、只有Q才P、
除非Q否则P,等等
↔
等价、当且仅当、充分必要、等等;
相容(可兼)的或
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例
符号化下列命题 (1)四川不是人口最多的省份; (2)王超是一个德智体全面发展的好学生; (3)教室的灯不亮可能是灯管坏了或者是停电了; (4)如果周末天气晴朗,那么学院将组织我们到春
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七、约 定
为了不使句子产生混淆,作如下约定,命题联结 词之优先级如下:
(1)否定→合取→析取→条件→等价 (2)同级的联结词,按其出现的先后次序(从左到右) (3)若运算要求与优先次序不一致时,可使用括号;
同级符号相邻时,也可使用括号。括号中的运算 为最优先级。
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1.1 命题及其表示
一、命题 命题:能判断真假的陈述句。
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例.
(1)雪是黑色的; (2)中国位于亚洲; (3)北京是中国的首都; (4)x+y>0; (5)我喜欢踢足球; (6)3能被2整除; (7)明年的十月一日是晴天; (8)地球外的星球上也有人; (9)我正在说谎;
(GH)也是合式公式; (4)当且仅当能够有限次地应用(1),(2),(3)
所得到的包含命题变元,联结词和括号的符号串是 合式公式。
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例
符号串:P∧(Q∨R)→(Q∧(┐S∨R));
┐P∧Q; P→(┐(P∧Q)); ((P→Q)∧(R→Q))(P→R)。 等都是命题公式。
则命题(2)可表示为P∧Q∧R。
(3)设P:教室的灯不亮可能是灯管坏了
Q:教室的灯不亮可能是停电了
则命题(3)可表示为P∨Q。
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例 解(续)
(4)设P:周末天气晴朗; Q:学院将组织我们春游。
则命题(4)可表示为P→Q。 (5)设P:两个三角形全等;
Q:三角形的三条边全部相等。 则命题(5)可表示为PQ。 (6) P:张辉与王丽是同学
数理逻辑在问路问题中、排队论问题中的应用有 很多。
例如:有A,B两个相邻的小岛,A岛居民是诚实人 ,B岛居民都是骗子。一个旅游者独自登上了两 岛中的某个岛,他分辨不清这个岛是A岛还是B岛 ,只知道这个岛上的人既有本岛的,也有另一个 岛的,此旅游者用什么办法判定这是哪个岛。 通过提问的方式解决。
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或P=0,Q=0
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六、说明
(1)联结词是句子与句子之间的联结
(2) 联结词是两个句子真值之间的联结,而非 句子的具体含义的联结,两个句子之间可以无 任何地内在联系
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六、说明
(3)联结词与自然语言之间的对应并非一一对应;
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1.2 命题联结词
注意:
运算∨:表示“可兼或”,不能表示“排斥 或”(举例说明)
例:选小王或小李中一人去开会。
注:“排斥或”用∨表示;
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1.2 命题联结词
四、蕴含联结词“”(条件联结词) 相当于自然语言中的“若…则…”、
“如果…就…”、“只有…才…”,
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1.2 命题联结词
一、否定联结词“¬” 是一元联结词。读做“非”
例如: P: 上海是一个城市。
P:上海不是一个城市。
P ¬P
0
1
1
0
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1.2 命题联结词
二、合取联结词“∧”
二元联结词。读做“与”、“且”
例如:
P
(1)P:今天下雨,Q:明天下雨, 0
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作业: (1)指出下列语句哪些是命题,哪些不是命题,
如果是命题,指出它的真值。 a.离散数学是计算机科学系的一门必修课。 b.计算机有空吗? c.明天我去看电影。 d.请勿随地吐痰! e.不存在最大质数。 f.如果我掌握了英语、法语,那么学习其他欧洲语
言就容易得多。 g.9+5≤12。
例 符号串: (P→Q)∧┐Q);(┐P∨Q∨(R; P∨Q∨。
等都不是合法的命题公式。
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例1:以符号形式写出命题:我们要做到身体好、 、工作好,为祖国四化建设而奋斗。
解:找出各原子命题,并用命题符号表示: A:我们要做到身体好。 B:我们要做到学习好。 C:我们要做到工作好。 P:我们为祖国四化建设而奋斗。