离散数学屈婉玲第十一章
07879离散数学-屈婉玲(形式语言与自动机)11.1
Chomsky谱系 谱系
0型语言 0 型文法生成的语言 型语言: 型文法生成的语言 型语言 1型语言 上下文有关语言 如果 型语言(上下文有关语言 可由1型文法 型语言 上下文有关语言): 如果L-{ε}可由 型文法 可由 生成, 生成 则称 L 是1型语言 型语言 2型语言 上下文无关语言 : 2 型文法生成的语言 型语言(上下文无关语言 型语言 上下文无关语言) 3型语言 正则语言 3 型文法生成的语言 型语言(正则语言 型语言 正则语言): 如 {1x00 | x∈{0, 1}*} 是正则语言 (例1) ∈ 例 {anbn | n>0} 是上下文无关语言 (例2,3) 例 2i | i ≥1} 是 0 型语言 (例4) { a 例 型语言 型语言 型语言 定理 0型语言1型语言2型语言3型语言 型语言 型语言 型语言 型语言
2i 2i
2i
(4) 2i 次(7) (8)
*
可以证明: 可以证明 L(G) = { a
2i
| i ≥1}
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形式文法的分类 —Chomsky谱系 谱系
0型文法 短语结构文法 无限制文法 型文法(短语结构文法 无限制文法) 型文法 短语结构文法,无限制文法 1型文法 上下文有关文法 型文法(上下文有关文法 型文法 上下文有关文法): 所有产生式α→β, 满足 |α|≤|β| 所有产生式 ≤ 另一个等价的定义: 另一个等价的定义 所有的产生式形如 ξAη→ξαη 其中A∈ 且 ≠ 其中 ∈V, ξ,η,α∈(V∪T)*,且α≠ε ∈ ∪ 2型文法 上下文无关文法): 型文法(上下文无关文法 型文法 上下文无关文法 所有的产生式形如 A→α 其中A∈ ∈ ∪ 其中 ∈V,α∈(V∪T)*,
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子字符串(子串 子字符串 子串): 子串 字符串中若干连续符号组成的字符串 前缀: 前缀 最左端的子串 后缀: 后缀 最右端的子串 例如 ω =abbaab a,ab,abb是ω的前缀 是 的前缀 aab,ab,b是ω的后缀 是 的后缀 ba是ω的子串 但既不是前缀 也不是后缀 的子串, 是 的子串 但既不是前缀, ω本身也是 的子串 且既是前缀 也是后缀 本身也是ω的子串 本身也是 的子串, 且既是前缀, ε也是 的子串 且既是前缀 也是后缀 也是ω的子串 也是 的子串, 且既是前缀,
离散数学答案 屈婉玲版 第二版 高等教育出版社课后答案,DOC
离散数学答案屈婉玲版第二版高等教育出版社课后答案第一章部分课后习题参考答案16设p、q的真值为0；r、s的真值为1，求下列各命题公式的真值。
（1）p∨(q∧r)⇔0∨(0∧1)⇔0（2）（p?r）∧(﹁q∨s)⇔（0?1）∧(1∨1)⇔0∧1⇔0.（3）（⌝(4)（176能被2q:3r:2s:619（4）(p（5）(p（6）((p答：（pqp→q⌝0011111011011110010011110011所以公式类型为永真式（5）公式类型为可满足式（方法如上例）（6）公式类型为永真式（方法如上例）第二章部分课后习题参考答案3.用等值演算法判断下列公式的类型，对不是重言式的可满足式，再用真值表法求出成真赋值.(1)⌝(p∧q→q)(2)(p→(p∨q))∨(p→r)(3)(p∨q)→(p∧r)答：(2)（p→(p∨q)）∨(p→r)⇔(⌝p∨(p∨q))∨(⌝p∨r)⇔⌝p∨p∨q∨r⇔1所以公式类型为永真式(3)P qrp∨qp∧r（p∨q）→(p∧r)0000010010014.(2)(p→(4)(p∧证明（2（45.(1)(⌝p→q)→(⌝q∨p)(2)⌝(p→q)∧q∧r(3)(p∨(q∧r))→(p∨q∨r)解：（1）主析取范式(⌝p→q)→(⌝q∨p)⇔⌝(p∨q)∨(⌝q∨p)⇔(⌝p∧⌝q)∨(⌝q∨p)⇔(⌝p∧⌝q)∨(⌝q∧p)∨(⌝q∧⌝p)∨(p∧q)∨(p∧⌝q)⇔(⌝p∧⌝q)∨(p∧⌝q)∨(p∧q)⇔∑(0,2,3)主合取范式：(⌝p→q)→(⌝q∨p)⇔⌝(p∨q)∨(⌝q∨p)⇔(⌝p∧⌝q)∨(⌝q∨p)⇔(⌝p⇔1∧(p⇔(p∨⇔∏(2)⌝(p→q)⇔(p∧(3)⇔⌝⇔1∧1⇔1所以该式为永真式.永真式的主合取范式为1主析取范式为∑(0,1,2,3,4,5,6,7)第三章部分课后习题参考答案14.在自然推理系统P中构造下面推理的证明：(2)前提：p→q,⌝(q∧r),r结论：⌝p(4)前提：q→p,q↔s,s↔t,t∧r结论：p∧q证明：（2）①⌝(q∧r)前提引入②⌝q∨⌝r①置换③q→⌝r②蕴含等值式④r⑤⌝q⑥p→q⑦￢p（3证明（4①t②t③q④s⑤q⑥（⑦（⑧q⑨q⑩p15在自然推理系统P中用附加前提法证明下面各推理：(1)前提：p→(q→r),s→p,q结论：s→r证明①s附加前提引入②s→p前提引入③p①②假言推理④p→(q→r)前提引入⑤q→r③④假言推理⑥q前提引入⑦r⑤⑥假言推理16在自然推理系统P中用归谬法证明下面各推理：(1)前提：p→⌝q,⌝r∨q,r∧⌝s结论：⌝p证明：①p②p③﹁④￢⑤￢⑥r⑦r⑧r3.:(1)均有2=(x+)(x).(2)其中(a)(b)解：F(x):2=(x+)(x).G(x):x+5=9.(1)在两个个体域中都解释为)(x∀，在（a）中为假命题，在(b)中为真命题。
离散数学答案屈婉玲、耿素云、张立昂
1 m0∨m1∨m 2∨ m3∨m4∨m5∨m 6 ∨m 7， 所以 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111 为成真赋值。 7、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)∨r ( p∧q∧r)∨( p∧q∧┐r)∨(p∧r)∨(┐p∧r) ( 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) m1∨m3∨m5∨m6∨m7 由主析取范式和主合取范式之间的关系，所以公式的主合 取范式为： (p∧q)∨r M 0∧ M 2∧ M 4 (2) (p→q)∧(q→r) (┐p∨q)∧(┐q∨r) (┐p∧(┐q∨r))∨(q∧(┐q∨r)) (┐p∧┐q)∨(┐p∧r)∨(q∧┐q)∨(q∧r) (┐p∧┐q)∨(┐p∧r)∨(q∧r) (┐p∧┐q∧┐r)∨(┐p∧┐q∧r)∨(┐p∧q∧r) ∨(┐p∧┐q∧r)∨(p∧q∧r)∨(┐p∧q∧r) (┐p∧┐q∧┐r)∨(┐p∧┐q∧r)∨(┐p∧q∧r) ∨(p∧q∧r) m0∨m1∨m3∨m7 由主析取范式和主合取范式之间的关系，所以公式的
所以成假赋值为:011
21、(2) 解答: p 0 0 0 0 1 1 1 1 q 0 0 1 1 0 0 1 1 (┐q∨r)∧(p→q)真值表如下: r 0 1 0 1 0 1 0 1 ┐q 1 1 0 0 1 1 0 0 ┐ q∨ r 1 1 0 1 1 1 0 1 p→ q 1 1 1 1 0 0 1 1 (┐q∨r)∧(p→q) 1 1 0 1 0 0 0 1
(2) 前提：(p∨q)→(r∧s), (s∨t)→u 结论：p→u 证明： ①p ②p∨q ③(p∨q)→(r∧s) ④r∧s ⑤s ⑥s∨t ⑦(s∨t)→u ⑧ u 附加前提引入 ①附加 前提引入 ②③假言推理 ④化简 ⑤附加 前提引入 ⑥⑦假言推理
离散数学答案-屈婉玲版-第二版-高等教育出版社课后答案
离散数学答案屈婉玲版第二版高等教育出版社课后答案第一章部分课后习题参考答案16 设p、q的真值为0；r、s的真值为1，求下列各命题公式的真值。
（1）p∨(q∧r)⇔0∨(0∧1) ⇔0（2）（p↔r）∧(﹁q∨s) ⇔（0↔1）∧(1∨1) ⇔0∧1⇔0.（3）（⌝p∧⌝q∧r）↔(p∧q∧﹁r) ⇔（1∧1∧1）↔ (0∧0∧0)⇔0(4)（⌝r∧s）→(p∧⌝q) ⇔（0∧1）→(1∧0) ⇔0→0⇔117．判断下面一段论述是否为真：“π是无理数。
并且，如果3是无理数，则2也是无理数。
另外6能被2整除，6才能被4整除。
”答：p: π是无理数 1q: 3是无理数0r: 2是无理数 1s:6能被2整除 1t: 6能被4整除0命题符号化为：p∧(q→r)∧(t→s)的真值为1，所以这一段的论述为真。
19．用真值表判断下列公式的类型：（4）(p→q) →(⌝q→⌝p)（5）(p∧r) ↔(⌝p∧⌝q)（6）((p→q) ∧(q→r)) →(p→r)答：（4）p q p→q ⌝q ⌝p ⌝q→⌝p (p→q)→(⌝q→⌝p)0 0 1 1 1 1 10 1 1 0 1 1 11 0 0 1 0 0 11 1 1 0 0 1 1所以公式类型为永真式（5）公式类型为可满足式（方法如上例）（6）公式类型为永真式（方法如上例）第二章部分课后习题参考答案3.用等值演算法判断下列公式的类型，对不是重言式的可满足式，再用真值表法求出成真赋值.(1) ⌝(p∧q→q)(2)(p→(p∨q))∨(p→r)(3)(p∨q)→(p∧r)答：(2)（p→(p∨q)）∨(p→r)⇔(⌝p∨(p∨q))∨(⌝p∨r)⇔⌝p∨p∨q∨r⇔1所以公式类型为永真式(3)P q r p∨q p∧r （p∨q）→(p∧r)0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 10 1 0 1 0 00 1 1 1 0 01 0 0 1 0 01 0 1 1 1 11 1 0 1 0 01 1 1 1 1 1所以公式类型为可满足式4.用等值演算法证明下面等值式：(2)(p→q)∧(p→r)⇔(p→(q∧r))(4)(p∧⌝q)∨(⌝p∧q)⇔(p∨q) ∧⌝(p∧q)证明（2）(p→q)∧(p→r)⇔ (⌝p∨q)∧(⌝p∨r)⌝p∨(q∧r))p→(q∧r)（4）(p∧⌝q)∨(⌝p∧q)⇔(p∨(⌝p∧q)) ∧(⌝q∨(⌝p∧q)(p∨⌝p)∧(p∨q)∧(⌝q∨⌝p) ∧(⌝q∨q)1∧(p∨q)∧⌝(p∧q)∧1(p∨q)∧⌝(p∧q)5.求下列公式的主析取范式与主合取范式，并求成真赋值(1)(⌝p→q)→(⌝q∨p)(2)⌝(p→q)∧q∧r(3)(p∨(q∧r))→(p∨q∨r)解：（1）主析取范式(⌝p →q)→(⌝q ∨p)⌝(p ∨q)∨(⌝q ∨p)(⌝p ∧⌝q)∨(⌝q ∨p)⇔ (⌝p ∧⌝q)∨(⌝q ∧p)∨(⌝q ∧⌝p)∨(p ∧q)∨(p ∧⌝q)(⌝p ∧⌝q)∨(p ∧⌝q)∨(p ∧q)⇔320m m m ∨∨⇔∑(0,2,3)主合取范式：(⌝p →q)→(⌝q ∨p)⌝(p ∨q)∨(⌝q ∨p)(⌝p ∧⌝q)∨(⌝q ∨p)⇔(⌝p ∨(⌝q ∨p))∧(⌝q ∨(⌝q ∨p))⇔1∧(p ∨⌝q)⇔(p ∨⌝q) ⇔ M 1⇔∏(1)(2) 主合取范式为：⌝(p →q)∧q ∧r ⇔⌝(⌝p ∨q)∧q ∧r⇔(p ∧⌝q)∧q ∧r ⇔0所以该式为矛盾式.主合取范式为∏(0,1,2,3,4,5,6,7)矛盾式的主析取范式为 0(3)主合取范式为：(p ∨(q ∧r))→(p ∨q ∨r)⌝(p ∨(q ∧r))→(p ∨q ∨r)(⌝p ∧(⌝q ∨⌝r))∨(p ∨q ∨r)(⌝p ∨(p ∨q ∨r))∧((⌝q ∨⌝r))∨(p ∨q ∨r))⇔1∧1⇔1所以该式为永真式.永真式的主合取范式为 1主析取范式为∑(0,1,2,3,4,5,6,7)第三章部分课后习题参考答案14. 在自然推理系统P中构造下面推理的证明：(2)前提：p→q,⌝(q∧r),r结论：⌝p(4)前提：q→p,q↔s,s↔t,t∧r结论：p∧q证明：（2）①⌝(q∧r) 前提引入②⌝q∨⌝r ①置换③q→⌝r ②蕴含等值式④r 前提引入⑤⌝q ③④拒取式⑥p→q 前提引入⑦￢p（3）⑤⑥拒取式证明（4）：①t∧r 前提引入②t ①化简律③q↔s 前提引入④s↔t 前提引入⑤q↔t ③④等价三段论⑥（q→t）∧(t→q) ⑤置换⑦（q→t）⑥化简⑧q ②⑥假言推理⑨q→p 前提引入⑩p ⑧⑨假言推理(11)p∧q ⑧⑩合取15在自然推理系统P中用附加前提法证明下面各推理：(1)前提：p→(q→r),s→p,q结论：s→r证明①s 附加前提引入②s→p 前提引入③p ①②假言推理④p→(q→r) 前提引入⑤q→r ③④假言推理⑥q 前提引入⑦r ⑤⑥假言推理16在自然推理系统P中用归谬法证明下面各推理：(1)前提：p→⌝q,⌝r∨q,r∧⌝s结论：⌝p证明：①p 结论的否定引入②p→﹁q 前提引入③﹁q ①②假言推理④￢r∨q 前提引入⑤￢r ④化简律⑥r∧￢s 前提引入⑦r ⑥化简律⑧r∧﹁r ⑤⑦合取由于最后一步r∧﹁r 是矛盾式,所以推理正确.第四章部分课后习题参考答案3. 在一阶逻辑中将下面将下面命题符号化,并分别讨论个体域限制为(a),(b)条件时命题的真值:(1) 对于任意x,均有2=(x+)(x).(2) 存在x,使得x+5=9.其中(a)个体域为自然数集合.(b)个体域为实数集合.解：F(x): 2=(x+)(x).G(x): x+5=9.(1)在两个个体域中都解释为)∀，在（a）中为假命题，在(b)中为真命题。
离散数学 屈婉玲版 第十一章
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有界格的性质
定理11.6 设<L,∧,∨,0,1>是有界格, 则a∈L有 a∧0 = 0, a∨0 = a, a∧1 = a, a∨1 = 1
注意： 有限格L={a1,a2,…,an}是有界格, a1∧a2∧…∧an是L的全下 界, a1∨a2∨…∨an是L的全上界. 0是关于∧运算的零元,∨运算的单位元；1是关于∨运算的 零元,∧运算的单位元.
3
格的性质：算律
定理11.1 设<L, ≼>是格, 则运算∨和∧适合交换律、结合律、 幂等律和吸收律, 即 (1) a,b∈L 有 a∨b = b∨a, a∧b = b∧a (2) a,b,c∈L 有 (a∨b)∨c = a∨(b∨c), (a∧b)∧c = a∧(b∧c) (3) a∈L 有 a∨a = a, a∧a = a (4) a,b∈L 有 a∨(a∧b) = a, a∧(a∨b) = a
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练习1
1．求图中格的所有子格. 1元子格：{ a },{ b },{ c },{ d },{ e }； 2元子格：{ a, b },{ a, c },{ a, d }, c { a, e },{ b, c },{ b, d }, { b, e },{ c, e },{ d, e }； 3元子格：{ a, b, c },{ a, b, d }, { a, b, e },{ a, c, e }, { a, d, e },{ b, c, e }, { b, d, e }； 4元子格：{ a, b, c, e },{ a, b, d, e }, { b, c, d, e }； 5元子格： { a, b, c, d, e }
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有界分配格的补元惟一性
定理11.7 设<L,∧,∨,0,1>是有界分配格. 若L中元素 a 存在 补元, 则存在惟一的补元. 证 假设 c 是 a 的补元, 则有 a∨c = 1, a∧c = 0, 又知 b 是 a 的补元, 故 a∨b = 1, a∧b = 0 从而得到 a∨c = a∨b, a∧c = a∧b, 由于L是分配格. b=b ∧ (b∨a) = b ∧ (c∨a )= (b ∧ c)∨ (b ∧ a )= (a∨c ) ∧c=c 注意： 在任何有界格中, 全下界0与全上界1互补. 对于一般元素, 可能存在补元, 也可能不存在补元. 如果 存在补元, 可能是惟一的, 也可能是多个补元. 对于有界 分配格, 如果元素存在补元, 一定是惟一的. 13
离散数学答案屈婉玲版第二版高等教育出版社课后答案
离散数学答案屈婉玲版第二版高等教育出版社课后答案离散数学答案屈婉玲版第二版高等教育出版社课后答案第一章部分课后习题参考答案16设p、q的真值为0；r、s的真值为1,求下列各命题公式的真值。
(1) p V (q A r)二0 V (0 A 1) =0(2) ( p?r)A (「q V s)二(0?1)A (1 V 1) = 0A 1= 0.(3) ( — p A 一q A r) ?(p A q A「r)二(1 A 1 A 1) ? (0 A 0A 0)=0(4) (一「A s)—(p A _q) = (0A 1)—(1 A 0) =0—0=117.判断下面一段论述是否为真：“二是无理数。
并且，如果3是无理数，则也是无理数。
另外6能被2整除，6才能被4整除。
”答：p:二是无理数1q: 3 是无理数0r: ' 2是无理数1s: 6能被2整除1t: 6 能被4整除0命题符号化为：p A (q —r) A (t —s)的真值为1,所以这一段的论述为真。
19.用真值表判断下列公式的类型：(4) (p —q) —( 一q—一p)(5) (p A r) ' ( 一p A 一q)(6) ((p —q) A (q —r)) —(p —r)答：(4)p q p —q _q _p —q—一p (p —q) — (一q—一p)0 0 1 1 1 1 10 1 1 0 1 1 11 0 0 1 0 0 11 1 1 0 0 1 1所以公式类型为永真式(5) 公式类型为可满足式(方法如上例)(6) 公式类型为永真式(方法如上例)第二章部分课后习题参考答案3. 用等值演算法判断下列公式的类型，对不是重言式的可满足式，再用真值表法求出成真赋值?⑴飞A q-q)(2) (p -(p V q)) V (p -r)(3) (p V q) -(p A r)答：(2) (p—(p V q) )V (p —r)=(—p V (p V q)) V (_p V r) u - p V p V q V r= 1 所以公式类型为永真式⑶P q r p V q p A r (p V q)—(p A r)0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 10 1 0 1 0 00 1 1 1 0 01 0 0 1 0 01 0 1 1 1 11 1 0 1 0 01 1 1 1 1 1所以公式类型为可满足式4. 用等值演算法证明下面等值式：(2) (p —q) A (p —r)二(p —(q A r))⑷(p A - q) V (-p A q)=(p V q) A 一(p A q)证明(2) (p —q) A (p —r)(一p V q) A ( 一p V r):二_ p V (q A r))二p—(q A r)(4) (p A - q) V ( 一p A q)u (p V (一p A q)) A(_ q V (一p A q)-(p V _ p) A (p V q) A ( 一q V 一p) A ( 一q V q)=1 A (p V q) A 一(p A q) A 1二(p V q) A _ (p A q)5. 求下列公式的主析取范式与主合取范式，并求成真赋值(1) ( _p—q) —(一q V p)(2) _(P —q) A q A r(3) (p V (q A r)) -(p V q V r)解：(1) 主析取范式(- p-q) —( 一q p)二_(p q) ( 一q p)=(- p -q) ( 一q p)=(一p _q) (一q p) (一q _p) (p q) (p _q)u ( - p _q) (p _q) (p q)-刀(0,2,3)主合取范式：(_p—q) —( 一q p)-_(p q) ( 一q p)=(- p -q) ( 一q p)=(一P (一q P)) (一q (一q p))=1 (p — q)二(p —q)二M i=n (i)(2) 主合取范式为：_(p —q) q r=—(一p q) q ru (p _q) q 产0所以该式为矛盾式?主合取范式为n (0,123,4,5,6,7)矛盾式的主析取范式为0(3) 主合取范式为：(p (q r)) —(p q r)=一(p (q r)) —(p q r)=(一p (一q _r)) (p q r)=(一p (p q r)) (( _q - r)) (p q r))二 1 i二 1所以该式为永真式永真式的主合取范式为1主析取范式为刀（0,123,4,5,6,7）第三章部分课后习题参考答案14. 在自然推理系统P中构造下面推理的证明:(2) 前提：p—. q, —(q r),r(4)前提：q— p,q『s,s『t,t r结论：p q证明：（2）①—(q r) 前提引入②—q —r ①置换③q，一「②蕴含等值式④r 前提引入⑤一q ③④拒取式⑥p- q 前提引入⑦」p (3)⑤⑥拒取式证明（4）：①t r 前提引入②t ①化简律③qi s 前提引入④s—?t 前提引入⑤q r t ③④等价三段论( q > t)(t r q)?⑤置换炉(q >t)⑥化简⑧q ②⑥假言推理⑨ q—；p 前提引入⑩p ⑧⑨假言推理(11)p q ⑧⑩合取15在自然推理系统P中用附加前提法证1 F面各推理:结论：_ p(1)前提：pr (qr r),s r p,q结论：s —? r ①s 附加前提引入②Sr P前提引入③P①②假言推理④ p —；(q —； r)前提引入⑤q — r③④假言推理⑥q 前提引入⑦r⑤⑥假言推理16在自然推理系统 P 中用归谬法证明下面各推理：(1)前提：p ，—q, - r q,r _s结论：- p 证明：①p 结论的否定引入② p —「q 前提引入q ①②假言推理 r q 前提引入⑤「r ④化简律⑥r 「s 前提引入⑦r ⑥化简律⑧r 「r ⑤⑦合取由于最后一步r 「r 是矛盾式，所以推理正确. 第四章部分课后习题参考答案3.在一阶逻辑中将下面将下面命题符号化，并分别讨论个体域限制为的真值：(1)对于任意 x,均有 2=(x+ )(x ).证明(a),(b) 条件时命题(2)存在x,使得x+5=9. 其中(a)个体域为自然数集合. (b)个体域为实数集合.解:F(x): 2=(x+ 一)(x 一).G(x): x+5=9.(1) 在两个个体域中都解释为-xF(x)，在(a)中为假命题，在(b)中为真命题。
屈婉玲高教版离散数学部分答案详解2[1]
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第七章部分课后习题参考答案7.列出集合A={2,3,4}上的恒等关系I A ,全域关系E A ,小于或等于关系L A ,整除关系D A .解：I A ={<2，2>,<3,3>,<4,4>}E A ={<2,2>,<2,3>,<2,4>,<3,4>,<4,4>,<3,2>,<3,3>,<4,2>,<4,3>}L A ={<2,2>,<2,3>,<2,4>,<3,3>,<3,4>,<4,4>} D A ={<2,4>}13.设A={<1,2>,<2,4>,<3,3>} B={<1,3>,<2,4>,<4,2>}求A ⋃B,A ⋂B, domA, domB, dom(A ⋃B), ranA, ranB, ran(A ⋂B ), fld(A-B). 解：A ⋃B={<1,2>,<2,4>,<3,3>,<1,3>,<4,2>} A ⋂B={<2,4>}domA={1,2,3} domB={1,2,4} dom(A ∨B)={1,2,3,4}ranA={2,3,4} ranB={2,3,4} ran(A ⋂B)={4}A-B={<1,2>,<3,3>}，fld(A-B)={1,2,3} 14.设R={<0,1><0,2>,<0,3>,<1,2>,<1,3>,<2,3>}求R R, R -1, R ↑{0,1,}, R[{1,2}] 解：R R={<0,2>,<0,3>,<1,3>}R -1,={<1,0>,<2,0>,<3,0>,<2,1>,<3,1>,<3,2>}R ↑{0,1}={<0,1>,<0,2>,<0,3>,<1,2>,<1,3>} R[{1,2}]=ran(R|{1,2})={2,3}16．设A={a,b,c,d}，1R ，2R 为A 上的关系，其中1R ={},,,,,a a a b b d{}2,,,,,,,R a d b c b d c b=求23122112,,,R R R R R R 。
离散数学答案屈婉玲版第二版高等教育出版社课后答案
离散数学答案屈婉玲版第二版高等教育出版社课后答案第一章部分课后习题参考答案16 设p、q的真值为0；r、s的真值为1，求下列各命题公式的真值。
（1）p∨(q∧r)⇔ 0∨(0∧1) ⇔0（2）（p↔r）∧(﹁q∨s) ⇔（0↔1）∧(1∨1) ⇔0∧1⇔0.（3）（⌝p∧⌝q∧r）↔(p∧q∧﹁r) ⇔（1∧1∧1）↔ (0∧0∧0)⇔0(4)（⌝r∧s）→(p∧⌝q) ⇔（0∧1）→(1∧0) ⇔0→0⇔117．判断下面一段论述是否为真：“π是无理数。
并且，如果3是无理数，则2也是无理数。
另外6能被2整除，6才能被4整除。
”答：p: π是无理数 1q: 3是无理数 0r: 2是无理数 1s: 6能被2整除 1t: 6能被4整除 0命题符号化为： p∧(q→r)∧(t→s)的真值为1，所以这一段的论述为真。
19．用真值表判断下列公式的类型：（4）(p→q) →(⌝q→⌝p)（5）(p∧r) ↔(⌝p∧⌝q)（6）((p→q) ∧(q→r)) →(p→r)答：（4）p q p→q ⌝q ⌝p ⌝q→⌝p (p→q)→(⌝q→⌝p)0 0 1 1 1 1 10 1 1 0 1 1 11 0 0 1 0 0 11 1 1 0 0 1 1所以公式类型为永真式（5）公式类型为可满足式（方法如上例）（6）公式类型为永真式（方法如上例）第二章部分课后习题参考答案3.用等值演算法判断下列公式的类型，对不是重言式的可满足式，再用真值表法求出成真赋值.(1) ⌝(p∧q→q)(2)(p→(p∨q))∨(p→r)(3)(p∨q)→(p∧r)答：(2)（p→(p∨q)）∨(p→r)⇔(⌝p∨(p∨q))∨(⌝p∨r)⇔⌝p∨p∨q∨r⇔1所以公式类型为永真式(3)P q r p∨q p∧r （p∨q）→(p∧r)0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 10 1 0 1 0 00 1 1 1 0 01 0 0 1 0 01 0 1 1 1 11 1 0 1 0 01 1 1 1 1 1所以公式类型为可满足式4.用等值演算法证明下面等值式：(2)(p→q)∧(p→r)⇔(p→(q∧r))(4)(p∧⌝q)∨(⌝p∧q)⇔(p∨q) ∧⌝(p∧q)证明（2）(p→q)∧(p→r)⇔ (⌝p∨q)∧(⌝p∨r)⇔⌝p∨(q∧r))⇔p→(q∧r)（4）(p∧⌝q)∨(⌝p∧q)⇔(p∨(⌝p∧q)) ∧(⌝q∨(⌝p∧q)⇔(p∨⌝p)∧(p∨q)∧(⌝q∨⌝p) ∧(⌝q∨q)⇔1∧(p∨q)∧⌝(p∧q)∧1⇔(p∨q)∧⌝(p∧q)5.求下列公式的主析取范式与主合取范式，并求成真赋值(1)(⌝p→q)→(⌝q∨p)(2)⌝(p→q)∧q∧r(3)(p∨(q∧r))→(p∨q∨r)解：（1）主析取范式(⌝p →q)→(⌝q ∨p)⇔⌝(p ∨q)∨(⌝q ∨p)⇔(⌝p ∧⌝q)∨(⌝q ∨p)⇔ (⌝p ∧⌝q)∨(⌝q ∧p)∨(⌝q ∧⌝p)∨(p ∧q)∨(p ∧⌝q)⇔ (⌝p ∧⌝q)∨(p ∧⌝q)∨(p ∧q)⇔320m m m ∨∨⇔∑(0,2,3)主合取范式：(⌝p →q)→(⌝q ∨p)⇔⌝(p ∨q)∨(⌝q ∨p)⇔(⌝p ∧⌝q)∨(⌝q ∨p)⇔(⌝p ∨(⌝q ∨p))∧(⌝q ∨(⌝q ∨p))⇔1∧(p ∨⌝q)⇔(p ∨⌝q) ⇔ M 1⇔∏(1)(2) 主合取范式为：⌝(p →q)∧q ∧r ⇔⌝(⌝p ∨q)∧q ∧r⇔(p ∧⌝q)∧q ∧r ⇔0所以该式为矛盾式.主合取范式为∏(0,1,2,3,4,5,6,7)矛盾式的主析取范式为 0(3)主合取范式为：(p ∨(q ∧r))→(p ∨q ∨r)⇔⌝(p ∨(q ∧r))→(p ∨q ∨r)⇔(⌝p ∧(⌝q ∨⌝r))∨(p ∨q ∨r)⇔(⌝p ∨(p ∨q ∨r))∧((⌝q ∨⌝r))∨(p ∨q ∨r))⇔1∧1⇔1所以该式为永真式.永真式的主合取范式为 1主析取范式为∑(0,1,2,3,4,5,6,7)第三章部分课后习题参考答案14. 在自然推理系统P中构造下面推理的证明：(2)前提：p→q,⌝(q∧r),r结论：⌝p(4)前提：q→p,q↔s,s↔t,t∧r结论：p∧q证明：（2）①⌝(q∧r) 前提引入②⌝q∨⌝r ①置换③q→⌝r ②蕴含等值式④r 前提引入⑤⌝q ③④拒取式⑥p→q 前提引入⑦￢p（3）⑤⑥拒取式证明（4）：①t∧r 前提引入②t ①化简律③q↔s 前提引入④s↔t 前提引入⑤q↔t ③④等价三段论⑥（q→t）∧(t→q) ⑤置换⑦（q→t）⑥化简⑧q ②⑥假言推理⑨q→p 前提引入⑩p ⑧⑨假言推理(11)p∧q ⑧⑩合取15在自然推理系统P中用附加前提法证明下面各推理：(1)前提：p→(q→r),s→p,q结论：s→r证明①s 附加前提引入②s→p 前提引入③p ①②假言推理④p→(q→r) 前提引入⑤q→r ③④假言推理⑥q 前提引入⑦r ⑤⑥假言推理16在自然推理系统P中用归谬法证明下面各推理：(1)前提：p→⌝q,⌝r∨q,r∧⌝s结论：⌝p证明：①p 结论的否定引入②p→﹁q 前提引入③﹁q ①②假言推理④￢r∨q 前提引入⑤￢r ④化简律⑥r∧￢s 前提引入⑦r ⑥化简律⑧r∧﹁r ⑤⑦合取由于最后一步r∧﹁r 是矛盾式,所以推理正确.第四章部分课后习题参考答案3. 在一阶逻辑中将下面将下面命题符号化,并分别讨论个体域限制为(a),(b)条件时命题的真值:(1) 对于任意x,均有2=(x+)(x).(2) 存在x,使得x+5=9.其中(a)个体域为自然数集合.(b)个体域为实数集合.解：F(x): 2=(x+)(x).G(x): x+5=9.(1)在两个个体域中都解释为)∀，在（a）中为假命题，在(b)中为真命题。
离散数学最全课后答案(屈婉玲版)
1.1．略1.2．略1.3．略1.4．略1.5．略1.6．略1.7．略1.8．略1.9．略1.10．略1.11．略1.12．将下列命题符号化, 并给出各命题的真值:(1)2+2＝4 当且仅当3+3＝6. (2)2+2＝4 的充要条件是3+3≠6. (3)2+2≠4与3+3＝6 互为充要条件. (4)若2+2≠4, 则3+3≠6, 反之亦然.(1)p↔q, 其中, p: 2+2＝4, q: 3+3＝6, 真值为1.(2)p↔⌝q, 其中, p: 2+2＝4, q: 3+3＝6, 真值为0.(3) ⌝p↔q, 其中, p: 2+2＝4, q: 3+3＝6, 真值为0.(4) ⌝p↔⌝q, 其中, p: 2+2＝4, q: 3+3＝6, 真值为1.1.13．将下列命题符号化, 并给出各命题的真值:(1)若今天是星期一, 则明天是星期二. (2)只有今天是星期一, 明天才是星期二. (3)今天是星期一当且仅当明天是星期二. (4)若今天是星期一, 则明天是星期三.令p: 今天是星期一; q: 明天是星期二; r: 明天是星期三.(1) p→q ⇔ 1.(2) q→p ⇔ 1.(3) p↔q ⇔ 1.(4) p→r 当p ⇔ 0 时为真; p ⇔ 1 时为假.1.14．将下列命题符号化.(1) 刘晓月跑得快, 跳得高.(2)老王是山东人或河北人.(3)因为天气冷, 所以我穿了羽绒服. (4)王欢与李乐组成一个小组.(5)李辛与李末是兄弟.(6)王强与刘威都学过法语. (7)他一面吃饭, 一面听音乐. (8)如果天下大雨, 他就乘班车上班. (9)只有天下大雨, 他才乘班车上班. (10)除非天下大雨, 他才乘班车上班. (11)下雪路滑, 他迟到了.(12)2 与4 都是素数, 这是不对的.(13)“2或4 是素数, 这是不对的”是不对的.(1)p∧q, 其中, p: 刘晓月跑得快, q: 刘晓月跳得高.(2)p∨q, 其中, p: 老王是山东人, q: 老王是河北人.(3)p→q, 其中, p: 天气冷, q: 我穿了羽绒服.(4)p, 其中, p: 王欢与李乐组成一个小组, 是简单命题.(5)p, 其中, p: 李辛与李末是兄弟.(6)p∧q, 其中, p: 王强学过法语, q: 刘威学过法语.(7)p∧q, 其中, p: 他吃饭, q: 他听音乐.(8)p→q, 其中, p: 天下大雨, q: 他乘班车上班.(9)p→q, 其中, p: 他乘班车上班, q: 天下大雨.(10)p→q, 其中, p: 他乘班车上班, q: 天下大雨.(11)p→q, 其中, p: 下雪路滑, q: 他迟到了.12) ⌝ (p∧q)或⌝p∨⌝q, 其中, p: 2 是素数, q: 4 是素数.(13) ⌝⌝ (p∨q)或p∨q, 其中, p: 2 是素数, q: 4 是素数.1.15．设p: 2+3=5.q: 大熊猫产在中国.r: 复旦大学在广州. 求下列复合命题的真值:(1)(p↔q) →r(2)(r→ (p∧q)) ↔ ⌝p(3) ⌝r→ (⌝p∨⌝q∨r)(4)(p∧q∧⌝r) ↔ (( ⌝p∨⌝q) →r)(1)真值为0.(2)真值为0.(3)真值为0.(4)真值为1.注意: p, q 是真命题, r 是假命题.1.16．略1.17．略1.18．略1.19．用真值表判断下列公式的类型:(1)p→ (p∨q∨r)(2)(p→⌝q) →⌝q(3) ⌝ (q→r) ∧r(4)(p→q) → (⌝q→⌝p)(5)(p∧r) ↔ ( ⌝p∧⌝q)(6)((p→q) ∧ (q→r)) → (p→r)(7)(p→q) ↔ (r↔s)(1), (4), (6)为重言式.(3)为矛盾式.(2), (5), (7)为可满足式.1.20．略1.21．略1.22．略1.23．略1.24．略1.25．略1.26．略1.27．略1.28．略1.29．略1.30．略1.31．将下列命题符号化, 并给出各命题的真值:(1)若3+＝4, 则地球是静止不动的.(2)若3+2＝4, 则地球是运动不止的. (3)若地球上没有树木, 则人类不能生存.(4)若地球上没有水, 则 3 是无理数.(1)p→q, 其中, p: 2+2＝4, q: 地球静止不动, 真值为0.(2)p→q, 其中, p: 2+2＝4, q: 地球运动不止, 真值为1.(3) ⌝p→⌝q, 其中, p: 地球上有树木, q: 人类能生存, 真值为1.(4) ⌝p→q, 其中, p: 地球上有水, q: 3 是无理数, 真值为1.习题二2.1. 设公式A = p→q, B = p⌝∧q, 用真值表验证公式A 和B 适合德摩根律:⌝(A∨B) ⇔ ⌝A⌝∧B.p q A =p→q B =p⌝∧q⌝(A∨B)⌝A⌝∧B0 0 1 0 0 00 1 1 0 0 01 0 0 1 0 01 1 1 0 0 0因为⌝(A∨B)和⌝A⌝∧B 的真值表相同, 所以它们等值.2.2. 略2.3. 用等值演算法判断下列公式的类型, 对不是重言式的可满足式, 再用真值表法求出成真赋值.(1) ⌝ (p∧q→q)(2)(p→ (p∨q)) ∨ (p→r)(3)(p∨q) → (p∧r)(1) ⌝ (p∧q→q)⇔ ⌝ (⌝(p∧q) ∨ q) ⇔ ⌝ (⌝p ∨ ⌝q ∨ q) ⇔ p∧q∧⌝q ⇔ p∧0 ⇔ 0 ⇔ 0. 矛盾式.(2)重言式.(3) (p∨q) → (p∧r) ⇔ ⌝(p∨q) ∨ (p∧r) ⇔ ⌝p⌝∧q ∨ p∧r 易见, 是可满足式, 但不是重言式. 成真赋值为: 000, 001, 101, 111p q r←p ∍ ←q (p∍r0 0 0 1 1 1 1 00 0 1 1 1 1 1 00 1 0 1 0 0 0 00 1 1 1 0 0 0 01 0 0 0 0 1 0 01 0 1 0 0 1 1 11 1 0 0 0 0 0 01 1 1 0 0 0 1 12.4. 用等值演算法证明下面等值式:(1) p⇔ (p∧q) ∨ (p∧⌝q)(3) ⌝ (p↔q) ⇔ (p∨q) ∧⌝ (p∧q)(4) (p∧⌝q) ∨ (⌝p∧q) ⇔ (p∨q) ∧⌝ (p∧q)(1) (p∧q) ∨ (p∧⌝q) ⇔ p ∧ (q⌝∨q) ⇔ p ∧ 1 ⇔ p.(3) ⌝ (p↔q)⇔⌝ ((p→q) ∧ (q→p))⇔⌝ ((⌝p∨q) ∧ (⌝q∨p))⇔ (p∧⌝q) ∨ (q∧⌝p)⇔ (p∨q) ∧ (p∨⌝p) ∧ (⌝q∨q) ∧ (⌝p∨⌝q)⇔ (p∨q) ∧⌝ (p∧q)(4) (p∧⌝q) ∨ (⌝p∧q)⇔ (p∨⌝p) ∧ (p∨q) ∧ (⌝q∨⌝p) ∧ (⌝q∨q)⇔ (p∨q) ∧⌝ (p∧q)2.5. 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)(1)(⌝p→q) → (⌝q∨p)⇔ ⌝(p∨q) ∨ (⌝q∨p)⇔ ⌝p∧⌝q ∨ ⌝q ∨ p⇔ ⌝p∧⌝q ∨ ⌝q ∨ p(吸收律)⇔ (p⌝∨p)⌝∧q ∨ p∧(q⌝∨q)⇔ p⌝∧q ⌝∨p⌝∧q ∨ p∧q ∨ p⌝∧q⇔ m10 ∨ m00 ∨ m11 ∨ m10⇔ m0 ∨ m2 ∨ m3⇔ ∑(0, 2, 3).成真赋值为00, 10, 11.(2)主析取范式为0, 无成真赋值, 为矛盾式.(3)m0∨m1∨m2∨m3∨m4∨m5∨m6∨m7, 为重言式.2.6. 求下列公式的主合取范式, 并求成假赋值:(1) ⌝ (q→⌝p) ∧⌝p(2)(p∧q) ∨ (⌝p∨r)(3)(p→ (p∨q)) ∨r(1) ⌝ (q⌝→p) ∧ ⌝p⇔ ⌝(⌝q⌝∨p) ∧ ⌝p⇔ q∧p ∧ ⌝p⇔ q∧0⇔ 0⇔ M0∧M1∧M2∧M3这是矛盾式. 成假赋值为00, 01, 10, 11.(2)M4, 成假赋值为100.(3)主合取范式为1, 为重言式.2.7. 求下列公式的主析取范式, 再用主析取范式求合取范式:(1)(p∧q) ∨r(2)(p→q) ∧ (q→r)(1)m1∨m3∨m5∨m6∨m7⇔M0∧M2∧M4(2)m0∨m1∨m3∨m7⇔M2∧M4∧M5∧M62.8. 略2.9. 用真值表求下面公式的主析取范式.(2) (p→q) → (p⌝↔q)p q(p q) (p ← q)0 0 1 0 0 10 1 1 1 1 01 0 0 1 1 11 1 1 0 0 0(2)从真值表可见成真赋值为01, 10. 于是(p → q) → (p⌝ ↔ q) ⇔ m1 ∨ m2.2.10. 略2.11. 略2.12. 略2.13. 略2.14. 略2.15. 用主析取范式判断下列公式是否等值:(1)(p→q) →r 与q→ (p→r)(2)(p→q) →r⇔ ⌝(⌝p∨q) ∨ r⇔ ⌝(⌝p∨q) ∨ r⇔ p⌝∧q ∨ r⇔ p⌝∧q∧(r⌝∨r) ∨ (p⌝∨p) ∧ (q⌝∨q)∧r⇔ p⌝∧q∧r ∨ p⌝∧q∧⌝r ∨p∧q∧r ∨ p∧⌝q∧r ∨ ⌝p∧q∧r ∨ ⌝p∧⌝q∧r= m101 ∨ m100 ∨ m111 ∨ m101 ∨ m011 ∨ m001⇔ m1 ∨ m3 ∨ m4 ∨ m5 ∨ m7= ∑(1, 3, 4, 5, 7).而q→(p→r)⇔ ⌝q ∨ (⌝p∨r)⇔ ⌝q ∨ ⌝p ∨r⇔ (⌝p∨p)⌝∧q∧(⌝r∨r) ∨ ⌝p∧(⌝q∨q)∧(⌝r∨r)∨ (⌝p∨p)∧(⌝q∨q)∧r⇔ (⌝p⌝∧q∧⌝r)∨(⌝p⌝∧q∧r)∨(p⌝∧q∧⌝r)∨(p⌝∧q∧r)∨(⌝p∧⌝q∧⌝r)∨(⌝p∧⌝q∧r)∨(⌝p∧q∧⌝r)∨(⌝p∧q∧r)∨(⌝p∧⌝q∧r)∨(⌝p∧q∧r)∨(p∧⌝q∧r)∨(p∧q∧r)= m0 ∨ m1 ∨ m4 ∨ m5∨ m0 ∨ m1 ∨ m2 ∨ m3∨ m1 ∨ m3 ∨ m5 ∨ m7⇔ m0 ∨ m1 ∨ m2 ∨ m3 ∨ m4 ∨ m5 ∨ m7⇔ ∑(0, 1, 2, 3, 4, 5, 7).两个公式的主吸取范式不同, 所以(p→q) →rœq→ (p→r).2.16. 用主析取范式判断下列公式是否等值:(1)(p→q) →r 与q→ (p→r)(2) ⌝ (p∧q)与⌝ (p∨q)(1)(p→q) →r) ⇔m1∨m3∨m4∨m5∨m7q→ (p→r) ⇔m0∨m1∨m2∨m3∨m4∨m5∨m7所以(p→q) →r) œq→ (p→r)(2)⌝ (p∧q) ⇔m0∨m1∨m2⌝ (p∨q) ⇔m0所以⌝ (p∧q) œ⌝ (p∨q)2.17. 用主合取范式判断下列公式是否等值:(1)p→ (q→r)与⌝ (p∧q) ∨r(2)p→ (q→r)与(p→q) →r(1)p→ (q→r) ⇔M6⌝ (p∧q) ∨r⇔M6所以p→ (q→r) ⇔ ⌝ (p∧q) ∨r(2)p→ (q→r) ⇔M6(p→q) →r⇔M0∧M1∧M2∧M6所以p→ (q→r) œ(p→q) →r2.18. 略2.19. 略2.20.将下列公式化成与之等值且仅含{⌝, →} 中联结词的公式.(3) (p∧q)↔r.注意到A↔B ⇔ (A→B)∧(B→A)和A∧B ⇔ ⌝(⌝A⌝∨B) ⇔ ⌝(A⌝→B)以及A∨B ⇔ ⌝A→B. (p∧q)↔r⇔ (p∧q → r) ∧ (r → p∧q)⇔ (⌝(p⌝→q) → r) ∧ (r → ⌝(p⌝→q))⇔ ⌝((⌝(p⌝→q) → r) → ⌝(r → ⌝(p⌝→q)))注 联结词越少, 公式越长.2.21. 证明:(1) (p↑q) ⇔ (q↑p), (p↓q) ⇔ (q↓p).(p↑q) ⇔ ⌝(p∧q) ⇔ ⌝(q∧p) ⇔ (q↑p).(p↓q) ⇔ ⌝(p∨q) ⇔ ⌝(q∨p) ⇔ (q↓p).2.22. 略2.23. 略2.24. 略2.25. 设A, B, C 为任意的命题公式.(1)若A∨C⇔B∨C, 举例说明A⇔B 不一定成立. (2)已知A∧C⇔B∧C, 举例说明A⇔B 不一定成立. (3)已知⌝A⇔⌝B, 问: A⇔B 一定成立吗?(1) 取A = p, B = q, C = 1 (重言式), 有A∨C ⇔ B∨C, 但A œB.(2) 取A = p, B = q, C = 0 (矛盾式), 有A∧C ⇔ B∧C, 但A œB.好的例子是简单, 具体, 而又说明问题的. (3)一定.2.26. 略2.27.某电路中有一个灯泡和三个开关A,B,C. 已知在且仅在下述四种情况下灯亮:(1)C 的扳键向上, A,B 的扳键向下.(2)A 的扳键向上, B,C 的扳键向下.(3)B,C 的扳键向上, A 的扳键向下.(4)A,B 的扳键向上, C 的扳键向下.设F 为1 表示灯亮, p,q,r 分别表示A,B,C 的扳键向上. (a)求F 的主析取范式.(b)在联结词完备集{⌝, ∧}上构造F. (c)在联结词完备集{⌝, →,↔}上构造F.(a)由条件(1)-(4)可知, F 的主析取范式为F⇔ (⌝p∧⌝q∧r) ∨ (p∧⌝q∧⌝r) ∨ (⌝p∧q∧r) ∨ (p∧q∧⌝r)⇔m1∨m4∨m3∨m6⇔m1∨m3∨m4∨m6(b)先化简公式F⇔ (⌝p∧⌝q∧r) ∨ (p∧⌝q∧⌝r) ∨ (⌝p∧q∧r) ∨ (p∧q∧⌝r)⇔⌝q∧ ((⌝p∧r) ∨ (p∧⌝r)) ∨q∧ ((⌝p∧r) ∨ (p∧⌝r))⇔ (⌝q∨q) ∧ ((⌝p∧r) ∨ (p∧⌝r))⇔ (⌝p∧r) ∨ (p∧⌝r)⇔⌝ (⌝ (⌝p∧r) ∧⌝ (p∧⌝r)) (已为{⌝, ∧}中公式)(c)F⇔ (⌝p∧r) ∨ (p∧⌝r)⇔⌝⌝ (⌝p∧r) ∨ (p∧⌝r)⇔⌝ (⌝p∧r) → (p∧⌝r)⇔ (p∨⌝r) →⌝ (⌝p∨r)⇔ (r→p) →⌝ (p→r) (已为{⌝, →,↔}中公式)2.28.一个排队线路, 输入为A,B,C, 其输出分别为F A,F B,F C. 本线路中, 在同一时间内只能有一个信号通过, 若同时有两个和两个以上信号申请输出时, 则按A,B,C 的顺序输出. 写出F A,F B,F C 在联结词完备集{⌝, ∨}中的表达式.根据题目中的要求, 先写出F A,F B,F C 的真值表(自己写) 由真值表可先求出他们的主析取范式, 然后化成{⌝, ∧}中的公式F A⇔m4∨m5∨m6∨m7⇔p (已为{⌝, ∧}中公式)F B⇔m2∨m3⇔⌝p∧q (已为{⌝, ∧}中公式)F C⇔m1⇔⌝p∧⌝q∧r (已为{⌝, ∧}中公式)2.29. 略2.30. 略习题三3.1. 略3.2. 略3.3. 略3.4. 略3.5. 略3.6. 判断下面推理是否正确. 先将简单命题符号化, 再写出前提, 结论, 推理的形式结构(以蕴涵式的形式给出)和判断过程(至少给出两种判断方法):(1)若今天是星期一, 则明天是星期三；今天是星期一. 所以明天是星期三. (2)若今天是星期一, 则明天是星期二；明天是星期二. 所以今天是星期一. (3)若今天是星期一, 则明天是星期三；明天不是星期三. 所以今天不是星期一. (4)若今天是星期一, 则明天是星期二；今天不是星期一. 所以明天不是星期二. (5)若今天是星期一, 则明天是星期二或星期三. (6)今天是星期一当且仅当明天是星期三；今天不是星期一. 所以明天不是星期三.设p: 今天是星期一, q: 明天是星期二, r: 明天是星期三. (1)推理的形式结构为(p→r) ∧p→r此形式结构为重言式, 即(p→r) ∧p⇒r 所以推理正确. (2)推理的形式结构为(p→q) ∧q→p 此形式结构不是重言式, 故推理不正确. (3)推理形式结构为(p→r) ∧⌝r→⌝p此形式结构为重言式, 即(p→r) ∧⌝r⇒⌝p故推理正确. (4)推理形式结构为(p→q) ∧⌝p→⌝q此形式结构不是重言式, 故推理不正确.(5)推理形式结构为p→ (q∨r)它不是重言式, 故推理不正确. (6)推理形式结构为(p⇒r) ∧⌝p→⌝r此形式结构为重言式, 即(p⇒r) ∧⌝p⇒⌝r故推理正确.推理是否正确, 可用多种方法证明. 证明的方法有真值表法, 等式演算法. 证明推理正确还可用构造证明法.下面用构造证明法证明(6)推理正确.前提: p⇒r, ⌝p结论: ⌝r证明: ①p⇒r 前提引入②(p→r) ∧ (r→p) ①置换③r→p ②化简律④⌝p 前提引入⑤⌝r ③④拒取式所以, 推理正确.3.7. 略3.8. 略3.9. 用三种方法(真值表法, 等值演算法, 主析取范式法)证明下面推理是正确的:若a 是奇数, 则a 不能被2 整除. 若a 是偶数, 则a 能被2 整除. 因此, 如果a 是偶数, 则a 不是奇数.令p: a 是奇数; q: a 能被2 整除; r: a 是偶数. 前提: p → ⌝q, r → q.结论: r → ⌝p.形式结构: (p → ⌝q) ∧ (r → q) → (r → ⌝p).……3.10.略3.11.略3.12.略3.13.略3.14.在自然推理系统P 中构造下面推理的证明:(1)前提: p→ (q→r), p, q结论: r∨s(2)前提: p→q, ⌝ (q∧r), r结论: ⌝p(3)前提: p→q结论: p→ (p∧q)(4)前提: q→p, q⇒s, s⇒t, t∧r结论: p∧q(5)前提: p→r, q→s, p∧q结论: r∧s(6)前提: ⌝p∨r, ⌝q∨s, p∧q结论: t→ (r∨s) (1)证明:①②p→(q→r)p前提引入前提引入③④q→rq①②假言推理前提引入⑤r③④假言推理⑥r∨s⑤附加律(2)证明:①②③⌝ (q∧r)⌝q∨⌝rr前提引入①置换前提引入④⑤⑥⌝qp→q⌝p②③析取三段论前提引入④⑤拒取式(3)证明:①p→q前提引入②⌝p∨q①置换③(⌝p∨q) ∧ (⌝p∨p)②置换④⌝p∨ (p∧q)③置换⑤p→ (p∧q) ④置换也可以用附加前提证明法, 更简单些.(4)证明:①②③④⑤s⇒t(s→t) ∧ (t→s)t→st∧rt前提引入①置换②化简前提引入④化简⑥s③⑤假言推理⑦⑧⑨⑩q⇒s(s→q) ∧ (q→s)s→qq前提引入⑦置换⑧化简⑥⑥假言推理○11 q →p前提引入○12 ○13 pp∧q⑩○11 假言推理⑩○12 合取(5)证明:①②p→rq→s前提引入前提引入③④p∧qp前提引入③化简⑤q③化简⑥r①④假言推理⑦s②⑤假言推理⑧r∧s⑥⑦合取(6)证明:①②t⌝p∨r附加前提引入前提引入③④p∧qp前提引入③化简⑤r②④析取三段论⑥r∨s⑤附加说明: 证明中, 附加提前t, 前提⌝q∨s 没用上. 这仍是正确的推理.3.15.在自然推理系统P 中用附加前提法证明下面各推理:(1)前提: p→ (q→r), s→p, q结论: s→r(2)前提: (p∨q) → (r∧s), (s∨t) →u结论: p→u(1)证明:①②ss→p附加前提引入前提引入③p①②假言推理④⑤⑥p→ (q→r)q→rq前提引入③④假言推理前提引入⑦r⑤⑥假言推理(2)证明:①②Pp∨q附加前提引入①附加③(p∨q) → (r∧s) 前提引入④⑤r∧sS②③假言推理④化简⑥⑦⑧s∨t(s∨t) →uu⑤附加前提引入⑥⑦假言推理3.16.在自然推理系统P 中用归谬法证明下面推理:(1)前提: p→⌝q, ⌝r∨q, r∧⌝s结论: ⌝p(2)前提: p∨q, p→r, q→s结论: r∨s(1)证明:①②Pp→⌝q结论否定引入前提引入③④⑤⑥⑦⌝q⌝r∨q⌝rr∧⌝sr①②假言推理前提引入③④析取三段论前提引入⑥化简⑧⌝r∧r⑤⑦合取⑧为矛盾式, 由归谬法可知, 推理正确.(2)证明:①⌝ (r∨s)结论否定引入②p∨q前提引入③p→r前提引入④q→s前提引入⑤r∨s②③④构造性二难⑥⌝ (r∨s) ∧ (r∨s)①⑤合取①②③④⑤⑥⑦pp q(rq(rss ←q←qr①②假言推理前提引入前提引入⑥为矛盾式, 所以推理正确.3.17.P53 17. 在自然推理系统P 中构造下面推理的证明:只要A 曾到过受害者房间并且11 点以前没用离开, A 就犯了谋杀罪. A 曾到过受害者房间. 如果A 在11 点以前离开, 看门人会看到他. 看门人没有看到他. 所以A 犯了谋杀罪.令p: A 曾到过受害者房间; q: A 在11 点以前离开了; r: A 就犯了谋杀罪; s:看门人看到A.前提: p⌝∧q → r, p, q → s, ⌝s.结论: r.前提: p⌝∧q → r, p, q → s, ⌝s; 结论: r.证明:①⌝s 前提引入②q → s 前提引入③⌝q ①②拒取④p 前提引入⑤p⌝∧q ③④合取⑥p⌝∧q → r 前提引入⑦r ⑤⑥假言推理3.18.在自然推理系统P 中构造下面推理的证明.(1)如果今天是星期六, 我们就要到颐和园或圆明园去玩. 如果颐和园游人太多, 我们就不去颐和园玩.今天是星期六. 颐和园游人太多. 所以我们去圆明园玩.(2)如果小王是理科学生, 他的数学成绩一定很好. 如果小王不是文科生, 他必是理科生. 小王的数学成绩不好. 所以小王是文科学生.(3)明天是晴天, 或是雨天；若明天是晴天, 我就去看电影；若我看电影, 我就不看书. 所以, 如果我看书,则明天是雨天.(1)令p: 今天是星期六; q: 我们要到颐和园玩; r: 我们要到圆明园玩; s:颐和园游人太多.前提: p→ (q∨r), s → ⌝q, p, s.结论: r.前提引入前提引入p p→q∨rq∨rs s → ⌝q⌝qr④⑤假言推理(1)的证明树③⑥析取三段论① p →r 前提引入 ② ⌝r 前提引入 ③ ⌝p ①②拒取式 ④ ⌝q →p 前提引入 ⑤q③④拒取式(2) 令 p : 小王是理科生, q : 小王是文科生, r : 小王的数学成绩很好. 前提: p →r , ⌝q →p , ⌝r 结论: q 证明:⌝qp →q⌝p⌝r →p(2)的证明树 r(3)令 p : 明天是晴天, q : 明天是雨天, r : 我看电影, s : 我看书. 前提: p ∨q , p →r , r →⌝s结论: s →q 证明:① ② s r →⌝s 附加前提引入 前提引入 ③ ⌝r ①②拒取式 ④ p →r 前提引入 ⑤ ⌝p ③④拒取式 ⑥ p ∨q 前提引入 ⑦q⑤⑥析取三段论习题四4.1. 将下面命题用0 元谓词符号化:(1)小王学过英语和法语. (2)除非李建是东北人, 否则他一定怕冷.(1) 令F(x): x 学过英语; F(x): x 学过法语; a: 小王. 符号化为F(a)∧F(b).或进一步细分, 令L(x, y): x 学过y; a: 小王; b1: 英语; b2: 法语. 则符号化为L(a, b1)∧L(a, b2).(2) 令F(x): x 是东北人; G(x): x 怕冷; a: 李建. 符号化为⌝F(a)→G(a) 或⌝G(a)→F(a).或进一步细分, 令H(x, y): x 是y 地方人; G(x): x 怕冷; a: 小王; b: 东北. 则符号化为⌝H(a, b)→G(a) 或⌝G(a)→ H(a, b).4.2. 在一阶逻辑中将下面命题符号化, 并分别讨论个体域限制为(a),(b)时命题的真值:(1)凡有理数都能被2 整除.(2)有的有理数能被2 整除. 其中(a)个体域为有理数集合, (b)个体域为实数集合.(1)(a)中, ∀xF(x), 其中, F(x): x 能被2 整除, 真值为0.(b)中, ∀x(G(x) ∧F(x)), 其中, G(x): x 为有理数, F(x)同(a)中, 真值为0. (2)(a)中, ∃xF(x), 其中, F(x): x 能被2 整除, 真值为1.(b)中, ∃x(G(x) ∧F(x)), 其中, F(x)同(a)中, G(x): x 为有理数, 真值为1.4.3. 在一阶逻辑中将下面命题符号化, 并分别讨论个体域限制为(a),(b)时命题的真值:(1)对于任意的x, 均有x2-2=(x+ 2 )(x- 2 ).(2)存在x, 使得x+5=9.其中(a)个体域为自然数集合, (b)个体域为实数集合.(1)(a)中, ∀x(x2-2=(x+ 2 x- 2 真值为1.(b)中, ∀x(F(x) → (x2-2=(x+ 2 x- 2 其中, F(x): x 为实数, 真值为1. (2)(a)中, ∃x(x+5=9), 真值为1.(b)中, ∃x(F(x) ∧ (x+5=9)), 其中, F(x): x 为实数, 真值为1.4.4. 在一阶逻辑中将下列命题符号化:(1)没有不能表示成分数的有理数.(2)在北京卖菜的人不全是外地人.(3)乌鸦都是黑色的. (4)有的人天天锻炼身体.没指定个体域, 因而使用全总个体域.(1) ⌝∃x(F(x) ∧⌝G(x))或∀x(F(x) →G(x)), 其中, F(x): x 为有理数, G(x): x 能表示成分数.(2) ⌝∀x(F(x) →G(x))或∃x(F(x) ∧⌝G(x)), 其中, F(x): x 在北京卖菜, G(x): x 是外地人.(3) ∀x(F(x) →G(x)), 其中, F(x): x 是乌鸦, G(x): x 是黑色的.(4) ∃x(F(x) ∧G(x)), 其中, F(x): x 是人, G(x): x 天天锻炼身体.4.5. 在一阶逻辑中将下列命题符号化:(1)火车都比轮船快. (2)有的火车比有的汽车快. (3)不存在比所有火车都快的汽车. (4)“凡是汽车就比火车慢”是不对的.因为没指明个体域, 因而使用全总个体域(1) ∀x∀y(F(x) ∧G(y) →H(x,y)), 其中, F(x): x 是火车, G(y): y 是轮船, H(x,y):x 比y 快.(2) ∃x∃y(F(x) ∧G(y) ∧H(x,y)), 其中, F(x): x 是火车, G(y): y 是汽车, H(x,y):x 比y 快.(3) ⌝∃x(F(x) ∧∀y(G(y) →H(x,y)))或∀x(F(x) →∃y(G(y) ∧⌝H(x,y))), 其中, F(x): x 是汽车, G(y): y 是火车, H(x,y):x 比y 快.(4) ⌝∀x∀y(F(x) ∧G(y) →H(x,y))或∃x∃y(F(x) ∧G(y) ∧⌝H(x,y) ), 其中, F(x): x 是汽车, G(y): y 是火车, H(x,y):x 比y 慢.4.6. 略4.7. 将下列各公式翻译成自然语言, 个体域为整数集®, 并判断各命题的真假.(1) ∀x∀y∃z(x - y = z);(2) ∀x∃y(x⋅y = 1).(1) 可选的翻译:①“任意两个整数的差是整数.”②“对于任意两个整数, 都存在第三个整数, 它等于这两个整数相减.”③“对于任意整数x 和y, 都存在整数z, 使得x - y = z.”选③, 直接翻译, 无需数理逻辑以外的知识. 以下翻译意思相同, 都是错的:“有个整数, 它是任意两个整数的差.”“存在一个整数, 对于任意两个整数, 第一个整数都等于这两个整数相减.”❶ “存在整数z, 使得对于任意整数x 和y, 都有x - y = z.”这3 个句子都可以符号化为∃z∀x∀y(x - y = z).0量词顺序不可随意调换.(2) 可选的翻译:①“每个整数都有一个倒数.”②“对于每个整数, 都能找到另一个整数, 它们相乘结果是零.”③“对于任意整数x, 都存在整数y, 使得x⋅y = z.”选③, 是直接翻译, 无需数理逻辑以外的知识.4.8. 指出下列公式中的指导变元, 量词的辖域, 各个体变项的自由出现和约束出现:(3)∀x∃y(F(x, y) ∧ G(y, z)) ∨ ∃xH(x, y, z)∀x∃y(F(x,y)∧ G(y,z))∨ ∃x H(x,y,z)前件∀x∃y(F(x, y)∧G(y, z)) 中, ∀ 的指导变元是x, ∀ 的辖域是∃y(F(x, y)∧G(y, z)); ∃ 的指导变元是y, ∃ 的辖域是(F(x, y)∧G(y, z)).后件∃xH(x, y, z) 中, ∃ 的指导变元是x, ∃ 的辖域是H(x, y, z).整个公式中, x 约束出现两次, y 约束出现两次, 自由出现一次; z 自由出现两次.4.9. 给定解释I 如下:(a)个体域D I 为实数集合\.(b)D I 中特定元素↓a =0.(c)特定函数↓f (x,y)=x-y, x,y∈D I.(d)特定谓词↓F(x,y): x=y,↓G(x,y): x<y, x,y∈D I. 说明下列公式在I 下的含义, 并指出各公式的真值:(1)∀x∀y(G(x,y) →⌝F(x,y))(2) ∀x∀y(F(f(x,y),a) →G(x,y))(3) ∀x∀y(G(x,y) →⌝F(f(x,y),a))(4) ∀x∀y(G(f(x,y),a) →F(x,y))(1) ∀x∀y(x<y→x≠y), 真值为1.(2) ∀x∀y((x-y=0) →x<y), 真值为0.(3) ∀x∀y((x<y) → (x-y≠0)), 真值为1.(4) ∀x∀y((x-y<0) → (x=y)), 真值为0.4.10.给定解释I 如下:(a)个体域D=Æ(Æ为自然数).(b)D 中特定元素↓a=2.(c)D 上函数↓f (x,y)=x+y,↓g (x,y)=x·y.(d)D 上谓词↓F (x,y): x=y.说明下列公式在I 下的含义, 并指出各公式的真值:(1) ∀xF(g(x,a),x)(2) ∀x∀y(F(f(x,a),y) →F(f(y,a),x))(3) ∀x∀y∃z(F(f(x,y),z)(4) ∃xF(f(x,x),g(x,x))(1) ∀x(x·2=x), 真值为0.(2) ∀x∀y((x+2=y) → (y+2=x)), 真值为0.(3) ∀x∀y∃z(x+y=z),真值为1.(4) ∃x(x+x=x·x),真值为1.4.11.判断下列各式的类型:(1) F(x, y) → (G(x, y) → F(x, y)).(3) ∀x∃yF(x, y) → ∃x∀yF(x, y).(5) ∀x∀y(F(x, y) → F(y, x)).(1) 是命题重言式p → (q → p) 的代换实例, 所以是永真式.(3) 在某些解释下为假(举例), 在某些解释下为真(举例), 所以是非永真式的可满足式.(5) 同(3).4.12.P69 12. 设I 为一个任意的解释, 在解释I 下, 下面哪些公式一定是命题?(1) ∀xF(x, y) → ∃yG(x, y).(2) ∀x(F(x) → G(x)) ∧ ∃y(F( y) ∧ H( y)).(3) ∀x(∀yF(x, y) → ∃yG(x, y)).(4) ∀x(F(x) ∧ G(x)) ∧ H( y).(2), (3) 一定是命题, 因为它们是闭式.4.13.略4.14.证明下面公式既不是永真式也不是矛盾式:(1) ∀x(F(x) →∃y(G(y) ∧H(x,y)))(2) ∀x∀y(F(x) ∧G(y) →H(x,y))(1) 取个体域为全总个体域.解释I1: F(x): x 为有理数, G(y): y 为整数, H(x,y): x<y在I1 下: ∀x(F(x) →∃y(G(y) ∧H(x,y)))为真命题, 所以该公式不是矛盾式.解释I2: F(x),G(y)同I1, H(x,y): y 整除x.在I2 下: ∀x(F(x) →∃y(G(y) ∧H(x,y)))为假命题, 所以该公式不是永真式.(2) 请读者给出不同解释, 使其分别为成真和成假的命题即可.4.15.(1) 给出一个非闭式的永真式.(2) 给出一个非闭式的永假式.(3) 给出一个非闭式的可满足式, 但不是永真式.(1) F(x) ∨ ⌝F(x).(2) F(x) ∧ ⌝F(x).(3) ∀x(F(x, y) → F(y, x)).习题五5.1. 略5.2. 设个体域D={a,b,c}, 消去下列各式的量词:(1) ∀x∃y(F(x) ∧G(y))(2) ∀x∀y(F(x) ∨G(y))(3) ∀xF(x) →∀yG(y)(4) ∀x(F(x,y) →∃yG(y))(1) ∀x∃y(F(x) ∧G(y))⇔∀xF(x) ∧∃yG(y)⇔ (F(a) ∧F(b)) ∧F(c)) ∧ (G(a) ∨G(b) ∨G(c))(2) ∀x∀y(F(x) ∨G(y))⇔∀xF(x) ∨∀yG(y)⇔ (F(a) ∧F(b) ∧F(c)) ∨ (G(a) ∧G(b) ∧G(c))(3) ∀xF(x) →∀yG(y)⇔ (F(a) ∧F(b) ∧F(c)) → (G(a) ∧G(b) ∧G(c))(4) ∀x(F(x,y) →∃yG(y))⇔∃xF(x,y) →∃yG(y)⇔ (F(a,y) ∨F(b,y) ∨F(c,y)) → (G(a) ∨G(b) ∨G(c))5.3. 设个体域D={1,2}, 请给出两种不同的解释I1 和I2, 使得下面公式在I1 下都是真命题, 而在I2 下都是假命题.(1) ∀x(F(x) →G(x))(2) ∃x(F(x) ∧G(x))(1)I1: F(x):x≤2,G(x):x≤3F(1),F(2),G(1),G(2)均为真, 所以∀x(F(x) →G(x))⇔ (F(1) →G(1) ∧ (F(2) →G(2))为真.I2: F(x)同I1,G(x):x≤0则F(1),F(2)均为真, 而G(1),G(2)均为假,∀x(F(x) →G(x))为假. (2)留给读者自己做.5.4. 略5.5. 给定解释I 如下:(a)个体域D={3,4}.(b)↓f (x)为↓f (3)=4,↓f (4)=3. (c)↓F(x,y)为↓F(3,3)=↓F(4,4)=0,↓F(3,4)=↓F(4,3)=1.试求下列公式在I 下的真值:(1)∀x∃yF(x,y)(2)∃x∀yF(x,y)(3) ∀x∀y(F(x,y) →F(f(x),f(y)))(1)∀x∃yF(x,y)⇔ (F(3,3) ∨F(3,4)) ∧ (F(4,3) ∨F(4,4))⇔ (0∨1) ∧ (1∨0) ⇔1(2)∃x∀yF(x,y)⇔ (F(3,3) ∧F(3,4)) ∨ (F(4,3) ∧F(4,4))⇔ (0∧1) ∨ (1∧0) ⇔0(3) ∀x∀y(F(x,y) →F(f(x),f(y)))⇔ (F(3,3) →F(f(3),f(3)))∧ (F(4,3) →F(f(4),f(3)))∧ (F(3,4) →F(f(3),f(4)))∧ (F(4,4) →F(f(4),f(4)))⇔ (0→0) ∧ (1→1) ∧ (1→1) ∧ (0→0) ⇔15.6. 略5.7. 略5.8. 在一阶逻辑中将下列命题符号化, 要求用两种不同的等值形式.(1) 没有小于负数的正数.(2) 相等的两个角未必都是对顶角.(1) 令F(x): x 小于负数, G(x): x 是正数. 符合化为:∃⌝x((F(x) ∧ G(x)) ⇔ ∀x(G(x) → ⌝G(x)).(2) 令F(x): x 是角, H(x, y): x 和y 是相等的, L(x, y): x 与y 是对顶角. 符合化为:⌝∀x∀y(F(x) ∧ F(y) ∧ H(x, y) → L(x, y))⇔ ∃x∃y(F(x) ∧ F(y) ∧ H(x, y) ∧ ⌝L(x, y))⇔ ∃x(F(x) ∧ (∃y(F(y) ∧ H(x, y) ∧ ⌝L(x, y))).5.9. 略5.10.略5.11.略5.12.求下列各式的前束范式.(1) ∀xF(x) → ∀yG(x, y);(3) ∀xF(x, y) ↔ ∃xG(x, y);(5) ∃x1F(x1, x2) → (F(x1) → ∃⌝x2G(x1, x2)).前束范式不是唯一的.(1) ∀xF(x) → ∀yG(x, y)⇔ ∃x(F(x) → ∀yG(x, y))⇔ ∃x∀y(F(x) → G(x, y)).(3) ∀xF(x, y) ↔ ∃xG(x, y)⇔ (∀xF(x, y) → ∃xG(x, y)) ∧ (∃xG(x, y) → ∀xF(x, y))⇔ (∀x1F(x1, y) → ∃x2G(x2, y)) ∧ (∃x3G(x3, y) → ∀x4F(x4, y))⇔ ∃x1∃x2(F(x1, y) → G(x2, y)) ∧ ∀x3∀x4(G(x3, y) → F(x4, y))⇔ ∃x1∃x2∀x3∀x4((F(x1, y) → G(x2, y)) ∧ (G(x3, y) → F(x4, y))).5.13.将下列命题符号化, 要求符号化的公式全为前束范式:(1) 有的汽车比有的火车跑得快.(2) 有的火车比所有的汽车跑得快.(3) 说所有的火车比所有的汽车跑得快是不对的.(4) 说有的飞机比有的汽车慢是不对的.(1) 令F(x): x 是汽车, G( y): y 是火车, H(x, y): x 比y 跑得快.∃x(F(x) ∧ ∃y(G( y) ∧ H(x, y))⇔ ∃x∃y(F(x) ∧ G( y) ∧ H(x, y)).(2)令F(x): x 是火车, G( y): y 是汽车, H(x, y): x 比y 跑得快.∃x(F(x) ∧ ∀y(G( y) → H(x, y)))⇔ ∃x∀y(F(x) ∧ (G( y) → H(x, y))).0错误的答案: ∃x∀y(F(x) ∧ G( y) → H(x, y)).(3)令F(x): x 是火车, G( y): y 是汽车, H(x, y): x 比y 跑得快.⌝∀x(F(x) → ∀y(G( y) → H(x, y)))⇔ ⌝∀x∀y(F(x) → (G( y) → H(x, y)))⇔ ⌝∀x∀y(F(x) ∧ G( y) → H(x, y)) (不是前束范式)⇔ ∃x∃y(F(x) ∧ G( y) ∧ H(x, y)).(4)令F(x): x 是飞机, G( y): y 是汽车, H(x, y): x 比y 跑得慢.⌝ ∃x(F(x) ∧ ∃y(G( y) ∧ H(x, y)))⇔ ⌝ ∃x∃y(F(x) ∧ G( y) ∧ H(x, y)) (不是前束范式)⇔ ∀x∀y ⌝ (F(x) ∧ G( y) ∧ H(x, y))⇔ ∀x∀y(F(x) ∧ G( y) → ⌝H(x, y)).5.14.略5.15.在自然推理系统F 中构造下面推理的证明:(1) 前提: ∃xF(x) → ∀y((F(y) ∨ G(y)) → R(y)), ∃xF(x)结论: ∃xR(x).(2) 前提: ∀x(F(x) → (G(a) ∧R(x))), ∃xF(x)结论: ∃x(F(x) ∧R(x))(3) 前提: ∀x(F(x) ∨G(x)), ⌝∃xG(x)结论: ∃xF(x)(4) 前提: ∀x(F(x) ∨G(x)), ∀x(⌝G(x) ∨⌝R(x)), ∀xR(x)结论: ∀xF(x)①∃xF(x) → ∀y((F(y) ∨ G(y)) → R(y)) 前提引入②∃xF(x) 前提引入③∀y((F(y) ∨ G(y)) → R(y)) ①②假言推理④(F(c) ∨ G(c)) → R(c) ③UI⑤F(c) ①EI⑥F(c) ∨ G(c) ⑤附加⑦⑧R(c)∃xR(x)④⑥假言推理⑦EG(2) 证明:①∃xF(x) 前提引入②F(c) ①EI③∀x(F(x) → (G(a) ∧ (R(x))) 前提引入④F(c) → (G(a) ∧R(c)) ④UI⑤G(a) ∧R(c) ②④假言推理⑥R(c) ⑤化简⑦F(c) ∧R(c) ②⑥合取⑧∃x(F(x) ∧R(x)) ⑥E G(3) 证明:①⌝∃xG(x) 前提引入②∀x⌝G(x) ①置换③⌝G(c)②UI④∀x(F(x) ∨G(x) 前提引入⑤F(c) ∨G(c) ④UI⑥F(c) ③⑤析取三段论⑦∃xF(x) ⑥E G(4) 证明:①∀x(F(x) ∨G(x)) 前提引入②F(y) ∨G(y) ①UI③∀x(⌝G(x) ∨⌝R(x)) 前提引入④⌝G(y) ∨⌝R(y)③UI⑤∀xR(x) 前提引入⑥R(y) ⑤UI⑦⌝G(y) ④⑥析取三段论⑧F(y) ②⑦析取三段论⑥∀xF(x) U G5.16.略5.18.略5.19.略5.20.略5.21.略5.22.略5.23.在自然推理系统F 中, 证明下面推理:(1) 每个有理数都是实数, 有的有理数是整数, 因此有的实数是整数.(2) 有理数, 无理数都是实数, 虚数不是实数, 因此虚数既不是有理数, 也不是无理数.(3) 不存在能表示成分数的无理数, 有理数都能表示成分数, 因此有理数都不是无理数.(1)设F(x):x 为有理数, R(x):x 为实数, G(x):x 是整数.前提: ∀x(F(x) →R(x)), ∃x(F(x) ∧G(x))结论: ∃x(R(x) ∧G(x))证明:①∃x(F(x) ∧G(x)) 前提引入②F(c) ∧G(c) ①EI③F(c) ②化简④G(c) ②化简⑤∀x(F(x) →R(x)) 前提引入⑥F(c) →R(c) ⑤UI⑦R(c) ③⑥假言推理⑧R(c) ∧G(c) ④⑦合取⑥∃x(R(x) ∧G(x)) ⑧EG(2)设: F(x):x 为有理数, G(x):x 为无理数, R(x)为实数, H(x)为虚数前提: ∀x((F(x) ∨G(x)) →R(x)), ∀x(H(x) →⌝R(x))结论: ∀x(H(x) → (⌝F(x) ∧⌝G(x)))证明:①∀x((F(x) ∨G(x) →R(x)) 前提引入②F(y) ∨G(y)) →R(y) ①UI③∀x(H(x) →⌝R(x)) 前提引入④H(y) →⌝R(y)③UI⑤⌝R(y) →⌝ (F(y) ∨G(y)) ②置换⑥H(y) →⌝ (F(y) ∨G(y)) ④⑤假言三段论⑦H(y) → (⌝F(y) ∧⌝G(y)) ⑥置换⑧∀x(H(x) → (⌝F(x) ∧⌝G(x)))⑦UG(3)设: F(x):x 能表示成分数, G(x):x 为无理数, H(x)为有理数前提: ∀x(G(x) →⌝F(x)), ∀x(H(x) →F(x))结论: ∀x(H(x) →⌝G(x))证明:①∀x(H(x) →F(x)) 前提引入②H(y) →F(y) ①UI③∀x(G(x) →⌝F(x)) 前提引入④G(y) →⌝F(y)③UI⑤F(y) →⌝G(y) ④置换⑥H(y) →⌝G(y) ②⑤假言三段论⑦∀x(H(x) →⌝G(x))⑥UG5.24.在自然推理系统F 中, 构造下面推理的证明:每个喜欢步行的人都不喜欢骑自行车. 每个人或者喜欢骑自行车或者喜欢乘汽车. 有的人不喜欢乘汽车, 所以有的人不喜欢步行. (个体域为人类集合)令F(x): x 喜欢步行, G( x): x 喜欢骑自行车, H(x): x 喜欢乘汽车.前提: ∀x(F(x) → ⌝G(x)), ∀x(G(x) ∨ H(y)), ∃x⌝H(x).结论: ∃x⌝F(x).①∀x(G(x) ∨ H(y)) 前提引入②G(c) ∨ H(c) ①UI③∃x⌝H(x) 前提引入④⌝H(c) ③UI⑤G(c) ②④析取三段⑥∀x(F(x) → ⌝G(x)) 前提引入⑦F(c) → ⌝G(c) ⑥UI⑧⌝F(c) ⑤⑦拒取⑨∃x⌝F(x) ⑧EG5.25.略习题六6.1. 选择适当的谓词表示下列集合:(1)小于5 的非负整数(2)奇整数集合(3)10 的整倍数的集合(1){x|x∈®∧0≤x<5}(2){x|x=2k+1∧k∈®}(3){x|x=10k∧k∈®}6.2. 用列元素法表示下列集合:(1)S1＝{x|x 是十进制的数字}(2)S2＝{x|x＝2∨x＝5}(3)S3＝{x|x＝x∈®∧3<x<12}(4)S4＝{x|x∈\∧x2－1＝0∧x>3}(5)S5＝{〈x, y>|x, y∈®∧0≤x≤2∧-1≤y≤0}(1) S1={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}(2) S2={2,5}(3) S3={4,5,6,7,8,9,10,11}(4) S4=∅(5) S5={〈0, -1〉,〈1, -1〉,〈2, -1〉,〈0,0〉,〈1,0〉,〈2,0〉}6.3. 略6.4. 设F 表示一年级大学生的集合, S 表示二年级大学生的集合, M 表示数学专业学生的集合, R 表示计算机专业学生的集合, T 表示听离散数学课学生的集合, G 表示星期一晚上参加音乐会的学生的集合, H 表示星期一晚上很迟才睡觉的学生的集合. 问下列各句子所对应的集合表达式分别是什么? 请从备选的答案中挑出来.(1)所有计算机专业二年级的学生在学离散数学课. (2)这些且只有这些学离散数学课的学生或者星期一晚上去听音乐会的学生在星期一晚上很迟才睡觉.(3)听离散数学课的学生都没参加星期一晚上的音乐会.(4)这个音乐会只有大学一, 二年级的学生参加. (5)除去数学专业和计算机专业以外的二年级学生都去参加了音乐会.备选答案:①T⊆G∪H ②G∪H⊆T ③S∩R⊆T④H＝G∪T ⑤T∩G＝∅ ⑥F∪S⊆G⑦G⊆F∪S ⑧S- (R∪M) ⊆G ⑥G⊆S- (R∩M)答案:(1)③S∩R⊆T(2)④H=G∪T(3) ⑤T∩G=∅(4)⑦G⊆F∪S(5) ⑧S- (R∪M) ⊆G6.5. 确定下列命题是否为真:(1) ∅⊆∅(2) ∅∈∅(3) ∅⊆{∅}(4) ∅∈{∅}(5){a, b}⊆{a, b, c, {a, b, c}}(6){a, b}∈{a, b, c, {a, b }}(7){a, b} {a, b, {{a, b}}}(8){a, b}∈{a, b, {{a, b}}}(1) 真(2)假(3) 真(4) 真(5) 真(6) 真(7) 真(8) 假6.6. 略6.7. 略6.8. 略6.9. 略6.10.略6.11.略6.12.略6.13.略6.14.略6.15.略6.16.略6.17.略6.18.略6.19.略6.20.略6.21.略6.22.略6.23.略6.24.略6.25.略6.26.略6.27.略6.28.略6.29.略6.30.略6.31.略6.32.略6.33.略6.34.略6.35.略6.36.略6.37.略6.38.略6.39.略6.40.略6.41.略6.42.略6.43.略6.44.略6.45.略习题七7.1. 已知A={∅,{∅}},求A×P(A).A×P(A)={ 〈 ∅,∅〉,〈∅,{∅}〉,〈∅,{{∅}}〉,〈∅,{∅,{∅}}〉,〈{∅},∅〉,〈{∅},{∅}〉,〈{∅},{{∅}}〉, 〈{∅},{∅,{∅}}〉}7.2. 对于任意集合A,B,C, 若A×B⊆A×C,是否一定有B⊆C 成立? 为什么?不一定, 因为有反例: A=∅,B={1},C={2},B⊆C,A×B=∅=A×C.7.3. 设A, B, C, D 是任意集合,(1) 求证(A∩B)×(C∩D)=(A×C)∩(B×D).(2) 下列等式中哪个成立? 那些不成立?对于成立的给出证明, 对于不成立的举一反例.(A∪B)×(C∪D)=(A×C)∪(B×D)(A-B)×(C-D)=(A×C) - (B×D)(1) ∀〈x,y〉〈x,y〉∈(A∩B)×(C∩D) ⇔x∈A∩B∧y∈C∩D⇔ (x∈A∧x∈B) ∧ (y∈C∧y∈D) ⇔ (x∈A∧y∈C) ∧ (x∈B∧y∈D)⇔〈x,y〉∈(A×B) ∧〈x,y〉∈(C×D) ⇔〈x,y〉∈A×B∩C×D(A∩B)×(C∩D)=(A×C)∩(B×D)(2)都不成立, 反例: A={1,2},B={2,3},C={1,2},D={2,3}(A∪B)×(C∪D)={1,2,3}×{1,2,3}⊃(A×C)∪(B×D)(A-B)×(C-D)={1}×{1}⊂(A×C) - (B×D)7.4. 略7.5. 设A, B 为任意集合, 证明若A×A=B×B, 则A=B.∀x,x∈A⇔〈x,x〉∈A×A⇔〈x,x〉∈B×B⇔x∈BA=B7.6. 列出从集合A={1, 2}到B={1}的所有的二元关系.R1=∅ ,R2={〈1,1〉},R2={〈2,1〉},R3={〈1,1〉,〈2,1〉}.7.7. 列出集合A={2, 3, 4}上的恒等关系I A, 全域关系E A, 小于或等于关系L A, 整除关系D A.I A={〈2,2〉,〈3,3〉,〈4,4〉}E A=A×A={〈2,2〉,〈2,3〉,〈2,4〉,〈3,2〉,〈3,3〉,〈3,4〉,〈4,2〉,〈4,3〉,〈4,4〉}L A={〈2,2〉,〈2,3〉,〈2,4〉,〈3,3〉,〈3,4〉,〈4,4〉}D A={〈2,2〉,〈2,4〉,〈3,3〉,〈4,4〉}7.8. 列出集合A={∅, {∅}, {∅, {∅}}, {∅, {∅}, {∅, {∅}}}}上的包含关系.R⊆={〈∅,∅〉,〈∅,{∅}〉,〈∅,{∅,{∅}}〉,〈∅,{∅,{∅},{∅,{∅}}}〉,〈{∅},{∅}〉,〈{∅},{∅,{∅}}〉,〈{∅},{∅,{∅},〈∅,{ ∅}〉}〉,〈{∅,{∅}}, {∅,{∅}}〉,〈{∅,{∅}},{∅,{∅},{∅,{∅}}}〉, 〈{∅,{∅},{∅,{∅}}},{∅,{∅},{∅,{∅}}}〉}7.9. 设A={1, 2, 4, 6}, 列出下列关系R:(1) R={〈x, y〉|x, y∈A∧x+y≠2}(2) R={〈x, y〉|x, y∈A∧|x-y|=1}(3) R={〈x, y〉|x, y∈A∧x/y∈A}(4) R={〈x, y〉|x, y∈A∧y 为素数}(1)R={〈1,2〉,〈1,4〉,〈1,6〉,〈2,1〉,〈2,2〉,〈2,4〉,〈2,6〉,〈4,1〉,〈4,2〉,〈4,4〉,〈4,6〉,〈6,1〉,〈6,2〉,〈6,4〉,〈6,6〉}=E A-{〈1,1〉}(2)R={〈1,2〉,〈2,1〉}(3)R={〈1,1〉,〈2,2〉,〈4,4〉,〈6,6〉,〈2,1〉,〈4,2〉,〈4,1〉}(4)R={〈1,2〉,〈2,2〉,〈4,2〉,〈6,2〉}7.10.略7.11.R i 是X 上的二元关系, 对于x∈X 定义集合R i(x)={y|xR i y}.显然Ri(x) ⊆X. 如果X={-4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4}, 且令R1={〈x, y〉|x, y∈X∧x<y}R2={〈x,y〉|x, y∈X∧y-1<x<y+2}R3={〈x,y〉|x, y∈X∧x2≤y}求R1(0), R1(1), R2(0), R2(-1), R3(3).R1(0)={1,2,3,4}R1(1)={2,3,4}R2(0)={ -1,0}R2(-1)={ -2, -1}R3(3)= ∅7.12.设A={0, 1, 2, 3}, R 是A 上的关系, 且R={〈0, 0〉, 〈0, 3〉, 〈2, 0〉, 〈2, 1〉, 〈2, 3〉, 〈3, 2〉}给出R 的关系矩阵和关系图.7.13.设A = {〈1, 2〉, 〈2, 4〉, 〈3, 3〉}B = {〈1, 3〉, 〈2, 4〉, 〈4, 2〉}求A∪B, A∩B, dom A, dom(A∪B), ran A, ran B, ran(A∩B), fld(A-B).A∪B={〈1,2〉, 〈1,3〉, 〈2,4〉, 〈3,3〉, 〈4,2〉}A∩B={〈2,4〉}dom A={1,2,3}dom(A∪B)={1,2,3,4}r an A={2,3,4}r an B={3,4,2}r an(A∩B)={4}fld(A-B)={1,2,3}7.14.设R={〈0,1〉,〈0,2〉,〈0,3〉,〈1,2〉,〈1,3〉,〈2,3〉}求R○R,R-1 ,R†{0,1},R[{1,2}].R○R={〈0,2〉, 〈0,3〉, 〈1,3〉}R-1={〈1,0〉,〈2,0〉,〈3,0〉,〈2,1〉,〈3,1〉,〈3,2〉}R†{0,1}={〈0,1〉, 〈0,2〉, 〈0,3〉, 〈1,2〉, 〈1,3〉}R[{1,2}]={2,3}7.15.设A={〈∅,{∅,{∅}}〉,〈{∅},∅〉}求A-1,A2,A3,A†{∅},A[∅],A†∅,A†{{∅}},A[{{∅}}].A-1={〈{∅,{∅}},∅〉,〈∅,{∅}〉},A2={〈{∅},{∅,{∅}}〉},A3=∅,A†{∅}={〈∅,{∅,{∅}}〉},A[∅]={∅,{∅}},1 2A †∅=∅,A †{{∅}}={〈{∅},∅〉}, A [{{∅}}]=∅7.16.设 A ={a ,b ,c ,d }, R 1,R 2 为 A 上的关系, 其中R 1={〈a ,a 〉,〈a ,b 〉,〈b ,d 〉} R 2={〈a ,d 〉,〈b ,c 〉,〈b ,d 〉,〈c ,b 〉} 2 3求 R 1○R 2, R 2○R 1,R 1 ,R 2 .R 1○R 2={〈a ,a 〉,〈a ,c 〉,〈a ,d 〉}, R 2○R 1={〈c ,d 〉}, R 2={〈a ,a 〉,〈a ,b 〉,〈a ,d 〉}, R 3={〈b ,c 〉,〈b ,d 〉,〈c ,b 〉}237.17.设 A ={a ,b ,c }, 试给出 A 上两个不同的关系 R 1 和 R 2,使得 R 1 =R 1, R 2 =R 2.R 1={〈a ,a 〉,〈b ,b 〉}, R 2={〈b ,c 〉,〈c ,b 〉}7.18.证明定理 7.4 的(1), (2), (4).(1) F ○ (G ∪H )=F ○G ∪F ○H任取〈x ,y 〉,〈x ,y 〉∈F ○ (G ∪H )⇔∃t (〈x ,t 〉∈F ∧〈t ,y 〉∈G ∪H )⇔∃t (〈x ,t 〉∈F ∧ (〈t ,y 〉∈G ∨〈t ,y 〉∈H ))⇔∃t ((〈x ,t 〉∈F ∧〈t ,y 〉∈G ) ∨ (〈x ,t 〉∈F ∧〈t ,y 〉∈H )) ⇔∃t (〈x ,t 〉∈F ∧〈t ,y 〉∈G ) ∨∃t (〈x ,t 〉∈F ∧〈t ,y 〉∈H )) ⇔〈x ,y 〉∈F ○G ∨〈x ,y 〉∈F ○H ⇔〈x ,y 〉∈F ○G ∩F ○H 所以有 F ○ (G ∩H )⊆ F ○G ∩F ○H .(2) (G ∪H ) ○F =G ○F ∪H ○F 任取〈x ,y 〉,〈x ,y 〉∈(G ∪H ) ○F⇔∃t (〈x ,t 〉∈(G ∪H ) ∧〈t ,y 〉∈F )⇔∃t ((〈x ,t 〉∈G ∨〈t ,y 〉∈H ) ∧〈t ,y 〉∈F ))⇔∃t ((〈x ,t 〉∈G ∧〈t ,y 〉∈F ) ∨ (〈x ,t 〉∈H ∧〈t ,y 〉∈F )) ⇔∃t (〈x ,t 〉∈G ∧〈t ,y 〉∈F ) ∨∃t (〈x ,t 〉∈H ∧〈t ,y 〉∈F )) ⇔〈x ,y 〉∈G ○F ∨〈x ,y 〉∈H ○F ⇔〈x ,y 〉∈G ○F ∪H ○F(4) (G ∩H ) ○F ⊆G ○F ∩H ○F 任取〈x ,y 〉,〈x ,y 〉∈(G ∩H ) ○F⇔∃t (〈x ,t 〉∈(G ∩H ) ∧〈t ,y 〉∈F )⇔∃t ((〈x ,t 〉∈G ∧〈t ,y 〉∈H ) ∧〈t ,y 〉∈F ))⇔∃t ((〈x ,t 〉∈G ∧〈t ,y 〉∈F ) ∧ (〈x ,t 〉∈H ∧〈t ,y 〉∈F )) ⇒∃t (〈x ,t 〉∈G ∧〈t ,y 〉∈F ) ∧∃t (〈x ,t 〉∈H ∧〈t ,y 〉∈F )) ⇔〈x ,y 〉∈G ○F ∨〈x ,y 〉∈H ○F ⇔〈x ,y 〉∈G ○F ∪H ○F7.19.证明定理 7.5 的(2), (3).(2) F [A ∪B ]=F [A ]∪F [B ]任取 y ,。
离散数学-屈婉玲-耿素云-张立昂-主编-高等教育出版社-课后最全答案
第一章命题逻辑基本概念课后练习题答案1.将下列命题符号化，并指出真值：（1）p∧q,其中，p:2是素数，q:5是素数,真值为1；（2）p∧q,其中，p:是无理数，q:自然对数的底e是无理数,真值为1；（3）p∧┐q,其中，p:2是最小的素数，q:2是最小的自然数,真值为1；（4）p∧q,其中，p:3是素数，q:3是偶数,真值为0；（5）┐p∧┐q,其中，p:4是素数，q:4是偶数,真值为0.2.将下列命题符号化，并指出真值：（1）p∨q,其中，p:2是偶数，q:3是偶数,真值为1；（2）p∨q,其中，p:2是偶数，q:4是偶数,真值为1；（3）p∨┐q,其中，p:3是偶数，q:4是偶数,真值为0；（4）p∨q,其中，p:3是偶数，q:4是偶数,真值为1；（5）┐p∨┐q,其中，p:3是偶数，q:4是偶数,真值为0；3.（1）(┐p∧q)∨(p∧┐q),其中，小丽从筐里拿一个苹果，q：小丽从筐里拿一个梨；（2）(p∧┐q)∨(┐p∧q),其中，p：刘晓月选学英语，q：刘晓月选学日语；.4.因为p与q不能同时为真.5.设p:今天是星期一，q:明天是星期二，r:明天是星期三：（1）p→q，真值为1（不会出现前件为真，后件为假的情况）；（2）q→p，真值为1（也不会出现前件为真，后件为假的情况）；（3）p q，真值为1；（4）p→r，若p为真，则p→r真值为0，否则，p→r真值为1.返回第二章命题逻辑等值演算本章自测答案5.(1)：∨∨,成真赋值为00、10、11；(2)：0，矛盾式，无成真赋值；(3)：∨∨∨∨∨∨∨,重言式，000、001、010、011、100、101、110、111全部为成真赋值；7.(1)：∨∨∨∨⇔∧∧；(2)：∨∨∨⇔∧∧∧；8.(1)：1⇔∨∨∨,重言式；(2)：∨⇔∨∨∨∨∨∨；(3)：∧∧∧∧∧∧∧⇔0，矛盾式.11.(1)：∨∨⇔∧∧∧∧；(2)：∨∨∨∨∨∨∨⇔1；(3)：0⇔∧∧∧.12.A⇔∧∧∧∧⇔∨∨.第三章命题逻辑的推理理论本章自测答案6.在解本题时，应首先将简单陈述语句符号化，然后写出推理的形式结构*，其次就是判断*是否为重言式，若*是重言式，推理就正确，否则推理就不正确，这里不考虑简单语句之间的内在联系(1)、(3)、(6)推理正确，其余的均不正确，下面以(1)、(2)为例，证明(1)推理正确，(2)推理不正确(1)设p:今天是星期一，q:明天是星期三，推理的形式结构为(p→q)∧p→q(记作*1)在本推理中，从p与q的内在联系可以知道，p与q的内在联系可以知道，p与q不可能同时为真，但在证明时，不考虑这一点，而只考虑*1是否为重言式.可以用多种方法（如真值法、等值演算法、主析取式）证明*1为重言式，特别是，不难看出，当取A为p,B为q时，*1为假言推理定律，即(p→q)∧p→q ⇒ q(2)设p:今天是星期一，q:明天是星期三，推理的形式结构为(p→q)∧p→q(记作*2)可以用多种方法证明*2不是重言式，比如，等值演算法、主析取范式（主和取范式法也可以）等(p→q)∧q→p⇔(┐p∨q) ∧q →p⇔q →p⇔┐p∨┐q⇔⇔∨∨从而可知，*2不是重言式，故推理不正确，注意，虽然这里的p与q同时为真或同时为假，但不考虑内在联系时，*2不是重言式，就认为推理不正确.9.设p:a是奇数，q:a能被2整除，r:a：是偶数推理的形式结构为(p→q┐)∧(r→q)→(r→┐p) (记为*)可以用多种方法证明*为重言式，下面用等值演算法证明：(p→┐q)∧(r→q)→(r→┐p)⇔(┐p∨┐q) ∨(q∨┐r)→(┐q∨┐r) (使用了交换律)⇔(p∨q)∨(┐p∧r)∨┐q∨┐r⇔(┐p∨q)∨(┐q∧┐r)⇔┐p∨(q∨┐q)∧┐r⇔110.设p:a,b两数之积为负数，q:a,b两数种恰有一个负数，r：a，b都是负数.推理的形式结构为(p→q)∧┐p→(┐q∧┐r)⇔(┐p∨q) ∧┐p→(┐q∧┐r)⇔┐p→(┐q∧┐r) (使用了吸收律)⇔p∨(┐q∧┐r)⇔∨∨∨由于主析取范式中只含有5个W极小项，故推理不正确.11.略14.证明的命题序列可不惟一，下面对每一小题各给出一个证明① p→(q→r)前提引入② P前提引入③ q→r①②假言推理④ q前提引入⑤ r③④假言推理⑥ r∨s前提引入（2）证明：① ┐(p∧r)前提引入② ┐q∨┐r①置换③ r前提引入④ ┐q ②③析取三段论⑤ p→q前提引入⑥ ┐p④⑤拒取式（3）证明：① p→q前提引入② ┐q∨q①置换③ (┐p∨q)∧(┐p∨p) ②置换④ ┐p∨(q∧p③置换⑤ p→(p∨q) ④置换15.(1)证明：① S结论否定引入② S→P前提引入③ P①②假言推理④ P→(q→r)前提引入⑤ q→r③④假言推论⑥ q前提引入⑦ r⑤⑥假言推理（2）证明：① p附加前提引入② p∨q①附加③ (p∨q)→(r∧s)前提引入④ r∧s②③假言推理⑤ s④化简⑥ s∨t⑤附加⑦ (s∨t)→u前提引入⑧ u⑥⑦拒取式16.(1)证明：① p结论否定引入② p→ ┐q前提引入③ ┐q ①②假言推理④ ┐r∨q前提引入⑤ ┐r③④析取三段论⑥ r∧┐s前提引入⑦ r⑥化简⑧ ┐r∧r⑤⑦合取（2）证明：① ┐(r∨s)结论否定引入② ┐r∨┐s①置换③ ┐r②化简④ ┐s②化简⑤ p→r前提引入⑥ ┐p③⑤拒取式⑦ q→s前提引入⑧ ┐q④⑦拒取式⑨ ┐p∧┐q⑥⑧合取⑩ ┐(p∨q)⑨置换口p∨q前提引入⑾①口┐(p∨q) ∧(p∨q) ⑩口合取17．设p：A到过受害者房间，q: A在11点以前离开，r：A犯谋杀罪，s：看门人看见过A。
离散数学屈婉玲版课后答案
离散数学屈婉玲版课后答案【篇一：离散数学第四版课后答案】xt>第1章习题解答1．1 除（3），（4），（5），（11）外全是命题，其中，（1），（2），（8），（9），（10），（14），（15）是简单命题，（6），（7），（12），（13）是复合命题。
分析首先应注意到，命题是陈述句，因而不是陈述句的句子都不是命题。
本题中，（3）为疑问句，（5）为感叹句，（11）为祈使句，它们都不是陈述句，所以它们都不是命题。
其次，4）这个句子是陈述句，但它表示的判断结果是不确定。
又因为（1），（2），（8），（9），（10），（14），（15）都是简单的陈述句，因而作为命题，它们都是简单命题。
（6）和（7）各为由联结词“当且仅当”联结起来的复合命题，（12）是由联结词“或”联结的复合命题，而（13）是由联结词“且”联结起来的复合命题。
这里的“且”为“合取”联结词。
在日常生活中，合取联结词有许多表述法，例如，“虽然??，但是??”、“不仅??，而且??”、“一面??，一面??”、“??和??”、“??与??”等。
但要注意，有时“和”或“与”联结的是主语，构成简单命题。
例如，（14）、（15）中的“与”与“和”是联结的主语，这两个命题均为简单命题，而不是复合命题，希望读者在遇到“和”或“与”出现的命题时，要根据命题所陈述的含义加以区分。
1．2 （1）p: 2是无理数，p为真命题。
（2）p:5能被2整除，p为假命题。
（6）p→q。
其中，p:2是素数，q：三角形有三条边。
由于p与q都是真命题，因而p→q为假命题。
（7）p→q，其中，p：雪是黑色的，q：太阳从东方升起。
由于p为假命题，q为真命题，因而p→q为假命题。
（8）p:2000年10月1日天气晴好，今日（1999年2月 13日）我们还不知道p的真假，但p的真值是确定的（客观存在的），只是现在不知道而已。
（9）p：太阳系外的星球上的生物。
它的真值情况而定，是确定的。
离散数学第三版 屈婉玲 课后习题答案
离散数学习题答案习题一及答案：（P14-15）14、将下列命题符号化：（5）李辛与李末是兄弟解：设p：李辛与李末是兄弟，则命题符号化的结果是p（6）王强与刘威都学过法语p q解：设p：王强学过法语；q：刘威学过法语；则命题符号化的结果是（9）只有天下大雨，他才乘班车上班q p解：设p：天下大雨；q：他乘班车上班；则命题符号化的结果是（11）下雪路滑，他迟到了解：设p：下雪；q：路滑；r：他迟到了；则命题符号化的结果是(p q)r15、设p：2+3=5.q：大熊猫产在中国.r：太阳从西方升起.求下列复合命题的真值：(p q r)((p q)r)（4）解：p=1，q=1，r=0，(p q r)(110)1，((p q)r)((11)0)(00)1 (p q r)((p q)r)11119、用真值表判断下列公式的类型：(p p)q（2）解：列出公式的真值表，如下所示：p p qq(p p)(p p)q001111011010100101110001由真值表可以看出公式有3个成真赋值，故公式是非重言式的可满足式。
20、求下列公式的成真赋值：（4）(p q)q解：因为该公式是一个蕴含式，所以首先分析它的成假赋值，成假赋值的条件是：p0(p q)1q0q0成真赋值有：01，10，11。
所以公式的习题二及答案：（P38）5、求下列公式的主析取范式，并求成真赋值：（2）(p q)(q r)解：原式(p q)q r(p p)q rq r，此即公式的主析取范式，m m(p q r)(p q r)37所以成真赋值为011，111。
*6、求下列公式的主合取范式，并求成假赋值：（2）(p q)(p r)解：原式，此即公式的主合取范式，M(p p r)(p q r)(p q r)4所以成假赋值为100。
7、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)r解：原式p q(r r)((p p)(q q)r)(p q r)(p q)r(p q)r(p q)r(p q)r(pq r(p q r)(p q)r(p q)r(pq)r(pq r，此即主析取范式。
离散数学答案屈婉玲版第二版高等教育出版社课后答案.docx
离散数学答案屈婉玲版第⼆版⾼等教育出版社课后答案.docx离散数学答案屈婉玲版第⼆版⾼等教育出版社课后答案第⼀章部分课后习题参考答案16设p 、q 的真值为0； r 、S 的真值为1,求下列各命题公式的真值。
(1) p ∨ (q ∧ r)⼆ O V (0 ∧ 1) U 0(2) ( p? r )∧ (「q ∨ S)⼆ (0? 1)∧ (1 ∨ 1)⼆ 0∧ 1= 0. (3)( ⼀ p ∧⼀ q ∧ r ) ? (P ∧ q ∧, r)⼆(1∧ 1∧ 1)(0 ∧ 0∧ 0)=0(4) (⼀ r ∧ S )→(P ∧⼀ q) U (0∧ 1)→ (1 ∧ 0) = 0→O= 1 17 .判断下⾯⼀段论述是否为真：“⼆是⽆理数。
并且，如果3是⽆理数，则' 2也是⽆理数。
另外6能被2整除，6才能被4整除。
”答：p:⼆是⽆理数 1q: 3是⽆理数 0 r:2是⽆理数 1s: 6能被2整除1 t: 6能被4整除 0命题符号化为：p ∧ (q →r) ∧ (t →S)的真值为1,所以这⼀段的论述为真19.⽤真值表判断下列公式的类型: (4) (P → q) → (_q —_ P) (5) (P ∧ r)' (—p ∧⼀q) (6) ((P →q) ∧ (q → r)) →(p →r)(5) 公式类型为可满⾜式(⽅法如上例) (6) 公式类型为永真式(⽅法如上例)答:(4)_ p → q^q 1 1 1POOIOOI 1 1 1 0 所以公式类型为永真式P 1 1 0 0q —_p 1 1 0 1(p → q)→ (—q →-P) 1 1 1 1第⼆章部分课后习题参考答案3. ⽤等值演算法判断下列公式的类型，对不是重⾔式的可满⾜式，再⽤真值表法求出成真赋值?⑴⼀(p∧q→q)(2) (p→(P ∨q))∨(p→r)(3) (P∨q)→(P∧r)答：(2) (p→(p∨q))∨(p→r)：= (⼀p∨(p∨q))∨(⼀p∨r)：= ^ p∨p∨q∨r= 1 所以公式类型为永真式⑶P q r p∨q P ∧r (P∨q)→ (P∧0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 10 1 0 1 0 00 1 1 1 0 01 0 0 1 0 01 0 1 1 1 11 1 0 1 0 01 1 1 1 1 1所以公式类型为可满⾜式4. ⽤等值演算法证明下⾯等值式：⑵(P → q) ∧(P → r)⼆(P → (q ∧r))⑷(P ∧- q) ∨ (—p∧q)= (p ∨q) ∧⼀(P ∧q)证明(2)(P →q) ∧(P →r)(^p∨q) ∧( ⼀p∨r)=^p∨(q ∧r))：=p→ (q ∧ r)(4) (P ∧— q) ∨ (—p∧q) = (p ∨ (—p∧q)) ∧(~ q∨ ( —p∧q)⼆(P∨— P) ∧(P∨q)∧(⼀q∨-P) ∧Cq∨q)U 1 ∧(P ∨q) ∧^ (P ∧q) ∧1U (P ∨q) ∧^ (P ∧q)5. 求下列公式的主析取范式与主合取范式，并求成真赋值(1) ( ^P→q)→(⼀q∨P)(2) _(P→q) ∧q∧r(3) (P ∨(q ∧r)) →(P ∨q∨r)解：(1) 主析取范式(-p→ q) → (-q P)--(P q) (⼀q P)=(—P ^q) ( ⼀q P)=(-P ^q) (⼀q P) (⼀q -P) (P q) (P ^q)-(-P ^q) (P ^q) (P q)U m0m2m3U ∑ (0,2,3)主合取范式：(^P→q)→(⼀q P)--(P q) (⼀q P)U ( -p -q) (⼀q P)=(-p ( -q P)) ( -q (-q P))=1 (p — q)-(P _q) - M iU ∏ (1)(2) 主合取范式为：—(P → q) q r = ⼀(⼀p q) q r=(P _ q) q r = 0所以该式为⽭盾式?主合取范式为∏(0,1,2,3,4,5,6,7)⽭盾式的主析取范式为0(3) 主合取范式为：(P (q r)) → (P q r)u ⼀(P (q r)) → (P q r)=(⼀p ( ⼀q _ r)) (P q r)U ( ⼀p (P q r)) (( ⼀q ^ r)) (P q r)) =1 1所以该式为永真式?永真式的主合取范式为1主析取范式为∑(0,1,2,3,4,5,6,7)第三章部分课后习题参考答案14.在⾃然推理系统P中构造下⾯推理的证明⑵前提：p—；q, —(q r),r结论：_ P(4)前提：q“ p,q s,s I t,t r结论：P q证明：(2)①—(q r) 前提引⼊②—q ⼀r ①置换③ q ? ⼀r ②蕴含等值式④r 前提引⼊⑤⼀q ③④拒取式⑥p— q 前提引⼊⑦」P (3)⑤⑥拒取式证明(4):①t r 前提引⼊②t ①化简律③qι S前提引⼊④SI t 前提引⼊⑤q t ③④等价三段论(q~ t)(t > q) ⑤置换⑦(q T )⑥化简⑧q ②⑥假⾔推理⑨ q—；P 前提引⼊⑩P ⑧⑨假⾔推理(11)p q ⑧⑩合取15在⾃然推理系统P中⽤附加前提法证明下⾯各推理(1)前提：p— (q > r),S > p,q结论：S-；r证明①S 附加前提引⼊②Sr P 前提引⼊③P ①②假⾔推理④P- (q - r) 前提引⼊⑤ q—；r ③④假⾔推理⑥q 前提引⼊⑦r ⑤⑥假⾔推理16在⾃然推理系统P中⽤归谬法证明下⾯各推理：(1)前提：p ■ —q, —r q,r - S结论：- P证明：①P 结论的否定引⼊② p—；「q 前提引⼊③⼚q ①②假⾔推理r q 前提引⼊⑤「r ④化简律⑥r 「S 前提引⼊⑦r ⑥化简律⑧r 「r ⑤⑦合取由于最后⼀步r 「r是⽭盾式,所以推理正确.第四章部分课后习题参考答案3.在⼀阶逻辑中将下⾯将下⾯命题符号化，并分别讨论个体域限制为(a),(b)条件时命题的真值:(1) 对于任意X,均有声-2=(x+ )(x T Q.(2) 存在x,使得x+5=9.其中(a)个体域为⾃然数集合.(b) 个体域为实数集合.解：F(x): F=2=(x+遢)(x ：區).G(x): x+5=9.(1)在两个个体域中都解释为-XF(X),在(a)中为假命题，在(b)中为真命题。
离散数学习题答案（耿素云屈婉玲）
离散数学习题答案（耿素云屈婉玲）离散数学习题答案习题⼆及答案：（P38）5、求下列公式的主析取范式，并求成真赋值：（2）()()p q q r ?→∧∧解：原式()p q q r ?∨∧∧q r ?∧()p p q r ??∨∧∧()()p q r p q r ??∧∧∨∧∧37m m ?∨，此即公式的主析取范式，所以成真赋值为011，111。
6、求下列公式的主合取范式，并求成假赋值：（2）()()p q p r ∧∨?∨解：原式()()p p r p q r ?∨?∨∧?∨∨()p q r ??∨∨4M ?，此即公式的主合取范式，所以成假赋值为100。
7、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 r ∧∨解：原式()(()())p q r r p p q q r∧∧?∨∨?∨∧?∨∧()()()()()()p q r p q r p q r p q r p q r p q r ?∧∧?∨∧∧∨?∧?∧∨?∧∧∨∧?∧∨∧∧ ()()()()()p q r p q r p q r p q r p q r∧?∧∨?∧∧∨∧?∧∨∧∧?∨∧∧13567m m m m m ?∨∨∨∨，此即主析取范式。
主析取范式中没出现的极⼩项为0m ，2m ，4m ，所以主合取范式中含有三个极⼤项0M ，2M ，4M ，故原式的主合取范式024M M M ?∧∧。
9、⽤真值表法求下⾯公式的主析取范式：（1）()()p q p r ∨∨?∧解：公式的真值表如下：由真值表可以看出成真赋值的情况有7种，此7种成真赋值所对应的极⼩项的析取即为主析取范式，故主析取范式1234567m m m m m m m ?∨∨∨∨∨∨习题三及答案：（P52-54）11、填充下⾯推理证明中没有写出的推理规则。
前提：,,,p q q r r s p ?∨?∨→结论：s 证明：① p 前提引⼊② p q ?∨前提引⼊③ q ①②析取三段论④ q r ?∨前提引⼊⑤ r ③④析取三段论⑥ r s →前提引⼊⑦ s ⑤⑥假⾔推理15、在⾃然推理系统P 中⽤附加前提法证明下⾯推理：（2）前提：()(),()p q r s s t u ∨→∧∨→结论：p u →证明：⽤附加前提证明法。
离散数学屈婉玲课后习题答案
离散数学屈婉玲课后习题答案【篇一：离散数学第四版课后答案】xt>第1章习题解答1．1 除（3），（4），（5），（11）外全是命题，其中，（1），（2），（8），（9），（10），（14），（15）是简单命题，（6），（7），（12），（13）是复合命题。
分析首先应注意到，命题是陈述句，因而不是陈述句的句子都不是命题。
本题中，（3）为疑问句，（5）为感叹句，（11）为祈使句，它们都不是陈述句，所以它们都不是命题。
其次，4）这个句子是陈述句，但它表示的判断结果是不确定。
又因为（1），（2），（8），（9），（10），（14），（15）都是简单的陈述句，因而作为命题，它们都是简单命题。
（6）和（7）各为由联结词“当且仅当”联结起来的复合命题，（12）是由联结词“或”联结的复合命题，而（13）是由联结词“且”联结起来的复合命题。
这里的“且”为“合取”联结词。
在日常生活中，合取联结词有许多表述法，例如，“虽然??，但是??”、“不仅??，而且??”、“一面??，一面??”、“??和??”、“??与??”等。
但要注意，有时“和”或“与”联结的是主语，构成简单命题。
例如，（14）、（15）中的“与”与“和”是联结的主语，这两个命题均为简单命题，而不是复合命题，希望读者在遇到“和”或“与”出现的命题时，要根据命题所陈述的含义加以区分。
1．2 （1）p: 2是无理数，p为真命题。
（2）p:5能被2整除，p为假命题。
（6）p→q。
其中，p:2是素数，q：三角形有三条边。
由于p与q都是真命题，因而p→q为假命题。
（7）p→q，其中，p：雪是黑色的，q：太阳从东方升起。
由于p为假命题，q为真命题，因而p→q为假命题。
（8）p:2000年10月1日天气晴好，今日（1999年2月 13日）我们还不知道p的真假，但p的真值是确定的（客观存在的），只是现在不知道而已。
（9）p：太阳系外的星球上的生物。
它的真值情况而定，是确定的。
离散数学课后习题答案-屈婉玲(高等教育出版社)
离散数学课后习题答案-屈婉玲（高等教育出版社）第一章部分课后习题参考答案16 设p、q的真值为0；r、s的真值为1，求下列各命题公式的真值。
（1）p∨(q∧r)? 0∨(0∧1) ?0（2）（p?r）∧(q∨s) ?（0?1）∧(1∨1) ?0∧1?0.（3）（?p∧?q∧r）?(p∧q∧r) ?（1∧1∧1）? (0∧0∧0)?0 (4)（?r∧s）→(p∧?q) ?（0∧1）→(1∧0) ?0→0?117．判断下面一段论述是否为真：“?是无理数。
并且，如果3是无理数，则2也是无理数。
另外6能被2整除，6才能被4整除。
”答：p: ?是无理数1 q: 3是无理数0 r:2是无理数1s: 6能被2整除1t: 6能被4整除0命题符号化为：p∧(q→r)∧(t→s)的真值为1，所以这一段的论述为真。
19．用真值表判断下列公式的类型：（4）(p→q) →(?q→?p) （5）(p∧r) ?(?p∧?q) （6）((p→q) ∧(q→r)) →(p→r)答：（4）p q p→q ?q ?p ?q→?p (p→q)→(?q→?p) 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 所以公式类型为永真式（5）公式类型为可满足式（方法如上例）（6）公式类型为永真式（方法如上例）第二章部分课后习题参考答案3.用等值演算法判断下列公式的类型，对不是重言式的可满足式，再用真值表法求出成真赋值.1(1) ?(p∧q→q) (2)(p→(p∨q))∨(p→r) (3)(p∨q)→(p∧r)答：(2)（p→(p∨q)）∨(p→r)?(?p∨(p∨q))∨(?p∨r)??p∨p∨q∨r?1所以公式类型为永真式(3) P q r p∨q p∧r （p∨q）→(p∧r)0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 11 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1所以公式类型为可满足式4.用等值演算法证明下面等值式：(2)(p→q)∧(p→r)?(p→(q∧r))(4)(p∧?q)∨(?p∧q)?(p∨q) ∧?(p∧q) 证明（2）(p→q)∧(p→r)? (?p∨q)∧(?p∨r) ??p∨(q∧r)) ?p→(q∧r)（4）(p∧?q)∨(?p∧q)?(p∨(?p∧q)) ∧(?q∨(?p∧q)?(p∨?p)∧(p∨q)∧(?q∨?p)∧(?q∨q) ?1∧(p∨q)∧?(p∧q)∧1 ?(p∨q)∧?(p∧q)5.求下列公式的主析取范式与主合取范式，并求成真赋值(1)(?p→q)→(?q∨p) (2)?(p→q)∧q∧r(3)(p∨(q∧r))→(p∨q∨r) 解：（1）主析取范式(?p→q)→(?q?p)2??(p?q)?(?q?p)?(?p??q)?(?q?p)? (?p??q)?(?q?p)?(?q??p)?(p?q)?(p??q) ? (?p??q)?(p??q)?(p?q) ?m0?m2?m3?∑(0,2,3)主合取范式：(?p→q)→(?q?p)??(p?q)?(?q?p) ?(?p??q)?(?q?p)?(?p?(?q?p))?(?q?(?q?p)) ?1?(p??q) ?(p??q) ? M1 ?∏(1) (2) 主合取范式为：?(p→q)?q?r??(?p?q)?q?r ?(p??q)?q?r?0 所以该式为矛盾式.主合取范式为∏(0,1,2,3,4,5,6,7) 矛盾式的主析取范式为0 (3)主合取范式为：(p?(q?r))→(p?q?r)??(p?(q?r))→(p?q?r)?(?p?(?q??r))?(p?q?r)?(?p?(p?q?r))?((?q??r))?(p?q?r))?1?1 ?1所以该式为永真式.永真式的主合取范式为1 主析取范式为∑(0,1,2,3,4,5,6,7)3第三章部分课后习题参考答案14. 在自然推理系统P中构造下面推理的证明：(2)前提：p?q,?(q?r),r 结论：?p(4)前提：q?p,q?s,s?t,t?r结论：p?q证明：（2）①?(q?r) 前提引入②?q??r ①置换③q??r ②蕴含等值式④r 前提引入⑤?q ③④拒取式⑥p?q 前提引入⑦Vp（3）⑤⑥拒取式证明（4）：①t?r ②t ③q?s ④s?t ⑤q?t前提引入①化简律前提引入前提引入③④等价三段论4⑥（q?t）?(t?q) ⑤ 置换⑦（t?q）⑥化简⑧q ②⑥ 假言推理⑨q?p 前提引入⑩p ⑧⑨假言推理(11)p?q ⑧⑩合取15在自然推理系统P中用附加前提法证明下面各推理：(1)前提：p?(q?r),s?p,q 结论：s?r 证明①s 附加前提引入②s?p 前提引入③p ①②假言推理④p?(q?r) 前提引入⑤q?r ③④假言推理⑥q 前提引入⑦r ⑤⑥假言推理16在自然推理系统P中用归谬法证明下面各推理：(1)前提：p??q,?r?q,r??s 结论：?p 证明：①p 结论的否定引入②p?q 前提引入③q ①②假言推理5。
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例题
例6 求下面带权图K4中最短哈密顿回路.
解 C1= a b c d a, C2= a b d c a, C3= a c b d a,
W(C1)=10 W(C2)=11 W(C3)=9
最短
17
11.3 二部图与匹配
定义11.3 设 G=<V,E>为一个无向图, 若能将 V分成 V1和V2 (V1V2=V, V1V2=), 使得 G 中的每条边的两个端点都是一 个属于V1, 另一个属于V2, 则称 G 为二部图 ( 或称二分图, 偶 图), 称V1和V2为互补顶点子集, 常将二部图G记为<V1,V2,E>. 又若G是简单二部图, V1中每个顶点均与V2中所有的顶点相邻， 则称G为完全二部图, 记为 Kr,s, 其中r=|V1|, s=|V2|.
26
一个应用实例
例7 某课题组要从a, b, c, d, e 5人中派3人分别到上海、广州、 香港去开会. 已知a只想去上海，b只想去广州，c, d, e都表示 想去广州或香港. 问该课题组在满足个人要求的条件下，共 有几种派遣方案？ 解 令G=<V1,V2,E>，其中V1={s, g, x}，s, g, x分别表示上海、 广州和香港. V2={a, b, c, d, e}, E={(u,v) | uV1, vV2, v想去 u}. 每个V1到V2的完备匹配给 出一个派遣方案, 共有9种. 如a到上海, b到广州, c到香 港.
25
t条件
例
前两个满足相异性条件, 第3个不满足 定理11.7 设二部图G=<V1,V2,E>, 如果存在t使得, V1中每个顶 点至少关联t条边, 而V2中每个顶点至多关联 t 条边, 则G 中存 在V1到V2的完备匹配.(t条件) 证 V1中任意k(1k|V1|)个顶点至少关联kt条边, 而V2中每个顶 点至多关联t条边, 这kt条边至少关联V2中k个顶点. G满足相异 性条件． 第2个图不满足t条件, 但有完备匹配.
27
11.4 平面图
定义11.6 如果能将无向图G画在平面上使得除顶点处外无边相 交, 则称G是可平面图, 简称平面图. 画出的无边相交的图称为 G的平面嵌入. 无平面嵌入的图称为非平面图． 例
(1)
(2)
(3)
(4)
(2)是(1) 的平面嵌入，(4)是(3)的平面嵌入.
28
平面图的性质
K5, K3,3都是非平面图（定理11.13） 平行边与环不影响平面性. 定理11.8 平面图的子图都是平面图, 非平面图的母图都是非 平面图． 例如, 所有度数不超过4的简单图都是平面图. 当|V1|=1和2时二部图G=<V1,V2,E>是平面图. Kn(n5)和Ks,t(s,t3)都是非平面图.
15
货郎问题
货郎问题: 有n个城市, 给定城市之间道路的长度(长度可以为 , 对应这两个城市之间无交通线). 货郎从某个城市出发, 要 经过每个城市一次且仅一次, 最后回到出发的城市, 问如何走 才能使他走的路线最短? 图论方法描述如下: 设G=<V,E,W>为一个n阶完全带权图Kn, 各边的权非负, 且可能为. 求G中的一条最短的哈密顿回路. 不计出发点和方向, Kn(n3)中有(n1)!/2 条不同的哈密顿回 路
第十一章 几种特殊的图
主要内容 欧拉图 哈密顿图 二部图与匹配 平面图 着色
1
11.1 欧拉图
历史背景：哥尼斯堡七桥问题
2
欧拉图定义
定义11.1 图(无向图或有向图)中所有边恰好通过一次且经过 所有顶点的通路称为欧拉通路. 图中所有边恰好通过一次且 经过所有顶点的回路称为欧拉回路．具有欧拉回路的图称为 欧拉图. 具有欧拉通路而无欧拉回路的图称为半欧拉图． 说明： 规定平凡图为欧拉图. 环不影响图的欧拉性.
例题
例3 设G为n阶无向连通简单图，若G中有割点或桥，则G不 是哈密顿图. 证 设v为割点，则 p(Gv) 2>|{v}|=1. K2有桥，它显然不是哈密顿图. 除K2外，其他有桥的连 通图均有割点.
13
无向哈密顿图的一个充分条件
定理11.3 设G是n阶无向简单图, 若对于任意不相邻的顶点 vi,vj, 均有 d(vi)+d(vj) n1 () 则G 中存在哈密顿通路. 推论 设G为n (n3) 阶无向简单图, 若对于G中任意两个不相 邻的顶点vi,vj, 均有 d(vi)+d(vj) n （） 则G中存在哈密顿回路.
哈密顿图
哈密顿图
半哈密顿图
不是
10
无向哈密顿图的一个必要条件
定理11.2 设无向图G=<V,E>是哈密顿图，对于任意V1V且 V1，均有 p(GV1) |V1| 证 设C为G中一条哈密顿回路 (1) p(CV1) |V1| (2) p(GV1) p(CV1) |V1| （因为CG） 推论 设无向图G=<V,E>是半哈密顿图，对于任意的V1V 且V1均有 p(GV1) |V1|+1 证 设 为从u到v的哈密顿通路，令G = G(u,v)，则G为 哈密顿图. 于是 p(GV1) = p(GV1(u,v)) p(GV1)+1 |V1|+1
14
判断是否为哈密顿图
判断是否为(半)哈密顿图至今还是一个难题. (1) 观察出一条哈密顿回路或哈密顿通路. (2) 证明满足充分条件. (3) 证明不满足必要条件. 例4 证明右图(周游世界问题)是哈密顿图 证 abcdefghijklmnopqrsta 是一条哈密顿回路. 注意，此图不满足定理11.3推论的条件. 例5 完全图Kn (n3)是哈密顿图. 证 任何两个顶点u,v，d(u)+d(v) = 2(n1) n
3
欧拉图实例
欧拉图
半欧拉图
不是
欧拉图
半欧拉图
不是
4
欧拉图的判别法
定理11.1 (1) 无向图G是欧拉图当且仅当G是连通的且没有奇 度顶点． (2) 无向图G是半欧拉图当且仅当G是连通的且恰有两个奇度 顶点． (3) 有向图D是欧拉图当且仅当D是强连通的且每个顶点的入 度等于出度． (4) 有向图D是半欧拉图当且仅当D是单向连通的且恰有两个 奇度顶点, 其中一个顶点的入度比出度大1, 另一个顶点出度 比入度大1, 其余顶点的入度等于出度． 例1 设G是非平凡的欧拉图，则(G)2. 证 只需证明G的任意一条边e都不是桥. 设C是一条欧拉回路, e在C上，因而Ge仍是连通的，故e不是桥．
定理11.5 M为G的最大匹配G中不含M的可增广的交错路径.
24
Hall定理
定理11.6 (Hall定理) 设二部图G=<V1,V2,E>, 其中|V1||V2|, 则 G中存在从V1到V2的完备匹配当且仅当V1中任意k(1k|V1|) 个顶点至少与V2中的k个顶点相邻.(相异性条件) 证 必要性显然. 证充分性. 设M为G的最大匹配, 若M不是完备 的, 则存在非饱和点vxV1. 于是, 存在eE1=EM与vx关联, 且 V2中与vx相邻的顶点都是饱和点. 考虑从vx出发的尽可能长的 所有交错路径, 这些交错路径都不是可增广的, 因此每条路径 的另一个端点一定是饱和点, 从而全在V1中. 令 S={v | vV1且v在从vx出发的交错路径上} T={v | vV2且v在从vx出发的交错路径上} 除vx外, S和T中的顶点都是饱和点, 且由匹配边给出两者之间 的一一对应, 因而|S|=|T|+1. 这说明V1中有|T|+1个顶点只与V2 中|T|个顶点相邻, 与相异性条件矛盾.
6
实例
一笔画出一条欧拉回路
7
实例
一笔画出一条欧拉回路
8
11.2 哈密顿图
历史背景：哈密顿周游世界问题
(1)
(2)
9
哈密顿图与半哈密顿图
定义11.2 经过图中所有顶点一次且仅一次的通路称作哈密顿 通路. 经过图中所有顶点一次且仅一次的回路称作哈密顿回 路. 具有哈密顿回路的图称作哈密顿图. 具有哈密顿通路且无 哈密顿回路的图称作半哈密顿图. 规定: 平凡图是哈密顿图. 例
11
例题
例2 判断下面的图是不是哈密顿图, 是不是半哈密顿图.
解 (a)取V1={a,f}, p(GV1)=|{b,c,d,e}|=4>|V1|=2, 不是哈密顿图， 也不是半哈密顿图． (b)取V1={a,g,h,i,c}, p(GV1)=| {b,e,f,j,k,d}|=6>|V1|=5, 不是哈密 顿图. 而baegjckhfid是一条哈密顿通路, 是半哈密顿图． (c) abcdgihjefa是一条哈密顿回路，是哈密顿图． 12
20
证明
假若存在vi,vjV1相邻, 记e=(vi,vj), 设v0到vi,vj的最短路径分别 为i, j, 由i,j和e构成一条长度为奇数的回路. 这条回路可 能是一条复杂回路, 可以分解成若干由i,j共有的边构成的 回路(实际上是每条边重复一次的路径)和由i,j不共有的边 及e构成的圈. 由i,j共有的边构成的回路的长度为偶数, 故在 由i,j不共有的边(可以还包括e)构成的圈中一定有奇圈, 这 与已知条件矛盾. 得证V1中任意两顶点不相邻. 由对称性, V2 中也不存在相邻的顶点, 得证G为二部图．
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可增广的交错路径
例 u1 u2 u3 u4 u1 u2 u3 u4
v1 v2 v3 v4 v1 v2 v3 v4 左图, 饱和点:u1,u3,u4,v1,v2,v3; 非饱和点:u2,v4; 可增广的交错路径 : u2v3u4v2u1v4. 由 得到多一条边的匹配. 设M为G的一个匹配, 是关于M的可增广的交错路径, 则 M =ME( )=(ME( ))(ME( )) 是比M多一条边的匹配.
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实例
例
K2的判别法
定理11.4 无向图G=<V1,V2,E>是二部图当且仅当G中无奇圈 . 证 必要性. 若G中无圈, 结论成立. 若G中有圈, 设G中的一个 圈C=v1v2vlv1, l≥2. 不妨设v1V1, v1,v2,,vl 依次交替属于V1, V2且vlV2, 因而l为偶数. 得证C为偶圈． 充分性. 不妨设G为连通图, 否则可对每个连通分支进行讨论, 孤立点可根据需要分属V1和V2. 设v0为G中任意一个顶点, 令 V1={v | vV(G)d(v0,v)为偶数} V2={v | vV(G)d(v0,v)为奇数} d(v0,v)是v0到v的最短路径的边数(每条边的权为1). V1， V2, V1V2=, V1V2=V(G). 要证V1中任意两点不相邻．