离散数学命题逻辑的推理理论

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离散数学16推理理论：直接证法

推理理论----直接证法一、推理理论1.定义1-8.1 设A和C两个命题公式，当且仅当A→C为重言式，即A ⇒ C.称C是A的有效结论，或C可由A 逻辑地推出.称已知的A为前提。

得到的C为前提的有效结论.实际上，推理的过程就是证明蕴含式的过程，即令H 1，H 2，…，H m 是已知的命题公式(前提)，若有H 1∧H 2∧....∧H m C ，则称C 是一组前提H 1，H 2，…H m 的有效结论，简称结论.1、真值表法（1）检查真值表中H1，H2,…Hm全部为“T”的所有行，看结论C是否也均为“T”，若C均为“T”，则结论有效.否则结论无效.（2）看结论C为“F”的所有行，检查每行前提H1，H2,…H m中是否至少有一个为F，若有“F”，则结论有效；若有均为“T”的行，则结论无效.二、推理方法例1 求证⌝P ∧ (P∨Q) ⇒Q.证明考察真值表P Q ⌝P P∨Q QF F T F FF T T T TT F F T FT T F T T 由真值表可以看出⌝P ∧ (P∨Q) ⇒Q.2、直接证法由一组前提，利用一些公认的推理规则，根据已知的等价或者蕴含公式，推演得到有效的结论.•规则P(引入前提规则)：前提在推导过程中的任何时候都可以引入使用.•规则T(引入结论规则)：在推导中，如果有一个或多个公式、重言蕴涵公式S，则公式S可以引入推导中.重要的重言蕴涵式(如教材第43页所示)I1.P∧Q⇒P I2. P∧Q⇒QI3. P⇒P∨Q I4. Q⇒P∨QI5. ⌝P⇒P→Q I6. Q⇒P→QI7. ⌝(P→Q)⇒P I8. ⌝(P→Q)⇒⌝QI9. P,Q ⇒P∧Q I10. ⌝P∧(P∨Q)⇒Q I11. P∧(P→Q)⇒Q I12. ⌝Q∧(P→Q)⇒⌝P I13. (P→Q)∧(Q→R)⇒P→RI14. (P∨Q)∧(P→R)∧(Q→R)⇒RI15. A→B ⇒(A∨C)→(B∨C)I16. A→B ⇒(A∧C)→(B∧C)重要的等价公式:⌝⌝P⇔P对合律 E1P∧Q⇔Q∧P E3 P∨Q⇔Q∨P 交换律 E2结合律 EP∧(Q∧R)⇔(P∧Q)∧R4E5 P∨(Q∨R)⇔(P∨Q)∨RP∧(Q∨R)⇔(P∧Q)∨(P∧R)分配律 E6E7 P∨(Q∧R)⇔(P∨Q)∧(P∨R)德-摩根定律 E⌝(P∧Q)⇔⌝P∨⌝Q8E9⌝(P∨Q)⇔⌝P∧⌝QP∨P⇔P E11 P∧P⇔P幂等律 E10P∨F⇔P E13 P∧T⇔P同一律 E12零律 EP∨T⇔T E15 P∧F⇔F14E16 P→Q⇔⌝P∨Q E17 ⌝(P→Q)⇔P∧⌝QE18 P→Q⇔⌝Q→⌝P E19 P→(Q→R)⇔(P∧Q)→R E20 P ∆ Q ⇔(P→Q)∧(Q→P)E21 P ∆ Q ⇔(P∧Q)∨(⌝P∧⌝Q )E22 ⌝(P ∆ Q)⇔ P↔⌝Q吸收律 P∨(P∧Q)⇔P P∧(P∨Q)⇔P互补律 P∨⌝P⇔T P∧⌝P⇔FP ∆ Q ⇔(⌝P∨Q)∧(P∨⌝Q)例2 求证（P→Q）∧（Q→R）∧P ⇒ R.证明序号前提或结论所用规则（从哪几步得到）所用公式(1) P P(2) P→Q P(3) Q T (1)(2) I11(4) Q→R P(5) R T (3)(4) I11 •（注公式I11为： P ∧（P→Q）⇒ Q ）。

离散数学课件03命题逻辑的推理理论

((┐p∧┐q)∨p) ∨ q
((┐p∨p )∧(┐q∨p)) ∨ q
(┐q∨p) ∨ q 1
精选课件ppt
由定理 3.1可知，推理正确。
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推理定律--重言蕴含式
(1) A (A∨B)
附加律
(2) (A∧B) A
化简律
(3) (A→B)∧A B
假言推理
(4) (A→B)∧┐B ┐A
拒取式
(5) (A∨B)∧┐B A
析取三段论
(6) (A→B) ∧ (B→C) (A→C)
假言三段论
(7) (AB) ∧ (BC) (A C)
等价三段论
(8) (A→B)∧(C→D)∧(A∨C) (B∨D) (A→B)∧(┐A→B)∧(A∨┐A) B
构造性二难构造性二难
(特殊形式)
(9)(A→B)∧(C→D)∧(┐B∨┐精D选)课件pp(t ┐A∨┐C) 破坏性二难16
只要不出现(3)中的情况，推理就是正确的，因而判断推理是否正确，就是判断是否会出现(3)中的情况。
推理正确，并不能保证结论B一定为真。
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例题
例3.1 判断下列推理是否正确。（真值表法）
(1) {p,p→q}├ q (2) {p,q→p}├ q
正确不正确
p q p(p→q) q p(q→p)
推理是指从前提出发推出结论的思维过程。
前提是已知命题公式集合。
结论是从前提出发应用推理规则推出的命题公式。
证明是描述推理正确或错误的过程。
要研究推理，首先应该明确什么样的推理是有效的或正确的。
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4
命题逻辑的推理理论
概念
描述问题的句子

离散数学命题逻辑推理理论

构造性二难
(A®B)Ù(ØA®B) Þ B
构造性二难(特殊形式)
(A®B)Ù(C®D)Ù( ØBÚØD) Þ (ØAÚØC) 破坏性二难
自然推理系统P
自然推理系统P由下述3部分组成:
1、字母表
命题变项符号: p,q,r,…,
pi,qi,ri,…
联结词:
,
,
,
,
括号与逗号: ( ), , 2、合式
明天就是5号、解设 p: 今天就是1号, q: 明天就是5号推理得形式结构为 (p®q)Ùp®q 证明用等值演算法
(p®q)Ùp®q Û Ø((ØpÚq)Ùp)Úq Û ((pÙØq)ÚØp)Úq Û ØpÚØqÚq Û 1
得证推理正确
实例( 续 )
(2) 若今天天冷,小王就穿羽绒服。小王就穿羽绒服。所以, 今天天冷。
r:我有课,
s:我备课
前提: (pÚq)®r, r®s, Øs
结论: ØpÙØq
实例( 续 )
前提: (pÚq)®r, r®s, Øs
结论: ØpÙØq
证明 ① r®s ② Øs ③ Ør ④ (pÚq)®r
前提引入前提引入 ①②拒取式前提引入
Ø(pÚq)
③④拒取式
⑥ ØpÙØq
置换
结论有效, 即明天不就是星期一与星期三
公式
3. 推理规则
前提引入规则
结论引入规则
置换规则
自然推理系统P(续)
(4) 假言推理规则 A®B A
\B (5) 附加规则
A \AÚB (6) 化简规则
AÙB \A
(7) 拒取式规则 A®B ØB
\ØA (8) 假言三段论规则
A®B B®C

离散数学命题逻辑推理

1
3.1 推理的形式结构
推理：从前提出发推导出结论思维过程，前提是已知的命题公式集合，结论是从前提出发应用推理规则推出的命题公式。什么样的推理是正确的有效的？定义3.1 设A1, A2, …, Ak, B为命题公式. 若对于每组赋值， A1A2… Ak 为假，或当A1A2…Ak为真时B也为真，则称由前提A1, A2, …, Ak推出结论B的推理是有效的或正确的, 并称B是有效结论. 定理3.1 由命题公式A1, A2, …, Ak 推出B的推理正确当且仅当 A1A2…AkB为重言式注意: 推理正确不能保证结论一定正确
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推理规则
(4) 假言推理规则 AB A ∴B (6) 化简规则 AB ∴A (8) 假言三段论规则 AB BC ∴AC (5) 附加规则 A ∴AB (7) 拒取式规则 AB B ∴ A (9) 析取三段论规则 AB B ∴A
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推理规则
(10) 构造性二难推理规则 AB CD AC ∴BD
7
推理定律——重言蕴涵式
用定义构造推理过程，需要一些有用的推理定律 1. A (AB) 附加律 2. (AB) A 化简律 3. (AB)A B 假言推理 4. (AB)B A 拒取式 5. (AB)B A 析取三段论 6. (AB)(BC) (AC) 假言三段论 7. (AB)(BC) (AC) 等价三段论 8. (AB)(CD)(AC) (BD) 构造性二难 (AB)(AB) B 构造性二难(特殊形式) 9. (AB)(CD)( BD) (AC) 破坏性二难每个等值式可产生两个推理定律如, 由AA可产生 AA 和 AA
0
1 1
0
0 1
1
0
不是重言式, 推理不正确

离散数学第二章(第3讲)

2、规则使用说明
（1）用US,ES在推导中去掉量词，用UG,EG使结论量化（加上量词）。（2）在使用ES,US时,要求谓词公式必须是前束范式
（3）推导中既用ES，又用US，则必须先用ES ，后用US方可取相同变元，反之不行。
xP(x) P(c) xQ(x) Q(c)
（4）推导中连续使用US规则可用相同变元 xP(x) P(c) xQ(x) Q(c)
（x）(M(x)D(x))，M(s) D(s)
(1) x(M(x)D(x))
P
(2) M(s) D(s)
US(1)
(3) M(s)
P
(4) D(s)
T(2)(3)I
（2）CP 规则证明
例证明: x (P(x)Q(x)) x P(x) xQ(x)
(1) x P(x)
附加前提
(2) x (P(x)Q(x))
x(P(x)(Q(x)S(x))),x(P(x)T(x))，Q(c)T(c)P(c)S(c)
推理形式如下：
(1) P(c)
附加前提
(2) x(P(x)(Q(x)S(x)))
P
(3) P(c)(Q(c)S(c))
US (2)
(4) Q(c)S(c)
T(1)(3) I
(5) Q(c)T(c)
P
(6) Q(c)
T (6)(10) I
T(1) E
(3) xP(x)
T (2) I
(4) P(a)
ES (3)
(5) xQ(x)
T(2) I
(6) Q(a)
US (5)
(7) x( P(x) Q(x) )
P
(8) P(a) Q(a)
US(7)

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--第二章命题逻辑的推理理论

1 2 k
Dr Chen Guangxi
第二章命题逻辑的推理理论
(4)构造证明法构造证明法当前提与结论中命题变项较多时，前几种方法的工作量太大，不方便，而构造证明法较为方便。构造证明法必须在给定的推理规则下进行。常用的推理规则有以下11条： (1)前提引入规则：在证明的任何步骤上，都可以引入前提。 (2)结论引入规则：在证明的任何步骤上，所得中间结果都可以作为后继证明的前提。 (3)置换规则：在证明的任何步骤上的公式中的子公式均可用与之等值的公式置换。
离散数学
Discrete Mathematics
Chen Guangxi
School of Mathematics and Computing Science
第二章命题逻辑的推理理论
目标:
掌握推理形式结构熟练运用构造推理方法了解命题逻辑归结证明
学习建议:
与初中平面几何证明进行对比勤做练习
Dr Chen Guangxi
第二章命题逻辑的推理理论
(8)假言三段论：
A→B B→C ∴A→C
(9)析取三段论规则： A∨ B A∨ B ¬A ¬B 或者 ∴B ∴A
Dr Chen Guangxi
第二章命题逻辑的推理理论
(10)构造性二难推理规则：
A → B C → D A∨C ∴B∨ D
(11)合取引入规则：
A B ∴A∧ B
Dr Chen Guangxi
第二章命题逻辑的推理理论
是重言式类似，与用 A ⇔ B 表示 A ↔ B是重言式类似，用 A ⇒ B表示A → B 是重言式，不是联结词是重言式， ⇒ 符。推出B的推理正确的推理正确，若 A , A ,⋯, A 推出的推理正确，则记作 ( A1 ∧ A2 ∧ ⋯ ∧ Ak ) ⇒ B 为蕴涵式。称A⇒B为蕴涵式。 ⇒ 为蕴涵式

离散数学第2章命题逻辑

6
程序解法：
#include "stdio.h" #include "conio.h" main() { int p,q,r,A1,A2,A3,B1,B2,B3,C1,C2,C3,E; for(p=0;p<=1;p++) for (q=0;q<=1;q++) for(r=0;r<=1;r++) { A1=!p&&q;A2=(!p&&!q)||(p&&q);A3=p&&!q; B1=p&&!q;B2=(p&&q)||(!p&&!q);B3=!p&&q; C1=!q&&r;C2=(q&&!r)||(!q&&r);C3=q&&r; E=(A1&&B2&&C3)||(A1&&B3&&C2)||(A2&&B1&&C3)||(A2&&B3&&C1)||(A3&&B1&&C2)||(A3 &&B2&&C1); if (E==1) printf("p=%d\tq=%d\tr=%d\n",p,q,r); } getch(); }
复合命题： E=(A1 ∧B2 ∧C3) ∨ (A1 ∧B3 ∧C2) ∨ (A2 ∧B1 ∧C3) ∨ (A2 ∧B3∧C1) ∨ (A3 ∧B1 ∧C2) ∨ (A3 ∧B2 ∧C1)
A1 ∧B2 ∧C3 = (p ∧q ) ∧ ((p ∧ q) ∨(p ∧ q) ) ∧(q ∧ r) 0 A1 ∧B3 ∧C2 = (p ∧q ) ∧ ( p ∧ q) ∧( (q ∧ r) ∨(q ∧ r ) ) p ∧q ∧ r A2 ∧B1 ∧C3 =A2 ∧B3∧C1 = A3 ∧B2 ∧C1 = 0 A3 ∧B1 ∧C2 p ∧ q ∧ r E (p ∧q ∧ r) ∨ (p ∧ q ∧ r) 所以王教授是上海人。

离散数学复习资料

离散数学复习资料第1章命题逻辑本章重点：命题与联结词，公式与解释，真值表，公式的类型及判定, (主)析取(合取)范式，命题逻辑的推理理论.一、重点内容1. 命题命题表述为具有确定真假意义的陈述句。

命题必须具备二个条件：其一，语句是陈述句；其二，语句有唯一确定的真假意义.2. 六个联结词及真值表h“”否定联结词，P是命题，P是P的否命题，是由联结词和命题P组成的复合命题.P取真值1，P取真值0，P取真值0，P取真值1. 它是一元联结词.h “”合取联结词，P Q是命题P，Q的合取式，是“”和P，Q组成的复合命题. “”在语句中相当于“不但…而且…”，“既…又…”. P Q取值1，当且仅当P，Q均取1；P Q取值为0，只有P，Q之一取0.h “”析取联结词，“”不可兼析取(异或)联结词， P Q是命题P，Q的析取式，是“”和P，Q组成的复合命题. P Q是联结词“”和P，Q组成的复合命题. 联结词“”或“”在一个语句中都表示“或”的含义，前者表示相容或，后者表示排斥或不相容的或. 即“P Q”“(P Q)(P Q)”. P Q取值1，只要P，Q之一取值1，P Q取值0，只有P，Q都取值0.h “”蕴含联结词， P Q是“”和P，Q组成的复合命题，只有P取值为1，Q取值为0时，P Q取值为0；其余各种情况，均有P Q的真值为1，亦即10的真值为0，01，11，00的真值均为1. 在语句中，“如果P则Q”或“只有Q，才P，”表示为“P Q”.h “” 等价联结词，P Q是P，Q的等价式，是“”和P，Q组成的复合命题. “”在语句中相当于“…当且仅当…”，P Q取值1当且仅当P，Q真值相同.3. 命题公式、赋值与解释，命题公式的分类与判别h命题公式与赋值，命题P含有n个命题变项P1，P2,…,P n，给P1，P2,…,P n各指定一个真值，称为对P的一个赋值(真值指派). 若指定的一组值使P的真值为1，则这组值为P的真指派；若使P的真值为0，则称这组值称为P的假指派.h命题公式分类，在各种赋值下均为真的命题公式A，称为重言式(永真式)；在各种赋值下均为假的命题公式A，称为矛盾式(永假式)；命题A不是矛盾式，称为可满足式；判定命题公式类型的方法：其一是真值表法，任给公式，列出该公式的真值表，若真值表的最后一列全为1，则该公式为永真式；若真值表的最后一列全为0，则该公式是永假式；若真值表的最后一列既非全1，又非全0，则该公式是可满足式.其二是推导演算法. 利用基本等值式(教材的十六个等值式或演算律)，对给定公式进行等值推导，若该公式的真值为1，则该公式是永真式；若该公式的真值为0，则该公式为永假式.既非永真，也非用假，成为非永真的可满足式.其三主析取(合取)范式法，该公式的主析取范式有2n个极小项(即无极大项)，则该公式是永真式；该公式的主合取范式有2n个极大项(即无极小项)，则该公式是永假式；该公式的主析取(或合取)范式的极小项(或极大项)个数大于0小于2n,，则该公式是可满足式.h等值式A B，命题公式A，B在任何赋值下，它们的真值均相同，称A，B等值。

离散数学第3章命题逻辑的推理理论

例构造下面推理的证明 2 是素数或合数. 若 2 是素数，则 2 是无理数. 若 2 是无理数，则 4 不是素数. 所以，如果 4 是素数，则 2 是合数. 用附加前提证明法构造证明（1）设 p：2 是素数，q：2 是合数， r： 2 是无理数，s：4 是素数（2）形式结构前提：pq, pr, rs 结论：sq
结论（不正确）是对的方法四直接观察出 10 是成假赋值
解（2）答案：推理正确方法一方法二方法三方法四真值表法（自己做）等值演算法（自己做）主析取范式法（自己做） P 系统中构造证明 ① pr ② rp ③ qr ④ qp （前提引入）（①置换）（前提引入）（③②假言三段论）
（8）假言三段论规则： AB BC AC （9）析取三段论规则： AB B A （10）构造性二难推理规则： AB CD AC BD
(11) 破坏性二难推理规则： AB CD BD AC （12）合取引入规则： A B AB
三、P 中的证明例在自然推理系统 P 中构造下面推理的证明： (1)前提：p∨q,q→r,p→s,┐s 结论：r∧(p∨q) (2)前提：┐p∨q, r∨┐q ,r→s 结论：p→s 解 (1)证明： ① p→s 前提引入 ② ┐s 前提引入 ③ ┐p ①②拒取式 ④ p∨q 前提引入 ⑤ q ③④析取三段论 ⑥ q→r 前提引入 ⑦ r ⑤⑥假言推理 ⑧ r∧(p∨q) ⑦④合取此证明的序列长为 8，最后一步为推理的结论，所以推理正确，r∧(p∨q) 是有效结论。
例
判断下面推理是否正确：
(1)若 a 能被 4 整除，则 a 能被 2 整除；a 能被 4 整除。所以 a 能被 2 整除。 (2)若 a 能被 4 整除，则 a 能被 2 整除；a 能被 2 整除。所以 a 能被 4 整除。 (3)下午马芳或去看电影或去游泳；她没有看电影。所以，她去游泳了。 (4)若下午气温超过 30℃，则王小燕必去游泳；若她去游泳，她就不去看电影了。所以王小燕没有去看电影，下午气温必超过了 30℃。

离散数学第6章命题逻辑

(P Q) R m1 m3 m5 m6 m7 (1,3,5,6,7)
三、主合取范式
如组成合取范式的每一个括号中都包括所有的命题变项或其否定形式，则该合取范式称为主合取范式。在主合取范式中的每一个括号是一个包括所有的命题变项或其否定形式的简单析取式，称为大项。如果将大项中各命题变项看成为0，其否定看成为1, 按字母顺序排列后的二进制数为i,该大项表示为 M i ，注意：M 1不是 (P Q R) ，而是 ( P Q R) 例如，在某命题公式A中P,Q,R为(0,0,1)和(1,1,1)时真值为0，则A的主合取范式可记作为：
(P Q R) (P Q R) (1,7)
由主析取范式可直接求出主合取范式
例如，上面的例3 ( P Q) R 主析取范式已经求得，为那么，它的主合取范式为：
(1,3,5,6,7)
( P Q R) ( P Q R) (P Q R)
5。等价如果两个命题P和Q有 P Q P Q 的真值表同时又有 Q P 则记作 P Q P Q P Q P Q 就是 ( P Q) (Q P) 0 0 1 合取、析取和等价都满足交换 0 1 0 律，而蕴含是不满足交换律的。 1 0 0 P 例如， Q Q P , P Q Q P 1 1 1 P Q Q P 在一个命题公式中如果没有括号，各种联结词的运算顺序从先到后依次为：
例题5：用真值表证明命题公式P ( P Q R) 是重言式解： P ( P Q R) P Q R PQ R 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1

离散数学第三章命题逻辑的推理理论

3
推理实例
例1 判断下面推理是否正确 (1) 若今天是号，则明天是号. 今天是号. 所以明天是号. 若今天是1号则明天是5号今天是1号所以, 明天是5号 (2) 若今天是号，则明天是号. 明天是号. 所以今天是号. 若今天是1号则明天是5号明天是5号所以, 今天是1号解设 p：今天是号，q：明天是号. ：今天是1号：明天是5号 → ∧ → (1) 推理的形式结构 (p→q)∧p→q 推理的形式结构: 用等值演算法 (p→q)∧p→q → ∧ → ⇔ ¬((¬p∨q)∧p)∨q ¬ ∨ ∧ ∨ ∨¬q∨ ⇔ ¬p∨¬ ∨q ⇔ 1 ∨¬ 由定理3.1可知推理正确由定理可知推理正确
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练习1：练习：判断推理是否正确
1. 判断下面推理是否正确判断下面推理是否正确: (1) 前提：¬p→q, ¬q 前提： → 结论：结论：¬p ∧¬q→¬ 推理的形式结构: ¬ → ∧¬ →¬p 解推理的形式结构 (¬p→q)∧¬ →¬ 方法一：等值演算法方法一： (¬p→q)∧¬ →¬ ∧¬q→¬ ¬ → ∧¬ →¬p ∧¬q)∨¬ ⇔ ¬((p∨q)∧¬ ∨¬ ∨ ∧¬ ∨¬p ∧¬q)∨ ∨¬ ∨¬p ⇔ (¬p∧¬ ∨q∨¬ ¬ ∧¬ ∨¬p ⇔ ((¬p∨q)∧(¬q∨q))∨¬ ¬ ∨ ∧ ¬ ∨ ∨¬ ⇔ ¬p∨q ∨ 易知10是成假赋值，不是重言式，所以推理不正确易知是成假赋值，不是重言式，所以推理不正确. 是成假赋值
16
例4 前提：¬(p∧q)∨r, r→s, ¬s, p 前提： ∧ ∨ → 结论：结论：¬q 证明用归缪法 ①q 结论否定引入 ② r→s → 前提引入 ③ ¬s 前提引入 ②③拒取式 ④ ¬r ②③拒取式 ⑤ ¬(p∧q)∨r ∧ ∨ 前提引入 ④⑤析取三段论 ⑥ ¬(p∧q) ∧ ④⑤析取三段论 ∨¬q ⑦ ¬p∨¬ ∨¬ ⑥置换 ①⑦析取三段论 ⑧ ¬p ①⑦析取三段论 ⑨p 前提引入 ⑧⑨合取 ¬p∧p ∧ ⑧⑨合取

推理理论中的推理规则(离散数学)

推理理论中的推理规则（离散数学）推理理论是一个研究推理方法与规则的学问，其中推理规则是重要的一部分。

推理规则是指在一定的条件下，由一个或多个命题出发，推出另一个命题的规则。

在离散数学中，推理规则包括一些基础的规则和一些复杂的规则。

1. 充分必要条件充分必要条件是指一个命题P能成立的充分必要条件是命题Q 成立。

即P⇔Q。

这里的充分必要条件是指两个命题是等价的，即当且仅当P成立时Q成立，Q成立时P也成立。

例如，一个三角形是等腰三角形的充分必要条件是它有两个相等的角。

2. 反证法反证法是一种常用的推理规则，它常用于证明一个命题的反命题成立。

即假设命题P不成立，通过推理得到矛盾，从而证明了P成立。

例如，证明“所有偶数都不是素数”这个命题可以采用反证法，假设有一个偶数是素数，然后推导出矛盾，从而证明“所有偶数都不是素数”。

3. 等价变形等价变形是指在推理过程中将命题变形成等价的命题。

例如，将P∧Q推导为Q∧P是一种等价变形。

等价变形可以通过逻辑符号的转换、语法规则的变换等方式实现。

4. 全称推理全称推理是指从一个全称命题出发，推出另一个全称命题。

例如，从“对于任意一个自然数n，n+1>n”这个全称命题可以推出“对于任意一个自然数m，m+2>m”。

5. 假言推理假言推理是指从一个条件命题和它的前件出发，推出它的后件的命题。

例如，从“如果今天下雨，那么他就不去逛公园。

今天不下雨”这两个命题可以推出“他会去逛公园”。

6. 假命题推理假命题推理是指从一个假命题出发进行推理，最终得到矛盾。

例如，从假设“1=2”出发，我们可以通过推导得到矛盾，并证明1不等于2。

7. 归谬法归谬法是指从前提推导出矛盾的方法，一般用于证明前提错误的情况。

例如，如果要证明“所有汉语拼音都是辅音加韵母”这个命题是错误的，可以通过归谬法证明，即找出一个汉语拼音不符合这个规则。

8. 消解法消解法是推理中常用的一种方法，可用于在两个命题中推导得到新的命题。

离散数学(第二版) (1)

论(conclusion)或后件(consequent)。 “→”是一个二元运算。条件联结词→的定义如表1.1.4
所示。
表1.1.4
第1章命题逻辑
第1章命题逻辑 5. 双条件联结词
定义1.1.6 如果 P和Q是命题，那么“P当且仅当 Q” 是一个复合命题，记做 P Q，称为P和Q的双条件命题
表1.1.1
第1章命题逻辑
第1章命题逻辑
2. 合取联结词
定义1.1.3 如果 P和Q是命题，那么“P并且Q”是一个复合命题，记做P∧Q，称为P和Q 的合取(conjunction)。符号∧用于表示合取联结词。 P∧Q 为T，当且仅当P、 Q
均为T。 “∧”是一个二元运算符。合取联结词∧的定义如表
第1章命题逻辑
定义1.1.1 一个具有真或假但不能两者都是的断言称为命题。
如果一个命题所表达的判断为真，则称其真值(truth value)为“真”，用大写字母T或数字1表示；如果一个命题所表达的判断为假，则称其真值为“假”，用大写字母F或数字0表示。为简便起见，本书在构建真值表时一般用0表示 “假”，用1表示“真”。
(biconditional proposition)。
词。 P Q为T，当且仅当 P和Q 的真值相同。
1.1.5所示。
表1.1.5
第1章命题逻辑
第1章命题逻辑
1.2 命题公式
1.2.1 命题公式及其符号化
定义1.2.1 用于代表取值为真(T、 1)或假(F、 0)之一的变量，称为命题变元，通常用大写字母或带下标或上标的
大写字母表示，如 P、 Q、 R、 P1、 P2等。将T和F称为命

离散数学命题逻辑

Q）
(MQ) P（附加前提）
(2) SR
P
第一章命题逻辑
本题即证：M Q, MS, SR R→Q (3) RS T(2)E (4) S T(1)(3)I (5) MS P (6) M T(4)(5)I (7) (MQ) P (8) MQ T(7)E (9) (MQ)∧(QM) T(8)E (10) QM T(9)E (11) MQ T(10)E (12) Q T(6)(11)E (13) R→Q CP
第一章命题逻辑
请根据下面事实，找出凶手：
1. 清洁工或者秘书谋害了经理。 2. 如果清洁工谋害了经理，则谋害不会发生在午夜前。 3.如果秘书的证词是正确的，则谋害发生在午夜前。 4.如果秘书的证词不正确，则午夜时屋里灯光未灭。 5. 如果清洁工富裕，则他不会谋害经理。 6.经理有钱且清洁工不富裕。 7.午夜时屋里灯灭了。令A:清洁工谋害了经理。 B:秘书谋害了经理。 C:谋害发生在午夜前。 D:秘书的证词是正确的. E:午夜时屋里灯光灭了。 H:清洁工富裕. G:经理有钱. 命题符号为： A∨B,AC,DC,DE,HA,G∧H,E ?
第一章命题逻辑
例题1-8.2 用命题逻辑推理方法证明下面推理的有效性：如果我学习，那么我数学不会不及格。如果我不热衷于玩朴克，那么我将学习。但是我数学不及格。因此，我热衷于玩朴克。解设 P：我学习。 Q：我数学及格。 R：我热衷于玩朴克。于是符号化为： P→Q，R→P，Q R
1-8 推理理论
第一章得出一个新的判断的思维过程。称这些已知的判断为前提。得到的新的判断为前提的有效结论。实际上，推理的过程就是证明永真蕴含式的过程，即令H1，H2，…，Hn是已知的命题公式(前提)，若有 H1∧H2∧....∧Hn C 则称C是H1，H2，…Hn的有效结论，简称结论。

《离散数学》课件-第3章命题逻辑的推理理论

判断方法一：真值表法
真值表的最后一列全为1，所以（（p∨q）∧┐p） →q为重言式。因而推理正确。
判断方法二：等值演算法
（（p∨q）∧┐p）→q ⇔ （（p∧┐p）∨（q∧┐p））→q ⇔ （ q∧┐p ）→q ⇔ ┐q∨p∨q ⇔1
因为（（p∨q）∧┐p）→q为重言式，所以推理正确。
判断方法三：主析取范式法
★ ★★
可见，如果能证明★★是重言式，则★也是重言式。在★★中，原来的结论中的前件A已经变成前提了，称A为附加前提。称这种将结论中的前件作为前提的证明方法为附加前提法。
例：在自然推理系统P中构造下面推理的证明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。
前提引入
② ┐s
前提引入
③ ┐p
①②拒取式（A→B）∧┐B⇒┐A
④ p∨q
B）∧┐B⇒A
⑥ q→r
前提引入
⑦r
⑤⑥假言推理（A→B）∧A⇒B
⑧ r∧（p∨q） ⑦④合取引入
（2）前提：┐p∨q，r∨┐q，r→s 结论：p→s
证明：
① ┐p∨q 前提引入
② p→q
①置换
（A→B）∧（C→D）∧（┐B∨┐D） ⇒（┐A∨┐C）
（12）合取引入规则：若证明的公式序列中出现过 A和B，则A∧B是A和B的有效结论。
推理规则（12个）
（1）前提引入规则（2）结论引入规则（隐规则）（3）置换规则：等值置换（4）假言推理规则：（A→B）∧A⇒B （5）附加规则：A⇒（A∨B）（6）化简规则：A∧B ⇒A （7）拒取式规则：（A→B）∧┐B⇒┐A （8）假言三段论规则：（A→B）∧（B→C）⇒（A→C）（9）析取三段论规则：（A∨B）∧┐B⇒A （10）构造性二难推理规则（11）破坏性二难推理规则（12）合取引入规则

离散数学精选笔记

离散数学精选笔记一、集合论基础。

1. 集合的定义与表示。

- 集合是由一些确定的、彼此不同的对象组成的整体。

通常用大写字母表示集合，如A、B、C等。

- 集合的表示方法有列举法和描述法。

- 列举法：把集合中的元素一一列举出来，例如A = {1,2,3}。

- 描述法：用谓词来描述集合中元素的性质，例如B={xx是偶数且x < 10}。

2. 集合间的关系。

- 包含关系：如果集合A的所有元素都是集合B的元素，则称A包含于B，记作A⊆ B。

当A⊆ B且A≠ B时，称A是B的真子集，记作A⊂ B。

- 相等关系：如果A⊆ B且B⊆ A，则A = B。

3. 集合的运算。

- 交集：A∩ B={xx∈ A且x∈ B}。

- 并集：A∪ B = {xx∈ A或x∈ B}。

- 补集：设全集为U，A相对于U的补集¯A=U - A={xx∈ U且x∉ A}。

- 集合运算的性质：- 交换律：A∩ B = B∩ A，A∪ B=B∪ A。

- 结合律：(A∩ B)∩ C = A∩(B∩ C)，(A∪ B)∪ C=A∪(B∪ C)。

- 分配律：A∩(B∪ C)=(A∩ B)∪(A∩ C)，A∪(B∩ C)=(A∪ B)∩(A∪ C)。

二、命题逻辑。

1. 命题与命题联结词。

- 命题是能够判断真假的陈述句。

例如“今天是晴天”是一个命题。

- 命题联结词：- 否定¬：若P为命题，则¬ P表示“P不成立”。

- 合取wedge：Pwedge Q表示“P并且Q”，当P和Q都为真时，Pwedge Q为真。

- 析取vee：Pvee Q表示“P或者Q”，当P和Q至少有一个为真时，Pvee Q为真。

- 蕴涵to：Pto Q表示“如果P，那么Q”，当P为真Q为假时，Pto Q为假，其余情况为真。

- 等价↔：P↔ Q表示“P当且仅当Q”，当P和Q同真同假时，P↔ Q为真。

2. 命题公式及其分类。

- 命题公式是由命题变元（通常用P、Q、R等表示）和命题联结词按照一定规则组成的符号串。

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解设 p：2是素数，q：2是合数， r： 22是无理数，s：4是素数
形式结构前提：pq, pr, rs 结论：sq
14
附加前提证明法 (续)
证明
①s
附加前提引入
② pr
前提引入
③ rs
Hale Waihona Puke 前提引入④ ps②③假言三段论
⑤ p
①④拒取式
⑥ pq
前提引入
⑦q
⑤⑥析取三段论
请用直接证明法证明之
1.6 命题逻辑的推理理论
▪ 推理的形式结构 ▪ 判断推理是否正确的方法 ▪ 推理定律与推理规则 ▪ 构造证明法
1
推理的形式结构—问题的引入
推理: 从前提出发推出结论的思维过程
前提是指已知的命题公式，结论是推出的命题公式
例如果天气凉快，小王就不去游泳.天气凉快.所以小王
没有去游泳. p:天气凉快，q:小王去游泳前提： (pq)p 结论： q
等价地证明
前提：A1, A2, …, Ak, C 结论：B
理由： (A1A2…Ak)(CB)
( A1A2…Ak)(CB)
( A1A2…AkC)B
(A1A2…AkC)B
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附加前提证明法 (续)
例构造下面推理的证明: 2是素数或合数. 若2是素数，则 2是无理数. 若 2是无理数，则4不是素数. 所以，如果4是素数，则2是合数. 用附加前提证明法构造证明
实例 (续)
(2) 若今天是1号，则明天是5号. 明天是5号. 所以今天是1号. 解设p：今天是1号，q：明天是5号.
证明的形式结构为: (pq)qp 证明（用主析取范式法）
(pq)qp (pq)qp ((pq)q)p qp (pq)(pq) (pq)(pq) m0m2m3 结果不含m1, 故01是成假赋值，所以推理不正确.
(11) 破坏性二难推理规则
AB CD BD \AC (12) 合取引入规则 A B \AB
10
构造证明——直接证明法
例构造下面推理的证明：若明天是星期一或星期三，我就有课. 若有课，今天必备课. 我今天下午没备课. 所以，明天不是星期一和星期三.
解设 p：明天是星期一，q：明天是星期三， r：我有课，s：我备课
前提： A1, A2, … , Ak 结论： B 若推理正确，则记作：A1A2…AkB.
3
判断推理是否正确的方法
• 真值表法 • 等值演算法 • 主析取范式法 • 构造证明法
说明：当命题变项比较少时，用前3个方法比较方便, 此时采用形式结构“ A1A2…AkB” .
当命题变项比较多时，用构造证明法，采用 “前提: A1, A2, … , Ak, 结论: B”.
6
推理定律——重言蕴涵式
重要的推理定律 A (AB) (AB) A (AB)A B (AB)B A (AB)B A (AB)(BC) (AC) (AB)(BC) (AC) (AB)(CD)(AC) (BD)
附加律化简律假言推理拒取式析取三段论假言三段论等价三段论构造性二难
⑨p
前提引入
⑩ pp
⑧⑨合取
请用直接证明法证明之
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问题：如何判断推理的是否正确？
2
推理的形式结构
定义 “A1, A2, …, Ak 推B” 的推理正确
当且仅当 A1A2…AkB为重言式. 若对于每组赋值，A1A2… Ak 为假，或当A1A2…Ak为真时, B也为真, 则称由A1,A2,…, Ak 推B的推理正确 , 否则推理不正确（错误）. 推理的形式结构: A1A2…AkB 或
形式结构为前提：(pq)r, rs, s 结论：pq
11
直接证明法 (续)
证明 ① rs ② s ③ r ④ (pq)r ⑤ (pq) ⑥ pq
前提引入前提引入 ①②拒取式前提引入 ③④拒取式 ⑤置换
12
构造证明——附加前提证明法
欲证明
前提：A1, A2, …, Ak 结论：CB
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构造证明——归谬法（反证法）
欲证明前提：A1, A2, … , Ak 结论：B
将B加入前提，若推出矛盾，则得证推理正确. 理由:
A1A2…AkB (A1A2…Ak)B (A1A2…AkB) 括号内部为矛盾式当且仅当 (A1A2…AkB)为重言式
4
实例
例判断下面推理是否正确 (1) 若今天是1号，则明天是5号. 今天是1号. 所以明天是5号. 解设 p：今天是1号，q：明天是5号.
证明的形式结构为: (pq)pq 证明（用等值演算法）
(pq)pq ((pq)p)q pqq 1 得证推理正确
5
7
推理定律 (续)
(AB)(AB)(AA) B 构造性二难（特殊形式）
(AB)(CD)( BD) (AC) 破坏性二难
说明：若某推理符合某条推理定律，则它自然是正确的 AB产生两条推理定律: A B, B A
8
推理规则
(1) 前提引入规则
(6) 化简规则
(2) 结论引入规则 (3) 置换规则 (4) 假言推理规则
AB A \B (5) 附加规则
AB
\A
(7) 拒取式规则 AB B
\A (8) 假言三段论规则
AB
A
BC
\AB
\AC 9
推理规则(续)
(9) 析取三段论规则 AB B \A
(10)构造性二难推理规则
AB CD AC \BD
16
归谬法 (续)
例构造下面推理的证明
前提：(pq)r, rs, s, p
结论：q
证明（用归缪法）
①q
结论否定引入
② rs
前提引入
③ s
前提引入
④ r
②③拒取式
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归谬法 (续)
⑤ (pq)r
前提引入
⑥ (pq)
④⑤析取三段论
⑦ pq
⑥置换
⑧ p
①⑦析取三段论