第六章 数理逻辑

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数理逻辑基础

数理逻辑基础

数理逻辑基础数理逻辑基础是一门涉及数学、逻辑和计算机科学的十分深奥的学科。

它主要研究的是思维、语言及其表示的形式,并以此作为计算机操作的基础。

数理逻辑的内容包括数学逻辑学、模型论、形式语言学等等。

它是计算机科学和编程语言,以及依据编程语言运行的程序之间的桥梁。

数理逻辑基础以数学逻辑为核心,针对抽象数学理论开发工具以及方法,旨在探索概念的含义及它们之间的关系。

数学逻辑中的理论概念多源自经典数学理论、抽象数学理论,如集合理论、函数理论等等。

这些概念的研究,以及它们的关系和应用,是数理逻辑的主要内容。

数理逻辑也包括模型论,这一研究领域涉及抽象数学对象及其特征、属性和行为,以及它们之间的关系。

模型论可以帮助我们理解一个专业知识领域之外的知识,从而更有效地解决相关问题。

模型论可以让我们更容易理解一个知识体系中的概念和它们之间的关系,这有助于我们更加清晰的看到整个知识体系的结构,从而更好的建立更加有效的解决问题的方法。

此外,数理逻辑也涉及形式语言学,这是一门复杂的学科,研究的主要内容是符号的表示形式、推理、证明等等。

形式语言学的研究是从另一种角度来分析数学符号语言,从而研究和分析由此产生的语言形式及其表述方式。

形式语言学也包括对符号语言使用的方法和技术的分析,以便于我们在复杂知识环境中更加准确的推理和证明。

数理逻辑的研究有助于我们分析一个问题,找出其中的逻辑性以及与其他概念之间的关系,最终以更恰当的形式表达出来。

此外,它也有助于我们建立更加有效率的处理知识的方式,从而更容易理解相关问题并作出准确的决策。

总之,数理逻辑基础是计算机科学及程序设计语言这一领域极其重要的一门学科,为计算机技术领域的发展打下了重要的基础。

数理逻辑讲义

数理逻辑讲义

数理逻辑的一般介绍我们在中学时代就能进行一些证明了, 但并非所有的人都能回答到底什么是证明. 大概来说, 所谓的证明就是把认为某一断言是正确的理由明确地表述出来. 在这一过程中, 我们通常都需要把一些人们已接受的命题作为讨论的基础. 在此基础上, 如果我们能够把该断言推导出来, 该断言就是被认为是被证明了, 因而也就会被人们接受. 于是, 一个很自然的问题就是: 推导究竟为何物? 这个问题就属于逻辑的范畴.逻辑研究推理, 而数理逻辑则研究数学中所用的推理. 由于这种推理在计算机科学中有许多有广泛的应用, 数理逻辑也就成为计算机科学的重要基础之一.很明显, 我们不能够证明一切命题. 如上所述, 当我们证明某一断言(结论) 的时候需要一些其它的命题(前提)作为推理的基础. 我们还可以要求对这些前提进行证明. 如果一直这样要求下去, 或迟或早, 我们会遇这样的情况: 我们进行了“循环” 证明, 即把要证明的命题作为前提来使用, 或者我们无法再作任何证明, 因为没有更为明显的命题可以用来作为前提了.这样,我们就必须不用证明而接受某些命题,我们把这类命题称为“公理”; 其它由这些公理而证明的命题则被称为“定理”.所谓的命题, 直观上是关于某些概念之间的关系. 因而, 我们要求公理是那些根据概念可以明显地接受的命题. 由概念,公理和定理所组成的全体就是公理系统.以上对公理系统的描述要求我们知道公理系统的确切含义. 然而, 从推理的角度来说, 我们并不需要如此. 让我们来看下面的例子:(1).每个学生都是人,(2).王平是学生, (3).王平是人.我们可以由(1) 和(2)推导出(3), 也就是说,如果(1) 和(2)是正确的, 我们就可以断定(3)是正确的. 在这个推理过程中我们并不需要知道“王平”, “学生”, “人” 的含义如何, 把它们换成任何其它的名词, 这一推理都成立. 使(3) 成为(1) 和(2) 的逻辑推论是依据这样的事实: 如果(1)和(2)为真, 则(3)为真. 换句话说, 我们从命题的形式上就可以判断某一推理是否在逻辑上成立, 而无需考虑它的实际含义. 所以我们在研究逻辑的时候往往只需要进行形式的考察就行了, 不必考虑其含义.当我们对某一类研究对象指定了一个公理系统时, 这个公理系统所表示的含义就确定了. 但是在很多情况下, 我们会发现这个公理系统也适合于其它的一些对象. 于是当代数学建立了许多公理系统框架(如各种代数结构). 在这种公理系统框架中, 真正重要的并不是各种公理系统所表达的特定含义的不同, 而是它们的系统构造方面的区别. 这就告诉我们, 在对公理系统进行研究时, 仅对公理系统的形式进行考察是有实际意义的, 在某些情况下这种形式上的考察可以使我们的研究更具有一般性.基于如上认识以及其它的一些考虑(如从计算机科学的角度进行研究等), 我们将对公理系统的语法部分和语义部分进行分别研究. 公理系统的语义部分研究公理系统的含义, 它属于"模型论" 的研究范围, 我们将在今后作一些初步的介绍. 现在,我们对公理系统的语法部分进行粗略的描述.公理系统的语法部分称为形式系统. 它由语言, 公理和推理规则这样三个部分组成.任何推理必须在一定的语言环境中进行, 所以形式系统首先需要有它的语言. 自然语言(如英语, 中文等)具有很丰富的表达能力, 但通常会产生二义性. 例如"是" 在自然语言中可以表示“恒等” (如: 我们的英语老师是张卫国.), “属于” (如: 王小平是学生.), “包含” (如: 学生是人.) 等不同的含义. 同时, 我们还希望公理系统的语言结构能尽可能地反映它的语义并能有效地进行推理. 因而, 我们通常在形式系统中使用人工设计的形式语言.1设A 是一个任给的集合. 我们把A 称为字母表, 把A 中的元素称为符号. 我们把有穷的符号序列称为A的表达式. 一个以A 为其字母表的语言是A 的表达式集合的一个子集, 我们把这个子集中的元素称为公式. 因为我们希望这个语言能够表达我们所研究的对象, 我们要求公式能反映某些事实. 虽然理论上以A 为其字母表的语言可以是A 的表达式集合的任何子集, 我们将只讨论那些能将公式和其它表达式有效地区分开的语言. 我们将用L(F)表示公理系统F 的语言.形式系统的第二个部分是它的公理. 我们对公理的唯一要求是它们必须是该公理系统语言中的公式.最后, 为了进行推理我们需要推理规则. 每个推理规则确保某个公式(结论) 可由其它一些公式(前提) 推导出来.给定公理系统F, 我们可以把F 中的定理定义如下:1). F 的公理是F 的定理;2). 如果F 的某一推理规则的前提都是定理, 则该推理规则的结论也是定理;3). 只有1)和2)所述的是定理.这种定义方式和自然数的定义方式相类似, 称为广义递归定义. 它和通常的定义方式在形式上有所区别. 为了说明它的合理性, 我们对F的定理进行进一步的描述. 设S0 是F 的公理集. 根据1), S0 中的元素是定理. 设S1 是公式集, 它的元素都是F 的某一推理规则的结论, 而该推理规则的前提都是S0 中的元素. 根据2), S1 中元素是定理. 设S2 是公式集,它的元素都是F 的某一推理规则的结论, 而该推理规则的前提都是S0 或S1 中的元素. 根据2), S2 中元素是定理. 如此下去, 我们得到S2 ,S3 ,.... 最后, 设S N 是公式集, 它的元素都是F 的某一推理规则的结论, 而该推理规则的前提都是S0 或S1 ,...S N中的元素. 根据2), S N 中元素是定理并且我们得到了F中的所有定理. 我们将经常使用这种定义方式. 为了书写方便, 在今后的广义递归定义中我们将不再把类似3)的条款列出.如此定义的F 中定理为我们提供了一种证明方法. 当要证明F 中的定理都具有某一性质P 时, 我们可以采用下述步骤:1). 证明F 的公理都具有性质P;2). 证明如果F 的每个推理规则的所有前提具有性质P, 则它的结论具有性质P.这种证明方法称为施归纳于F的定理. 一般说来, 如果集合C 是由广义递归定义的, 我们可用类似的方法证明C中的元素都具有性质P. 这种证明方法称为施归纳于C中的元素. 2)中的前提称为归纳假设.现在我们就可以定义什么是证明了. 所谓F 中的一个证明是一个有穷的F 的公式序列, 该序列中的每一个公式要么是公理, 要么F 的某个推理规则以该序列中前面的公式所为前提而推导出的结论. 如果A 是证明P 的最后的公式, 则称P 是A 的证明.定理公式A 是F 的定理当且仅当A 在F 中有证明.证明首先根据定理的定义可以看出任何证明中的任何公式都是定理, 所以如果A 有证明, 则A 是定理. 我们施归纳于F 的定理来证明其逆亦真. 如果A 是公理, 则A 本身就是A 的证明. 如果A 是由F 的某一推理规则以B1 ,...,B n 为前提推导而得的结论, 由归纳假设, B1 ,...,B n 都有证明. 我们把这些证明按顺序列出来即可得到A 的一个证明. 证完今后, 我们将用 F .... 表示"....是F 的定理".一阶理论2今后, 我们将主要讨论一类特殊的公理系统. 这类公理系统称为一阶理论. 一阶理论是一种逻辑推理系统, 它具有很强的表达能力和推理能力, 并且在数学, 计算机科学及许多其它的科学领域中有广泛的应用. 事实上, 目前使用的大多数计算机语言和数学理论都是一阶理论.如前所述, 一阶理论的第一个部分是它的语言. 我们把一阶理论的语言称为一阶语言. 如同其它的形式语言一样, 一阶语言应包括一个符号表和一些能使我们把公式和其它表达式区分开的语法规则.首先, 我们定义一阶语言的符号表, 它由三类功能不同的符号组成. 它们是:a) 变元x,y,z,...;b) n元函数符号f,g,..., 及n元谓词符号p,q,...;c) 联结词符号和量词符号⌝,∨和∃.为了今后的方便, 我们假定一阶语言的变元是按一定顺序排列的, 并且我们把这种排列顺序称为字母顺序. 我们称0 元函数符号是常元符号. 注意: 一个任给的一阶理论并没有要求必须有函数符号: 一个一阶理论可能没有函数符号, 可能有有穷多个函数符号, 也可能有无穷多的函数符号. 我们要求任何一阶理论必须包括一个二元谓词符号, 并用"=" 来表示它. 和函数符号一样, 一个给定的一阶语言可能有有穷或无穷多个(甚至没有) 其它的谓词符号. 函数符号和除=外的谓词符号称为非逻辑符号, 而其它的符号称为逻辑符号.在定义公式之前, 我们必须先定义"项":(1.1) 定义在一阶语言中, 项是由下述广义递归方式定义的:a) 变元是项;b) 如果u1 ,...,u n 是项, f是n元函数符号, 则fu1 ...u n 是项.然后, 我们定义公式如下:(1.2) 定义在一阶语言中, 公式是由下述广义递归方式定义的:a) 如果u1 ,...,u n 是项, p是n元谓词符号, 则pu1 ...u n 是(原子) 公式,b) 如果u,v 是公式, x 是变元, 则⌝u, ∨uv 和∃xu是公式.如前所述, 相应于公式的定义, 我们有一种广义归纳的证明方法. 我们将把这种证明方法称为施归纳于长度. 有时我们还用施归纳于高度的证明方法, 而所谓的高度是公式中含有⌝,∨,和∃的数量.如果一个表达式b包括另一个表达式a, 则称第二个表达式a在第一个表达式b中出现, 即如果u,v,w 是表达式, 则v在uvw 中出现. 这里, 我们不仅要求a的符号都包括在b中, 而且要求这些符号的排列顺序和a一样并且中间不插有任何其它的符号. 我们把b包括a的次数称为a在b中出现的次数.接下来, 我们要讨论关于一阶语言的一些性质. 这种讨论不仅可以使我们加深对一阶语言的认识, 同时还能帮助我们理解其它的形式系统. 首先要考虑的是唯一可读性问题, 也就是说, 我们将要证明一阶语言中的任何公式不可能有不同的形式. 这一性质说明一阶语言在结构上是不会产生二义性的. 为了简化书写, 我们把公式和项统称为合式表达式. 于是, 根据定义可以知道所有的合式表达式都具有uv1 ...v n 的形式, 其中u 是n 元(函数或谓词) 符号, v1 ,...,v n 是合式表达式.我们说两个表达式u和v是可比较的, 如果存在一个表达式w (w 可以是空表达式) 使u=vw. 显然, 如果uv和u'v'是可比较的, 则u 和u'是可比较的; 如果uv和uv' 是可比较的, 则v 和v'是可比较的.3(1.3) 引理如果u1 ,...,u n ,u'1 ,...,u'n 是合式表达式(u1 和u'1 都不是空表达式), 而且u1 ...u n 和u'1 ...u'n 是可比较的,则对于一切i=1,...,n, u i =u'i .证明施归纳于u1 ...u n 的长度k.如果k=1, 则u1 ...u n 只有一个符号. 所以, n=1. 于是u1 ...u n =u1 且u'1 ...u'n =u'1 . 由于u1 和u'1 都是合式表达式, 它们只可能是变元或常元符号. 由于它们是可比较的, 所以u1 =u'1 .假定当k〈m时引理成立, 并设k=m.由于u1 是合式表达式, 我们可以把它写成vv1 ...v s , 其中v 是s 元符号, v1 ,...,v s 是合式表达式. 由上, u'1 和u1 是可比较的, v 也是u'1 的第一个符号. 于是, 由于u'1 是合式表达式, 它具有vv'1 ...v's 的形式. 由上所述的性质, v1 ...v s 和v'1 ...v's 是可比较的. 由于|v1 ...v s |<|u1 |≤|u1 ...u n |, 根据归纳假设, 对于一切j=1,...,s, v j =v'j , 所以, u1 =u'1 . 由此而得, u2 ...u n 和u'2 ...u'n 是可比较的, 且|u2 ...u n |<|u1 ...u n |, 所以, 由归纳假设, 对于一切i=2,...,n, u i =u'i .于是, 引理得证#(1.4) 唯一可读性定理每一个合式表达只能以唯一的方式写成uv1 ...v n 的形式, 其中, u 是n 元符号, v1 ,...,v n 是合式表达式.证明设w,w'是同一个合式表达式书写形式, 我们必须证明它们的结构是相同的. 首先, 它们必须都有相同的第一个符号,这样, u和n就唯一确定了, 从而, w=uv1...v n 且w'=uv'1...v'n, 其中v i ,v'j 是合式表达式(i,j=1,...,n). 我们还需证明对一切i=1,...,n, v i=v'i. 因为w 和w'是同一个表达式, 因而是可比较的. 于是, 根据引理(1.3), 对于一切i=1,...,n, v i=v'i #下面的定理说明如果一个合式表达式不可能由两个(或更多) 合式表达式的某些部分组成.(1.5) 引理合式表达式u中的任何符号w都是u中某一合式表达式的第一个符号.证明施归纳于u的长度k. 如果k=1, 则u是变元或常元符号. 于是任何在u中出现的符号就是u本身, 从而引理成立.假定当k<m时引理成立, 并设k=m.设u 是vv1 ...v n , 其中v是n元符号, v1 ,...,v n 是合式表达式. 如果w是v, 则它是u的第一个符号. 否则, 存在i=1,...,n, 使w 在v i 中出现. 由于|v i |<|u|, 根据归纳假设, w 是v i 中的某一合式表达式的第一个符号, 当然也是u中的某一合式表达式的第一个符号. 证完. #(1.6) 出现定理设u是n元符号, v1 ,...,v n 是合式表达式. 如果一个合式表达式v在uv1 ...v n 出现, 而且v不是整个uv1 ...v n , 则v在某一v i 出现.证明如果v的第一个符号就是定理中的u, 则v=uv'1 ...v'n , 其中v'1 ,...,v'n 是合式表达式, 且由定理条件, u和v是可比较的. 于是根据引理(1.3), 对于一切i=1,...,n, v i =v'i , 即v=uv1 ...v n . 矛盾.现假定v的第一个符号在某一v i 中出现. 根据引理(1.5), 该符号是某一合式表达式v'的第一个符号. 显然, v和v'是可比较的, 因而由引理(1.3), v=v', 即v在v i 中出现.4#为了方便起见, 我们今后将用大写字母A,B,...表示公式, 用f,g,...表示函数符号, 用p,q,...表示谓词符号, 用x,y,...表示变元, 用a,b,...表示常元符号.现在我们定义两类性质不同的变元, 即自由变元和约束变元.(1.7) 定义a) 如果x 在原子公式中出现, 则x是自由变元;b) 如果x是A 和B 中的自由变元, 且y 不是x, 则x 是⌝A, ∨AB和∃yA中的自由变元.a') x 是∃xA中的约束变元;b') 如果x是A 或B 中的约束变元, 则x 是⌝A, ∨AB和∃yA中的约束变元.注意: x可以在A 中既是自由变元又是约束变元.我们将用u[x/a]表示在表达式u 中将所有的自由变元x换成项a而得的表达式. 设A 是公式, 在很多情况下, A[x/a]关于a 所表示的含义与A 关于x所表示的含义是一样的, 但并非总是如此. 例如, 若A 是∃y=x2y, 而a 是y+1, 则A 是说x 是偶数, 但A[x/a]却不是说y+1是偶数. 这表明并非所有的代入都会保持原有的含义. 于是我们有下述定义:(1.8) 定义 a 被称为是在A 中可代入x的, 如果i) 如果A是原子公式,则a 是在A中可代入x 的;ii) 如果a 在B中可代入x 且对于a 中的任何变元y, ∃yB不含有自由变元x,则a 是在∃yB中可代入x 的;iii) 如果a 在A, B中可代入x, 则a 在⌝A和A∨B中是可代入x 的.今后, 当使用A[x/a] 时, 我们总是假定a是在A 中可代入x的. 类似地, 我们将用u[x1/ a1 ,...,x n/ a n ]表示在表达式u 中将所有的自由变元x1 ,...,x n 分别换成项a1 ,...,a n 而得的表达式, 同时还假定它们都是可代入的.在我们的一阶语言定义中项和公式的写法对于证明和理论分析比较方便, 但和通常的阅读方式不一致. 为了克服这一弱点, 我们引进一些定义符号:(A∨B) 定义为∨AB; (A→B) 定义为(⌝A∨B); (A&B) 定义为⌝(A→⌝B);(A↔B) 定义为((A→B)&(B→A)); ∀xA 定义为⌝∃x⌝A.注意: 定义符号只是为了方便而引进的记号, 它们不是语言中的符号. 当我们计算公式的长度时, 必须把它们换成原来的符号. 同样, 当用施归纳于长度或高度进行证明时也不能把它们作为符号来处理. 今后, 我们将在展示公式时用定义符号, 而在证明时用定义(1.1) 和(1.2).我们称:⌝A 为 A 的否定; A∨B 为 A 和B 的析取(A 或者B); A&B 为 A 和B 的合取(A并且B);A→B 为 A 蕴含B; A↔B 为A等价于B; ∃xA 为关于x的存在量词(存在x 使得A);∀xA 为关于x的全称量词(对一切x 使得A).作业:1) 施归纳于长度证明如果u是公式(项), x 是变元, a是项, 则u[x/a]是公式(项).2) 证明如果uv和vv'是合式表达式, 则v和v'中必有一个是空表达式.一阶理论的逻辑公理和规则形式系统的公理和规则可以分为两类: 逻辑公理和逻辑规则, 非逻辑公理和非逻辑规则. 逻辑公理和逻辑规则指的是那些所有形式系统都有的公理, 而非逻辑公理和非逻辑规则仅在5某些特定的形式系统中才有. 但是, 当形式系统足够丰富时,我们并不需要非逻辑规则. 假定在一个形式系统F 中有一条非逻辑规则使我们可以由B1 ,...,B n 推导出A, 只要F 有足够多的逻辑规则, 我们只需要在F 中加进一条公理B1 →...→B n →A (这里, B1 →...→B n →A表示B1 →(...→(B n →A)...).)就不再需要那条非逻辑规则了. 因此, 我们今后假定我们的形式系统中没有非逻辑规则. 今后我们将把逻辑规则简称为规则. 由于我们仅对形式系统进行一般讨论, 我们的兴趣主要是那些逻辑公理和规则.下面是逻辑公理:1) 命题公理: ⌝A∨A;2) 代入公理: A[x/a]→∃xA;3) 恒等公理: x=x;4) 等式公理: x1 =y1 →...→x n =y n →fx1 ...x n =fy1 ...y n ;或x1 =y1 →...→x n =y n →px1 ...x n →py1 ...y n .注意: 以上并不是仅有四条公理, 而是四类公理. 如命题公理并非一条公理, 而是对于任何公式A 我们有一条命题公理. 所以, 以上的公理实际上是公理模式.以下是规则:1) 扩展规则: 如果A, 则B∨A;2) 收缩规则: 如果A∨A, 则A;3) 结合规则: 如果A∨(B∨C), 则(A∨B)∨C;4) 切割规则: 如果A∨B且⌝A∨C, 则B∨C;5) ∃-引入规则: 如果A→B且x 不是B 中的自由变元, 则∃xA→B.如同上面的公理, 这些规则也不是五条规则, 而是五个规则模式.现在, 我们定义一阶理论如下:(1.9) 定义一个一阶理论T (简称理论T)是具有如下特征的形式系统:1) T 的语言L(T)是一阶语言;2) T 的公理是以上列出的四组公理和一些其它的非逻辑公理;3) T 的规则是以上列出的五组规则.由于一阶理论的逻辑符号, 逻辑公理和规则已经确定, 一阶理论之间的区别在于它们的非逻辑符号和非逻辑公理. 因此, 当我们希望讨论某一具体的一阶理论时只需要把它的非逻辑符号和非逻辑公理指明就行了.例.1) 数论NN 的非逻辑符号为: 常元0, 一元函数符号S, 二元函数符号+和*, 和二元谓词符号<. N 的非逻辑公理为:N1 Sx≠0; N2 Sx=Sy→x=y; N3 x+0=x; N4 x+Sy=S(x+y); N5 x*0=0;N6 x*Sy=(x*y)+x; N7 ⌝(x<0); N8 x<Sy↔x<y∨x=y; N9 x<y∨x=y∨y<x.2) 群GG 只有一个非逻辑符号, 即二元函数符号*. G 的非逻辑公理为:G1 (x*y)*z=x*(y*z); G2 ∃x(∀y(x*y=y)&∀y∃z(z*y=x)).根据我们在第一节所述, 一阶理论T 的定理可以定义为:1) 每一条命题公理, 代入公理, 恒等公理, 等式公理和非逻辑公理是定理;2) 如果A 是定理, 则A∨B是定理;3) 如果A∨A是定理, 则A 是定理;64) 如果A∨(B∨C) 是定理, 则(A∨B)∨C 是定理;5) 如果A∨B和⌝A∨C是定理, 则B∨C是定理;6) 如果A→B是定理且x 不是B 中的自由变元, 则∃xA→B是定理.与此对应, 我们可以用如下广义归纳法证明一阶理论T 中的定理都具有某一性质P:1) 每一条命题公理, 代入公理, 恒等公理, 等式公理和非逻辑公理具有性质P;2) 如果A 具有性质P, 则A∨B具有性质P;3) 如果A∨A具有性质P, 则A 具有性质P;4) 如果A∨(B∨C) 具有性质P, 则(A∨B)∨C 具有性质P;5) 如果A∨B和⌝A∨C具有性质P, 则B∨C具有性质P;6) 如果A→B具有性质P且x 不是B 中的自由变元, 则∃xA→B具有性质P.下面我们证明一阶理论的逻辑公理是相互独立的.(1.10) 定理一阶理论的逻辑公理和规则是互相独立的.证明当我们希望证明某一命题A 是独立于某个命题集Γ和规则集Δ时, 我们需要找到一个性质P 使A 不具有性质P, 而Γ中的每一命题具有性质P 且Δ中的每一规则保持性质P (即如果该规则的前提具有性质P, 则其结论具有性质P); 当我们希望证明某一规则R 是独立于Γ和Δ时, 我们需要找到一个性质P 使R 不保持性质P, 而Γ中的每一命题具有性质P 且Δ中的每一规则保持性质P. 这样就可以断言: 在由Γ为其公理集, Δ为其规则集的形式系统中, 每一定理都具有性质P. 由于A不具有性质P (或R 不保持性质P), 所以, A (或R)是不可能由Γ和Δ来证明的. 这样, A(或R)就独立于Γ和Δ了. 我们将根据这个思想来证明本定理.1) 对于命题公理. 定义f 如下:f(A)=T 若 A 是原子公式; f(⌝A)=F; f(A∨B)=f(B); f(∃xA)=T.可以证明: f(⌝⌝(x=x)∨⌝(x=x))=F, 而且对于任何可由其它的逻辑公理和规则证明的命题A, f(A)=T.2) 对于代入公理. 定义f 如下:f(A)=1 若A 是原子公式; f(⌝A)=1 如果f(A)=0, f(⌝A)=0 若f(A)=1;f(A∨B)=max{f(A),f(B)}; f(∃xA)=0.可以证明: f((x=x)→∃x(x=x))=0, 而且对于任何可由其它的逻辑公理和规则证明的命题A, f(A)=1.3) 对于恒等公理. 定义f 如下:f(A)=0 若A是原子公式; f(⌝A)=1 如果f(A)=0, f(⌝A)=0 若f(A)=1; f(A∨B)=max{f(A)},f(B); f(∃xA)=f(A).可以证明: f((x=x))=0, 而且对于任何可由其它的逻辑公理和规则证明的命题A, f(A)=1.4) 对于等式公理. 首先在L(T)中加进常元e1 ,e2 和e3 而得L'. 然后定义f 如下:f(e i =e j )=1 iff i≤j; f(⌝A)=1 如果f(A)=0, f(⌝A)=0 若f(A)=1; f(A∨B)=max{f(A),f(B)}; f(∃xA)=T iff 存在i 使f(A[x/e i ])=T .可以证明: f((x=y→x=z→x=x→y=z))=0, 而且对于任何可由其它的逻辑公理和规则证明的命题A, f(A[x/e i ])=1, 其中, x是A 中的自由变元.5) 对于扩展规则. 定义f 如下:f(A)=1 若 A 是原子公式; f(⌝A)=1 如果f(A)=0, 否则, f(A)=0; f(A∨B)=1 如果f(A)=f(⌝B), 否则f(A∨B)=0; f(∃xA)=f(A).可以证明: f((x=x∨(⌝(x=x)∨x=x)))=0, 而且对于任何可由其它的逻辑公理和规则证明的命题A, f(A)=1.6) 对于收缩规则. 定义f 如下:7f(A)=T 若 A 是原子公式; f(⌝A)=f(∃xA)=F; f(A∨B)=T.可以证明: f(⌝⌝(x=x))=F, 而且对于任何可由其它的逻辑公理和规则证明的命题A, f(A)=T.7) 对于结合规则. 定义f 如下:f(A)=0 若 A 是原子公式; f(⌝A)=1-f(A); f(A∨B)=f(A)*f(B)*(1-f(A)-f(B)); f(∃xA)=f(A).可以证明: f(⌝(⌝(x=x)∨⌝(x=x)))>0, 而且对于任何可由其它的逻辑公理和规则证明的命题A, f(A)=0.8) 对于切割规则. 定义f 如下:f(A)=1 若 A 是原子公式; f(⌝A)=1 如果f(A)=0或A是原子公式, 否则f(⌝A)=0; f(A∨B)=max{f(A),f(B)}; f(∃xA)=f(A).可以证明: f(⌝⌝(x=x)))=0, 而且对于任何可由其它的逻辑公理和规则证明的命题A, f(A)=1.9) 对于E-引入规则. 定义f 如下:f(A)=1 若A是原子公式; f(⌝A)=1 如果f(A)=0, f(⌝A)=0 若f(A)=1; f(A∨B)=max{f(A),f(B)}; f(∃xA)=T.可以证明: f(∃y⌝(x=x)→⌝(x=x))=0, 而且对于任何可由其它的逻辑公理和规则证明的命题A, f(A)=1.结构和模型现在我们讨论一阶理论的语义部分. 为此我们先引进一些集论的记号: 集合或类是把一些我们想要研究的对象汇集在一起, 从而我们可以把它看作是一个整体. 如果A 和B 是集合, 一个由A 到B 的映射 F (记作F: A→B)是一个A 和B 之间的对应, 在这个对应中A 中的每一个元素a 都对应着一个唯一的B中元素 b (称为F在a 上的值, 记作F(b) ). 我们把n个A 中元素按一定顺序排列而得的序列称为A 的一个n 元组, 并用(a1,...,a n )表示由A 中元素a1,...,a n 按此顺序排列的n 元组. 把由A 的所有n 元组成的集合记为A n, 然后把由A n 到B的映射称为由A 到B 的n元函数. 我们把A n 的子集称为A 上的n 元谓词. 如果P是A 上的n 元谓词, 则P(a1 ,...,a n )表示(a1 ,...,a n )∈P.真值函数根据我们对公式和项的定义, 我们可以先用函数符号和谓词符号以及变元构造一些简单的公式, 然后用联结词得到比较复杂的公式, 如"A 并且B" 等等. 我们用符号"&" 表示"并且", 即若A 和B 是公式, "A&B" 表示"A 和B同时成立".于是一个很自然的问题是怎样知道A&B 的真假? 这里, A&B 的一个很重要的特征是: 只需要知道A 和B 的真假就能确定A&B 的真假, 而不必知道A 和B 的具体含义. 为了表示这一特征, 我们引进真值. 真值是两个不同的字母T 和F, 而且当公式A 为真时, 我们用T 表示其真值; 当公式A 为假时, 我们用F 表示其真值. 于是, A&B 的真值就由A 和B 的真值确定了.有了真值的概念, 我们就可以定义真值函数了. 所谓的真值函数是由真值集T,F 到真值集T,F 的函数. 由此, 我们可以把以上的讨论叙述为: 存在二元真值函数H& 使得: 若a 和b 分别是A 和B 的真值, 则H& (a,b) 是A&B 的真值. 我们定义H& 为:H& (T,T)=T, H& (T,F)=H& (F,T)=H& (F,F)=F.我们用"∨" 表示"或者", 并定义H∨如下:8H∨(F,F)=F, H∨(T,F)=H∨(F,T)=H∨(T,T)=T.于是当a 和b 分别是A 和B 的真值时, H∨(a,b)就是A∨B的真值.我们用"→" 表示"如果...则...", 并定义H→如下:H→(T,F)=F, H→(F,F)=H→(F,T)=H→(T,T)=T.于是当a 和b 分别是A 和B 的真值时, H→(a,b)就是A→B的真值.我们用"↔" 表示"当且仅当", 并定义H↔如下:H↔(F,T)=H↔(T,F)=F, H↔(F,F)=H↔(T,T)=T.于是当a 和b 分别是A 和B 的真值时, H↔(a,b)就是A↔B的真值.我们用"⌝" 表示"非", 并定义H⌝如下:H⌝(F)=T, H⌝(T)=F.于是当a 是A 的真值时, H⌝(a)就是⌝A的真值.容易证明, &,→, 和↔可由⌝和∨定义. 事实上所有的真值函数都可以由⌝和∨定义.作业1. 证明: 任何真值函数f(a1 ,...,a n )都可以由H⌝和H∨定义.2. 设H d , H s 是真值函数, 其定义为:H d (a,b)=T 当且仅当a=b=F; H s (a,b)=F 当且仅当a=b=T.证明: 任何真值函数f(a1 ,...,a n )都可以由H d (或H s )定义.结构现在我们讨论一阶语言的语义部分(称为它的结构). 所谓一个语言的语义, 当然是表示该语言中所指称的对象范围和每一个词和句子所表达的含义. 一阶语言的语义也是如此. 如前定义, 一阶语言中的符号有函数符号和谓词符号, 这些都应在它的语义中有具体的含义. 把这些组合起来, 我们就可以得到如下定义:(1.11) 定义称三元组M=〈|M|,F,P〉是一个结构,如果:1) |M|是一个非空集合,它称为是L 的论域, |M| 中的元素称为是M 的个体;2) F是|M|上的函数集合;3) P是|M|上的谓词集合.定义设L是一阶语言,M是一个结构。

数理逻辑总结

数理逻辑总结

数理逻辑总结数理逻辑总结一、概念数理逻辑(mathematical logic)是一门根据数学的思维模式和方法在表述语言和推理思维上进行分析和作用的逻辑学课程。

它是一门用来研究和分析与计算机科学有关的严谨思维和验证的逻辑学科。

数理逻辑从宏观意义上讲,是指用符号抽象的方法来描述,定义,表示和理解各种基础数学系统的知识,以及这些系统中定理的证明等。

二、历史数理逻辑(mathematical logic)由古典逻辑演化而来,它最早由古希腊的哲学家亚里士多德(Aristotle)创立,但是由于他的古典逻辑只涉及到了辩论中的质问和概括推理,并未涉及到像数学中的严谨性,所以不能科学地处理逻辑问题。

直到二十世纪中期,数理逻辑才发展到其现在的状态。

首先,德国数学家彼得拉多斯(Petr Lusitr)提出了系统性的作为符号逻辑学的主要著作被称为《符号逻辑学》。

随后,德国数学家卡尔·贝尔(Carl Brel)提出了一种新的逻辑秩序,用以把命题逻辑系统中的各个命题放置于命题结构之中,称为贝尔结构,他也提出了用来支持贝尔结构的证明系统。

在二十世纪五十年代,英国数学家霍华德·劳夫(Howard Lawford)引入了前言逻辑系统,并从多种角度改进了古典逻辑,使其变成一种非常完善的数学系统。

三、特点数理逻辑有它独特的特点,其一是抽象性。

数理逻辑采用抽象方法,把问题表达为一系列标准的符号,然后用逻辑证明的方法求解。

抽象的好处是可以把问题简化,可以有效地发现和解决复杂的问题。

其次,数理逻辑有其严谨性。

数理逻辑用符号语言来描述和表达问题,采用公理-定理的方法证明结果,使得结果更加准确可靠。

最后,它有其实用性。

数理逻辑可以被看作是一种被证明准确可靠的结构性思维规范,它可以用于描述,定义,表示,理解多种数学系统,以及证明系统中的定理,实际上也被广泛应用于计算机科学领域,极大地推动了计算机技术的发展。

四、应用数理逻辑在计算机科学中有着重要的应用。

数理逻辑(Mathematical Logic)

数理逻辑(Mathematical Logic)

数理逻辑(MathematicalLogic)数理逻辑(Mathematical logic)是用数学方法研究诸如推理的有效性、证明的真实性、数学的真理性和计算的可行性等这类现象中的逻辑问题的一门学问。

其研究对象是对证明和计算这两个直观概念进行符号化以后的形式系统。

数理逻辑是数学基础的一个不可缺少的组成部分。

数理逻辑的研究范围是逻辑中可被数学模式化的部分。

以前称为符号逻辑(相对于哲学逻辑),又称元数学,后者的使用现已局限于证明论的某些方面。

历史背景“数理逻辑”的名称由皮亚诺首先给出,又称为符号逻辑。

数理逻辑在本质上依然是亚里士多德的逻辑学,但从记号学的观点来讲,它是用抽象代数来记述的。

某些哲学倾向浓厚的数学家对用符号或代数方法来处理形式逻辑作过一些尝试,比如说莱布尼兹和朗伯(Johann Heinrich Lambert);但他们的工作鲜为人知,后继无人。

直到19世纪中叶,乔治·布尔和其后的奥古斯都·德·摩根才提出了一种处理逻辑问题的系统性的数学方法(当然不是定量性的)。

亚里士多德以来的传统逻辑得到改革和完成,由此也得到了研究数学基本概念的合适工具。

虽然这并不意味着1900年至1925年间的有关数学基础的争论已有了定论,但这“新”逻辑在很大程度上澄清了有关数学的哲学问题。

在整个20世纪里,逻辑中的大量工作已经集中于逻辑系统的形式化以及在研究逻辑系统的完全性和协调性的问题上。

本身这种逻辑系统的形式化的研究就是采用数学逻辑的方法.传统的逻辑研究(参见逻辑论题列表)较偏重于“论证的形式”,而当代数理逻辑的态度也许可以被总结为对于内容的组合研究。

它同时包括“语法”(例如,从一形式语言把一个文字串传送给一编译器程序,从而转写为机器指令)和“语义”(在模型论中构造特定模型或全部模型的集合)。

数理逻辑的重要著作有戈特洛布·弗雷格(Gottlob Frege)的《概念文字》(Begriffsschrift)、伯特兰·罗素的《数学原理》(Principia Mathematica)等。

数理逻辑

数理逻辑

数理逻辑又称符号逻辑、理论逻辑。

它是数学的一个分支,是用数学方法研究逻辑或形式逻辑的学科。

其研究对象是对证明和计算这两个直观概念进行符号化以后的形式系统。

数理逻辑是数学基础的一个不可缺少的组成部分。

虽然名称中有逻辑两字,但并不属于单纯逻辑学范畴。

所谓数学方法就是指数学采用的一般方法,包括使用符号和公式,已有的数学成果和方法,特别是使用形式的公理方法。

用数学的方法研究逻辑的系统思想一般追溯到莱布尼茨,他认为经典的传统逻辑必须改造和发展,是之更为精确和便于演算。

后人基本是沿着莱布尼茨的思想进行工作的。

简而言之,数理逻辑就是精确化、数学化的形式逻辑。

它是现代计算机技术的基础。

新的时代将是数学大发展的时代,而数理逻辑在其中将会起到很关键的作用。

逻辑是探索、阐述和确立有效推理原则的学科,最早由古希腊学者亚里士多德创建的。

用数学的方法研究关于推理、证明等问题的学科就叫做数理逻辑。

也叫做符号逻辑。

数理逻辑的产生利用计算的方法来代替人们思维中的逻辑推理过程,这种想法早在十七世纪就有人提出过。

莱布尼茨就曾经设想过能不能创造一种“通用的科学语言”,可以把推理过程象数学一样利用公式来进行计算,从而得出正确的结论。

由于当时的社会条件,他的想法并没有实现。

但是它的思想却是现代数理逻辑部分内容的萌芽,从这个意义上讲,莱布尼茨可以说是数理逻辑的先驱。

1847年,英国数学家布尔发表了《逻辑的数学分析》,建立了“布尔代数”,并创造一套符号系统,利用符号来表示逻辑中的各种概念。

布尔建立了一系列的运算法则,利用代数的方法研究逻辑问题,初步奠定了数理逻辑的基础。

十九世纪末二十世纪初,数理逻辑有了比较大的发展,1884年,德国数学家弗雷格出版了《数论的基础》一书,在书中引入量词的符号,使得数理逻辑的符号系统更加完备。

对建立这门学科做出贡献的,还有美国人皮尔斯,他也在著作中引入了逻辑符号。

从而使现代数理逻辑最基本的理论基础逐步形成,成为一门独立的学科。

(完整版)数理逻辑知识点总结

(完整版)数理逻辑知识点总结

(完整版)数理逻辑知识点总结什么是数理逻辑?数理逻辑是一门研究命题、命题之间关系以及推理规律的学科。

它运用数学的方法来研究逻辑的基本概念和原理,用符号表示和描述逻辑概念,以及通过推理规则对命题进行推导。

命题与逻辑连接词1. 命题是陈述性语句,例如,“今天是晴天”。

在逻辑中,常用字母p、q、r等表示命题。

2. 逻辑连接词是用来构建复合命题的词语,例如,“与”、“或”、“非”等。

常用的逻辑连接词有:- “与”(合取):表示两个命题同时为真;- “或”(析取):表示两个命题中至少有一个为真;- “非”(否定):表示对命题的否定。

命题逻辑的推理规则1. 合取分配律(并):(p ∧ q) ∧ r = p ∧ (q ∧ r)2. 析取分配律(或):(p ∨ q) ∨ r = p ∨ (q ∨ r)3. 合取律(并):p ∧ p = p4. 析取律(或):p ∨ p = p5. 否定律:¬(¬p) = p6. De Morgan定律:- ¬(p ∧ q) = ¬p ∨ ¬q- ¬(p ∨ q) = ¬p ∧ ¬q命题的等价性1. 蕴含:p → q 表示当p为真时,q也为真;2. 等价:p ↔ q 表示当p与q同时为真或同时为假时成立。

命题逻辑的证明方法1. 直接证明法:直接证明命题的真假;2. 反证法:假设命题为假,推导出矛盾,得出命题为真;3. 归谬法:假设命题为真,推导出矛盾,得出命题为假;4. 数学归纳法:通过证明基础情形和推导情形的真假来证明命题。

数理逻辑的应用数理逻辑在计算机科学、数学推理、形式语言学和人工智能等领域有广泛的应用。

它能够帮助我们分析问题、进行推理以及验证和证明复杂的命题。

在算法设计、数据库查询优化、自然语言处理等方面发挥着重要作用。

以上是关于数理逻辑的基本知识点总结,希望能对您有所帮助。

数理逻辑总结

数理逻辑总结

数理逻辑总结
概述
数理逻辑是数学与逻辑学的一种结合,它以数学的方法研究逻辑的结构,探讨逻辑的内容和其它抽象结构之间的联系。

它是数学分支学科和基础学科之一,是研究逻辑学的基本理论。

概念
数理逻辑研究的对象是逻辑的基本概念,其中主要包括以下几个概念:
一、谓词逻辑
谓词逻辑是一种表达主观看法的逻辑,它表示谓词(如“苹果是红色的”)在封闭系统中的真假状态,可以用一种形式化表示。

二、图论
图论是一门应用数学思想对图形进行描述分析的学科,用来描述现实中的图形关系,图形的构成,图形以及图形上的点,边和面等。

三、模型理论
模型理论是研究形式语言和模型的学科,用来分析和构造特定模型的有效方法,还涉及其它各种复杂系统的表达。

四、证明论
证明论是一种对真假性证明进行分析的学科,研究关于真假的证明的规则,分析如何从已知的真实性来推出新的真实性,以及有关如何构建不同种类的逻辑证明的方法。

发展
数理逻辑是一门新兴的学科,自20世纪50年代以来不断发展,在整个20世纪都取得了重大突破。

数理逻辑有多种应用,包括计算机科学,逻辑计算机,物理学,经济学,人工智能等。

数理逻辑

数理逻辑

(5) 分配律 A ∧ (B ∨ C) = (A ∧ B) ∨ (A ∧ C); A ∨ (B ∧ C) = (A ∨ B) ∧ (A ∨ C) (6) 德摩根律 ¬(A ∨ B) = ¬ A ∧ ¬ B; ¬(A ∧ B) = ¬ A ∨ ¬ B
(7) 吸收律 A ∧ (A ∨ B) = A; A ∨ (A ∧ B) = A
而 (P → ), (P ∨ ¬ )) 都不 是命 题公式 .
为了简化命题公式中的括号, 作如下规定:
(1) 公 式 (¬ G)的 括号 可省略 , 写 作 ¬ G.
(2) 整个命题公式 外层括号可省略.
(3) 五种逻辑联结词的优先级按如下次序递增 : ↔ , → , ∨ , ∧ , ¬.
则上述命题公式
¬(¬p ) ∧ ¬q
命题变元与命题公式
约定: 约定 (1) 在命题演算中, 我们只注意命题的真假值, 而不再 去注意命题的汉语意义; (2) 对命题联结词, 我们只注意其真值表的定义, 而不 注意它日常生活中的含义. 命题常元: 命题常元 T, F 命题变元(命题变量 命题变元 命题变量): 一个取真值为T或F的变量, 常 命题变量 用大写英文字母A,…, Z表示.
A( P , P2 , L , Pn )共有2 n 种解释. 1 成真解释. 使A(a1 , a2 ,L , an )为t的一组值, 称为A的 成真解释
成假解释. 使A(a1 , a2 ,L , an )为f的一组值, 称为A的 成假解释
例3. 构造下列公式的真值表
(1) ¬P ∨ Q
(2) ( P ∧ ¬P) ↔ (Q ∧ ¬Q) (3) ¬( P → Q) ∧ Q
定义1.2 命题公式 由命题变元、常元、联结词、括 命题公式: 定义 号, 以规定的格式联结起来的字符串.其递归定义如下: (1) 单个命题变元或命题常元是命题公式 (原子命题 公式);

大学数学数理逻辑

大学数学数理逻辑

大学数学数理逻辑数理逻辑是大学数学中的一门重要学科,它研究命题、论证和推理的规律和方法。

数理逻辑在数学、计算机科学、哲学等领域有着广泛的应用。

本文将从数理逻辑的基本概念、命题逻辑和谓词逻辑等方面进行论述,以帮助读者更好地理解和应用数理逻辑。

一、数理逻辑的概念和基本原理数理逻辑,又称形式逻辑,是一种通过形式化的符号系统来研究命题、论证和推理的学科。

它主要关注推理的正确性和有效性,旨在分析命题之间的逻辑关系,并通过推理规则来推断新的结论。

数理逻辑的基本原理包括命题、谓词、量词和推理规则等。

命题是陈述句,可以为真或者假,其真值可以通过逻辑运算进行组合。

谓词是对对象进行描述的函数,通过给定一个或多个对象来判断一个命题的真值。

量词用来量化命题中的变量,包括全称量词和存在量词。

推理规则是根据数理逻辑的规则进行合乎逻辑的推理步骤,如假言推理、略化推理等。

二、命题逻辑命题逻辑是数理逻辑的一个重要分支,它研究命题之间的逻辑关系。

命题逻辑主要包括命题的联结词、真值表和等价演算等。

1. 命题的联结词命题的联结词包括合取(∧)、析取(∨)、蕴含(→)和否定(¬)等,分别表示与、或、蕴含和非的关系。

通过这些联结词,可以对多个命题进行逻辑运算,得到一个新的命题。

2. 真值表真值表是用来列出所有可能的取值情况,并给出联结词的运算结果。

通过真值表,可以判断联结词的真值和命题之间的逻辑关系。

3. 等价演算等价演算是通过代换规则和等价关系,将逻辑表达式转化为等价的形式。

常用的等价演算规则包括分配律、德摩根律等,它们使得逻辑表达式的推导更加简化和便捷。

三、谓词逻辑谓词逻辑是数理逻辑的另一个重要分支,它引入了谓词和量词的概念,用于更精确地描述和推理命题。

谓词逻辑主要包括谓词符号、量词和量词的运用等。

1. 谓词符号谓词符号是用来描述对象的属性或者关系的符号,它通常代表一个函数,通过给定一个或多个参数来判断命题的真值。

谓词符号包括等于(=)、大于(>)等,通过它们可以对对象进行进一步的描述和区分。

离散数学-数理逻辑

离散数学-数理逻辑
全称量词
表示所有个体都满足某个条件的量词,例如“所有的苹果都是水果”。
04
范式理论
范式的定义与分类
范式(Paradigm)是指某一学科领 域中,被广泛接受和认可的观念、理 论、方法或标准。在数理逻辑中,范 式主要指逻辑公式的一种标准形式, 用于简化逻辑推理过程和提高推理的 可靠性。
VS
范式主要分为两类:自然范式和人工 范式。自然范式是指直接从语言和直 观中得出的逻辑形式,如命题逻辑中 的重写规则;人工范式则需要通过特 定的人工构造来获得,如集合论中的 形式化表述。
离散数学-数理逻辑
目录
• 引言 • 命题逻辑 • 谓词逻辑 • 范式理论 • 集合论基础 • 数理逻辑的实际应用
01
引言
数理逻辑的定义
01
数理逻辑是研究推理的数学分支 ,主要关注命题和推理的形式化 、符号化及其演绎关系。
02
它使用数学方法对推理过程进行 精确描述和证明,为计算机科学 、人工智能等领域提供理论基础 。
数理逻辑在其他领域的应用
法律
法律逻辑学运用数理逻辑的方法来分析法律推理 和法律论证。
经济学
数理逻辑用于经济学的决策理论、博弈论和信息 经济学等领域。
心理学
认知心理学中的思维过程和认知模型研究运用了 数理逻辑的概念和方法。
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范式在逻辑推理中的应用
范式在逻辑推理中具有重要的应用价值。通过使用范式,逻辑推理过程可以更加规范、准确和高效。例如,在人工智能领域 中,范式被广泛应用于知识表示、推理和问题求解等方面。通过将知识表示为范式形式,可以方便地进行逻辑推理和知识推 理,从而提高智能系统的性能和可靠性。
此外,范式还为逻辑推理提供了一种通用的语言和工具,促进了不同学科领域之间的交流和合作。通过学习和掌握范式理论 ,人们可以更好地理解和应用数理逻辑的基本原理和方法,从而更好地解决实际问题和开展科学研究。

数理逻辑的规则与定理

数理逻辑的规则与定理

一、命题逻辑推理规则:1.A1,A2...An├ Ai(i=1,2,...,n) (∈)(包含律)2.如果Γ├∆(∆≠∅)且∆├A,则Γ├ A (τ)(传递律)3.如果Γ├A,则Γ,∆├ A (τ)(增加前提律)4.如果Γ,┐A├B,┐B,则Γ├ A (┐)(反证律)5.A→B,A├B (→-)(→消去律)6.如果Γ,A├ B,则Γ├ A→B (→+)(→引入律)7.A∧B├A,B (∧-)(∧消去律)8.A,B├A∧B (∧+)(∧引入律)9.如果Γ,A├ C且Γ,B├C,则Γ,A∨B├C (∨-)(∨消去律)10.A├A∨B,B∨A (∨+)(∨引入律)11.A↔B,A├B 以及 A↔B,B├A (↔-)(↔消去律)12.如果Γ,A├B且Γ,B├A,则Γ├A↔B (↔+)(↔引入律)二、谓词逻辑推理规则:13.∀xA(x) ├A(a) (∀-)(∀消去律)14.如果Γ├ A(a) 且a不在Γ中出现,则Γ├∀xA(x) (∀+)(∀引入律)15.Γ,A(a)├ B 且a不在Γ和B中出现,则Γ,∃xA(x)├ B (∃-)(∀消去律)16.A(a)├∃xA(x),A(x)是由A(a)中a的部分出现替换为x而得 (∃+)三、斜形证明:1. A1 (前提或假设)2.A2 (前提或假设)3.A3 (前提或假设)4.B1 (A1,A2,A3├ B1)5.B2 (A1,A2,A3├ B2)6.B3 (A1,A2├ B3)7.B4 (A1,A2├ B4)8. B5 (A1├ B5)四、命题逻辑的定理:1.A├ A2.A├ B→A (肯定后件律)3.A→B,B→C├ A→C (→传递律)4.A→(B→C),A→B├ A→C5.A,┐A├ B (矛盾推出一切)6.┐A├ A→B (否定前件律)7.A├┐A→B8.┐┐A├┤A9.如果Γ,A├ B,┐B,则Γ├┐A (┐+)(归缪律)10.A→B,┐B├┐A11.A→B├┐B→┐A (逆否命题)12.┐A→┐B,B├A13.┐A→┐B├ B→A14.A→┐B,B├┐A15.A→┐B├ B→┐A16.┐A→B,┐B├A17.┐A→B├┐B→A18.┐A→A├A19.A→┐A├┐A20.A→B,A→┐B├┐A21.A→B,┐A→B├ B22.┐(A→B)├ A, ┐B23.如果Γ,A├ C且Γ,B├ C,则Γ,A∨B├ C (∨-)24.A∧B├┤B∧A25.(A∧B)∧C├A∧(B∧C)26.A∧B├┤┐(A→┐B)27.┐(A∧B)├┤A→┐B28.A→B├┤┐(A∧┐B)29.┐(A→B)├┤A∧┐B30.├┐(A∧┐A)31.A∨B├┤B∨A32.(A∨B)∨C├┤A∨(B∨C)33.A∨B├┤┐A→B34.A→B├┤┐A∨B35.├┐A∨A36.┐(A∧B)├┤┐A∨┐B 摩根律37.┐(A∨B)├┤┐A∧┐B38.A∨(B∧C)├┤(A∨B)∧(A∨C)39.(A∧B)∨C├┤(A∨C)∧(B∨C)40.A∧(B∨C)├┤(A∧B)∨(A∧C)41.(A∨B)∧C├┤(A∧C)∨(B∧C)42.A→B∧C├┤(A→B)∧(A→C)43.A→B∨C├┤(A→B)∨(A→C)44.A∧B→C├┤(A→C)∨(B→C)45.A∨B→C├┤(A→C)∧(B→C)46.A↔B├┤(A→B)∧(B→A)47.A↔┐A├ B48.A↔B, B↔C├ A↔C49.A↔B├┤┐A↔┐B50.A↔┐B├┤┐A↔B51.A↔┐B├┤┐(A↔B)52.A↔B├┤(┐A∨B)∧(A∨┐B)53.A↔B├┤(A∧B)∨(┐A∧┐B)54.(A↔B)↔C├┤A↔(B↔C)55.├(A↔B)∨(A↔┐B)56.A├ A∧B↔B57.A→(B→C)├B↔(B∧(A↔A∧C))58.A↔(B→┐C)→┐A├C59.(A↔B)∧(C↔D) ├ A∧C↔B∧D五、谓词逻辑的定理:1.Γ,A(a)├ B 且a不在Γ和B中出现,则Γ,∃xA(x)├ B (即∃-)2.∀xA(x)├┤∀yA(y)3.∃xA(x)├┤∃yA(y)4.∀x∀yA(x,y)├┤∀y∀xA(x,y)5.∃x∃yA(x,y)├┤∃y∃xA(x,y)6.∀xA(x)├∃xA(x)7.∃x∀yA(x,y)├∀y∃xA(x,y)8.∀xA(x)├┤┐∃x┐A(x)9.∃xA(x)├┤┐∀x┐A(x)10.∀x┐A(x)├┤┐∃xA(x)11.∃x┐A(x)├┤┐∀xA(x)12.∀x(A(x)→B(x)),∀xA(x)├∀xB(x)13.∀x(A(x)→B(x)),∃xA(x)├∃xB(x)14.∀x(A(x)→B(x)),∀x(B(x)→C(x))├∀x(A(x)→C(x))15.A→∀xB(x)├┤∀x(A→B(x)) x∉A16.A→∃xB(x)├┤∃x(A→B(x)) x∉A17.∀xA(x)→B├┤∃x(A(x)→B) x∉B18.∃xA(x)→B├┤∀x(A(x)→B) x∉B19.A∧∀xB(x)├┤∀x(A∧B(x)) x∉A20.A∧∃xB(x)├┤∃x(A∧B(x)) x∉A21.∀xA(x)∧∀xB(x)├┤∀x(A(x)∧B(x))22.∃x(A(x)∧B(x))├∃xA(x)∧∃xB(x)23.∃xA(x)∧∃yB(y)├┤∃x∃y(A(x)∧B(y))24.∀xA(x)∧∀yB(y)├┤∀x∀y(A(x)∧B(y))25.∀xA(x)∧∃yB(y)├┤∀x∃y(A(x)∧B(y))26.∃xA(x)∧∀yB(y)├┤∃x∀y(A(x)∧B(y))27.A∨∀xB(x)├┤∀x(A∨B(x)) x∉A28.A∨∃xB(x)├┤∃x(A∨B(x)) x∉A29.∀xA(x)∨∀xB(x)├∀x(A(x)∨B(x))30.∃xA(x)∨∃xB(x)├┤∃x(A(x)∨B(x))31.∃xA(x)∨∃yB(y)├┤∃x∃y(A(x)∨B(y))32.∀xA(x)∨∀yB(y)├┤∀x∀y(A(x)∨B(y))33.∀xA(x)∨∃yB(y)├┤∀x∃y(A(x)∨B(y))34.∃xA(x)∨∀yB(y)├┤∃x∀y(A(x)∨B(y))35.∀x(A(x)↔B(x))├∀xA(x)↔∀xB(x)36.∃x(A(x)↔B(x))├∃xA(x)↔∃xB(x)37.∀x(A(x)↔B(x)),∀x(B(x)↔C(x))├∀x(A(x)↔C(x))38.∀x(A1(x)↔A2(x)),∀x(B1(x)↔B2(x))├∀x(A1(x)∧A2(x)↔B1(x)∧B2(x))39.∀x(A(x)↔B(x))├∀x(A(x)→B(x)),∀x(B(x)→A(x))。

6-2命题公式分类与关系

6-2命题公式分类与关系

P Q ┐P ┐P∨Q
11 0
1
10 0
0
01 1
1
00 1
1
n个命题变元组成的命题公式共有2n种真值情况。
在真值表中,命题公式真值的取值数目,决定于分 量的个数。例如,由2个命题变元组成的命题公式共 有四种可能的真值,由3个命题变元组成的命题公式 共有八种真值。一般说来,n个命题变元组成的命题 公式共有2n种真值情况。
练习2 A、B、C、D 4人进行百米竞赛,观众甲 、乙、丙对比赛的结果进行预测。甲:C第一,B 第二;乙:C第二,D第三;丙:A第二,D第四 。比赛结束后发现甲、乙、丙每个人的预测结果 都各对一半。试问实际名次如何(假如无并列者 )?
例1 某件事是甲、乙、丙、丁4人中某一个人干的,询问4
人后回答如下:(1)甲说是丙干的;(2)乙说我没干;(3)丙说 甲讲的不符合事实;(4)丁说是甲干的。若其中3人说的是对 的、1人说的不对,问是谁干的?
A AT A A F
12、蕴含等值式 13、等价等值式
A B A B A B B A A B (A B) (B A)
(A B) (A B) A B ( A B)
14、归谬论 15、输出律 16、等价否定等值式
4、判断两个公式等值的方法: ⑴真值表法
由公式等价的定义可知,利用真值表可以判断任 何两个公式是否等价。
例5 证明 P Q (P→Q) ∧(Q→P)
证明 列出其值表表 1-4.7
P Q P →Q Q→P P Q (P→Q) ∧(Q→P)
TT T
T
T
T
TF F
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F
F
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F
F

数理逻辑教程

数理逻辑教程

数理逻辑教程数理逻辑是一门复杂而又有趣的学科,它既是哲学又是数学,属于学术思想和数学分析的独特组合。

近几十年来,数理逻辑得到了广泛的应用,它不仅用于哲学论文的写作,而且用于计算机编程,特别是程序设计。

本文将为您介绍数理逻辑的基本概念,以及其如何帮助您更好地理解和使用它。

一、数理逻辑的定义数理逻辑(Mathematical Logic)是一门研究逻辑的学科,它结合了哲学中的逻辑思维和数学中的形式化系统。

它的目的是将哲学中的概念与数学中的精确性结合起来,以更好地理解和使用逻辑推理。

数理逻辑的基本概念是逻辑推理,它是通过分析一系列前提,以推出一系列结论的方法。

二、数理逻辑的历史数理逻辑的发展可以追溯到古希腊时期。

当时,古希腊哲学家们,如柏拉图和亚里士多德,通过推理和论证来解释世界上发生的事情。

在中世纪,哲学家和数学家们继续研究逻辑,他们发现逻辑推理可以用来证明或否定一个命题的真实性。

到19世纪,英国数学家约翰·华生等人开始将逻辑与数学结合起来,形成了现代数理逻辑学。

三、数理逻辑的基本概念数理逻辑是一门复杂的学科,它涉及到许多基本概念,如定理、公理、演绎法、归纳法等。

其中,定理是一种用逻辑推理证明的命题,是一个被推论出来的结论;公理是构成定理的基本命题,也就是前提;演绎法是一种从公理中推断出结论的方法,也就是由具体到抽象的过程;而归纳法则是由一般性的结论推断出具体的命题的方法,也就是由抽象到具体的过程。

四、数理逻辑的应用数理逻辑的应用非常广泛,既可以用于哲学论文的写作,也可以用于程序设计。

例如,在程序设计中,数理逻辑可以用来帮助程序员更好地理解和使用程序控制和程序语言。

此外,数理逻辑还可以用于语言学、认知科学、计算机科学等领域,可以帮助我们更好地理解和使用这些学科。

五、数理逻辑的学习学习数理逻辑也许是一个挑战,因为它涉及到许多复杂的概念。

但要学习数理逻辑,首先要熟悉它的基本概念,如定理、公理、演绎法、归纳法等。

(完整版)数理逻辑知识点总结

(完整版)数理逻辑知识点总结

(完整版)数理逻辑知识点总结
1. 命题逻辑
命题逻辑是研究命题之间的逻辑关系的数理逻辑分支。

以下是
一些重要的知识点:
- 命题:表示一个陈述或主张,可以是真或假。

- 真值表:用来列出命题的所有可能的真值组合。

- 逻辑运算符:包括非、与、或、条件、双条件运算符,用于
连接命题和构建复合命题。

- 析取范式和合取范式:将复合命题化简为仅使用或和与的形式。

- 等价式:表示两个命题具有相同真值的逻辑等式。

- 推理法则:如假言推理、拒取推理等,用于推导出新的命题。

2. 谓词逻辑
谓词逻辑是研究带有变量的陈述的逻辑。

以下是一些重要的知
识点:
- 谓词:带有变量的陈述,可以是真或假。

- 量词:包括全称量词和存在量词,用于约束变量的取值范围。

- 集合论:涉及集合的概念和运算,如并、交、补运算。

- 等价式和蕴含式:类似于命题逻辑中的等价式和推理法则,
但针对谓词逻辑的带有变量的陈述。

3. 非经典逻辑
非经典逻辑是指那些违背经典逻辑法则的逻辑系统。

以下是一
些常见的非经典逻辑:
- 模糊逻辑:处理模糊概念的逻辑系统,将命题的真值从严格
的真或假扩展到连续的真假之间。

- 异质逻辑:处理具有多个真值的逻辑系统,如三值逻辑、多
值逻辑等。

- 归纳逻辑:推理从特殊到一般的逻辑系统,用于从观察到的
个别事实中推断出一般规律。

- 模态逻辑:处理可能性和必然性的逻辑系统,用于描述可能
的世界和必然的真理。

以上是数理逻辑的部分知识点总结,希望对您有所帮助。

数理逻辑基础

数理逻辑基础

数理逻辑基础
数理逻辑是由古希腊哲学家阿基米德在四世纪前所研究的,他的思想影响了当今的数学、计算机科学、哲学和认知科学等多个学科,它的基本原理在各学科的发展中起到了不可或缺的作用。

数理逻辑的基础是逻辑的概念。

数理逻辑是一门研究由逻辑方法描述和分析世界概念的学科,它以数学形式研究和分析真理。

它主要分成三个基本方面:名词逻辑、演绎逻辑和统计逻辑。

名词逻辑之所以叫做名词逻辑,是因为它主要是由名词,即主语和宾语组成的句子构成的,它是一种基本的逻辑推理,也就是用逻辑形式来描述和解释一个事实结构的表达方式,通常用到的有命题逻辑、模式逻辑、命题函数逻辑等。

演绎逻辑是一种由全称性推理组成的逻辑系统。

它分析的是由推理论证得到的命题,它有两个概念,一是对证明论证有效性的标准,二是对可能在论证中出现的有效性弱点的分析。

演绎逻辑是一种系统性思考和推理,它的目的是去推断出一个论点的真理性,构建出一个有效的结论,从而证明某一论点的真实性。

统计逻辑是一种从概率的角度研究问题的逻辑,它是一种基于概率统计学和模型理论的研究,它研究的问题是如何通过概率决定是否满足一个给定模型。

统计逻辑通过推理技术和概率分析技术来检验模型的真实性,也就是检验某个提出的观点是否可信。

数理逻辑的基础是逻辑的概念,它通过演绎的方式和统计的方式对一个论点进行检验,力求证明它的真实性。

当今,数理逻辑已经应
用于众多的领域,如认知科学、数学、物理学、计算机科学、经济学等。

同时,数理逻辑还可以被应用作为一种工具来解决社会上的多种问题,如政府决策、制定法律等,由于它对事实的描述和推断相对客观,因此它能够更好地解决社会问题,为社会发展和人类进步做出贡献。

离散数学 第6章 命题逻辑

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

计算机数学基础第6章 数理逻辑初步

计算机数学基础第6章  数理逻辑初步

第6章 数理逻辑初步
6.1 命题与联结词 6.2 命题公式分类与关系 6.3 联结词的扩充与全功能联结词集 6.4 公式标准型——范式
6.5 命题逻辑的推理理论
6.1 命题与联结词
6.1.1 命题和命题联结词的概念
所谓命题,是指具有非真必假的陈述句。而疑问句、祈使句和感叹句等因都不能判断其 真假,故都不是命题。命题仅有两种可能的真值—真和假,且二者只能居其一。真用 1 或 T 表示,假用 0 或 F 表示。由于命题只有两种真值,所以称这种逻辑为二值逻辑。命题的真值 是具有客观性质的,而不是由人的主观决定的。
T T T T/F T/F F T/F T T 非命题
11.
12. 13. 14. 15.
把门关上; 滚出去! 你要出去吗? 今天天气真好啊! 这个语句是假的。
非命题
非命题
非命题非命题 非命题 Nhomakorabea如果一陈述句再也不能分解成更为简单的语句,由它构成的命题称为原子命题。原子命 如果一陈述句再也不能分解成更为简单的语句,由它构成的命题称为原子命题。原子命 题是命题逻辑的基本单位。 题是命题逻辑的基本单位。 命题分为两类,第一类是原子命题,原子命题用大写英文字母 P,Q,R…及其带下标的 命题分为两类,第一类是原子命题,原子命题用大写英文字母 P,Q,R…及其带下标的 Pi,Qi,Ri,…表示。第二类是复合命题,它由原子命题、命题联结词和圆括号组成。 Pi,Qi,Ri,…表示。第二类是复合命题,它由原子命题、命题联结词和圆括号组成。 定义 6-1 设 P 表示一个命题,由命题联结词 和命题 P 连接成 P,称 P 为 P 的否定 定义 6-1 设 P 表示一个命题,由命题联结词 和命题 P 连接成 P,称 P 为 P 的否定 式复合命题, P 读“非 P”。称 为否定联结词。 P 是真,当且仅当 P 为假; P 是假, 式复合命题, P 读“非 P”。称 为否定联结词。 P 是真,当且仅当 P 为假; P 是假, 当且仅当 P 为真。否定联结词“ ”的定义可由表 6-1 表示之。 当且仅当 P 为真。否定联结词“ ”的定义可由表 6-1 表示之。 由于“否定”修改了命题,它是对单个命题进行操作,称它为一元联结词。例如,若 P: 由于“否定”修改了命题,它是对单个命题进行操作,称它为一元联结词。例如,若 P: 猩猩是人,那么 P:猩猩不是人。若 P:上海是中国最大的城市,则 P:上海不是中国最 猩猩是人,那么 P:猩猩不是人。若 P:上海是中国最大的城市,则 P:上海不是中国最 大的城市。P 与 P 的真假是相互对立的,P 为真,则 P 为假;反之 P 为假,则 P 为真。 大的城市。P 与 P 的真假是相互对立的,P 为真,则 P 为假;反之 P 为假,则 P 为真。

数理逻辑

数理逻辑

数理逻辑的发展前期
(4)布尔(G. Boole, 1815~1864)代数:将有 布尔(G 1815~1864)代数: 布尔(G. 关数学运算的研究的代数系统推广到逻辑 领域, 布尔代数既是一种代数系统, 领域 , 布尔代数既是一种代数系统 , 也是 一种逻辑演算。 一种逻辑演算。
数理逻辑的奠基时期
第1章
内容提要: 内容提要:
命题逻辑
1. 命题逻辑的基本概念、命题联结词 命题逻辑的基本概念、 2. 命题公式、自然语言的形式化 命题公式、 3. 命题公式的等值和蕴含 4. 范式 5. 联结词的完备集 6. 推理理论 7. 命题逻辑在计算机科学中的应用
1.1 命题与联结词
1.1.1 命题与命题变元
1.1 命题与联结词
定义1.2 真值确定的原子命题称为命题常 定义1.2 真值确定的原子命题称为命题常 元(Propositional Constant),真值不 ) 确定的原子命题称为命题变元 确定的原子命题称为命题变元 (Propositional Variable)。 ) 如果命题符号P 如果命题符号P代表命题常元则意味它 是某个具体命题的符号化,如果P 是某个具体命题的符号化,如果P代表命题 变元则意味着它可指代任何具体命题。 变元则意味着它可指代任何具体命题。如 果没有特别指明,通常来说命题符号P 果没有特别指明,通常来说命题符号P等是 命题变元,即可指代任何命题。 命题变元,即可指代任何命题。
数理逻辑的奠基时期
逻辑演算的发展: 甘岑(G Gentzen)的自 (G. 逻辑演算的发展 : 甘岑 (G. Gentzen) 的自 然 推 理 系 统 (Natural Deduction System) , 逻辑演算的元理论: 公理的独立性、 逻辑演算的元理论 : 公理的独立性 、 一致 完全性等。 性、完全性等。 各种各样的非经典逻辑的发展:路易斯 1883~1964) 的模态逻辑, (Lewis, 1883~1964) 的模态逻辑 , 实质 蕴含怪论和严格蕴含、 相干逻辑等, 蕴含怪论和严格蕴含 、 相干逻辑等 , 卢卡 西维茨的多值逻辑等。 西维茨的多值逻辑等。
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Tianjin University
(4) 命题要么是真,要么是假。(具有模棱两可含义 的语句不能作为命题) 如:100是个很大的数。 (5) 有些语句目前不能判断其真假,但他是有真假的。 这样的语句也是命题。如: ① 木星上有生命。 ② 任一足够大偶数都能表示为两素数之和 (哥德巴赫猜想) 均是命题。
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P或者Q,记为P∨Q。称为P与Q的析取式; P、Q称为析取项。 例3. P: 今晚我看电视 Q: 今晚我看《离散数学》 P∨Q:今晚我看电视或看《离散数学》。 ∨真值表: P T T F F Q T F T F P∨Q T T T F
(3) 否定联接词——“非” P的否定命题,记为﹁P。 例4. P: 地球是圆的 ﹁ P: 地球不是圆的 其真值关系表为: P T F
F F T T
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例8. 求下列命题的真值。 (1) 如果1+2=3,则雪是黑的 (2) 如果太阳从西边出来,那么地球自转 (3) 如果太阳从东边出来,那么地球自转停止。
三、复合命题
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复合命题:经过命题连接词连接而成的命题。 运算优先级问题: 优先级: “﹁” →“∧” →“∨” →“ →” →“ ”
一、命题的基本概念
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(3) 悖论不是命题。 如: ①我正在撒谎。 ②村里有名理发师,他约定:“每个人只 给不给自己刮胡子的人刮胡子。” ③鸡蛋悖论 ④柏拉图与苏格拉底悖论 柏拉图:“苏格拉底老师下面的话是假话。” 苏格拉底:“柏拉图上面的话是对的。”
一、命题的基本概念
1.3 重言式
考虑
P
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P Q P
Q P→Q
的真值表
﹁(P
→Q)
F T F F

P
Q P
T T F F
T F T F
T F T T
T T T T
定义1. 命题公式若对其所有指派的真值均为T,称 为永真式或重言式。相反,命题公式若对其所有指 派的真值均为F,称为永假式或矛盾。 定义2. 一个命题公式如果至少存在一个指派,使其 取值为F,则称为非永真式。如果至少存在一个指 派,使其取值为T,则称为可满足的。
1.1 命题 1.2 命题公式 1.3 重言式 1.4 命题演算基本公式 1.5 命题演算的基本蕴含重言式及推理规则 1.6 范式
1.4 命题演算基本等式

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P178-179
1.4 命题演算基本等式
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定义5. (对偶公式)设有公式A,若它仅用联接词 ﹁、∨、∧,把A种的∨、∧、T、F分别换成∧、 ∨、 F 、 T,得到公式A*,称为A的对偶公式。 定理1. 设有等式A=B,则必有A*=B*。 (此处A、B仅有联接词﹁、∨和∧) 如 狄摩根定律: P Q P Q
则语句为 P R Q R
R P R Q
R P Q
1.4 命题演算基本等式
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例4. 化简程序:如有下面一段PASCAL程序: IF A THEN IF B THEN X ELSE Y ELSE IF B THEN X ELSE Y;
1.2 命题公式
例11. 已知P、Q、R是命题,则
PQ R PQ
P、Q 是命题
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是命题公式
P、Q 是命题公式
P∧Q是命题公式 R是命题公式 P、Q 是命题 P、Q 是命题公式


P Q R是命题公式 P∨Q是命题公式
PQ R PQ
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定义3. P、Q为两个公式,若 P Q 为重言式, 则称其为等价重言式,也可称为P、Q相等。 记为 P Q 或 P Q。 定义4. P、Q为两个公式,若P→Q为重言式, 则称为蕴含重言式,记为 P Q 。
§1 命题演算
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Q P Q P Q


P
即:我去了但他没来。
1.4 命题演算基本等式
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例3. 试证语句“不会休息的人不会工作,没有 丰富知识的人也不会工作” “工作好的人一定 会休息,并且具有丰富的知识”。 解:P: 某人会休息 R: 某人工作的好 Q:某人有丰富的知识
P Q P∧Q
﹁(P∧Q) ﹁P ﹁Q ﹁P ∧ ﹁Q
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P Q P Q
T T F F
T F T F
T F F
F
F T T T
F F T T
F T
F T
F F F T
T F
F T
§1 命题演算
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1.1 命题 1.2 命题公式 1.3 重言式 1.4 命题演算基本公式 1.5 命题演算的基本蕴含重言式及推理规则 1.6 范式
A P A P
第六章 数理逻辑
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数理逻辑: 用数学的方法来研究形式逻辑。所谓数 学的方法,主要是指引进一套符号体系 的方法。故又称为符号逻辑。
§1 命题演算
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1.1 命题 1.2 命题公式 1.3 重言式 1.4 命题演算基本公式 1.5 命题演算的基本蕴含重言式及推理规则 1.6 范式
﹁P
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F T
(4) 蕴含联结词
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P蕴含Q,记为P→Q。可理解为“如果P,则 Q”。其中P称为蕴含前件,Q称为蕴含后件。 例5: P: 下雨了 Q: 地湿了 P → Q:如果下雨了,则地湿了。 其真值关系表为: P T T F F Q T F F T P→Q T F T T
Q: 李白是唐代著名的诗人
P Q : 爱因斯坦是个伟大的科学家当且
仅当李白是唐代著名的诗人。
(5) 等价联接词 其真值关系为: 等价表达式: 充分必要、 只有……才 能…… P T F T F Q F T T F
P Q
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NOTE: 命题联接词是命题间的联接词,而不是名词或 形容词之间的联接词。 如:P:“王兰和王英是姐妹”中的“和”不是命 题联接词,故P也不是一个复合语句。
﹁(P∨Q)
﹁R

P∨Q R
§1 命题演算
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1.1 命题 1.2 命题公式 1.3 重言式 1.4 命题演算基本公式 1.5 命题演算的基本蕴含重言式及推理规则 1.6 范式
1.2 命题公式
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定义3. 一个任意的未指定真值的命题,称为命题变 元。(一般也简称为命题) 定义4. 经有限步使用,下面法则所得到的公式称为 命题公式。 1. 命题变元是命题公式 2. 若P和Q是命题公式,则﹁P、P∧Q、P∨Q、 P→Q、 P Q是命题公式。
1.3 重言式
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例1. (1)P∨﹁P 是永真式 (2)P∧﹁P 是永假式 P P 是永真式, P 为矛盾 (3) P (4) P Q R 不是永真式,也不是永假式,是可满 足的。
1.3 重言式
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一、命题的基本概念
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例1: 判断下列语句哪些是命题。 (1) 《红楼梦》的作者是曹雪芹。 (2) 1+1=10 (是否正确与“数制”有关) (3) 我喜欢听你唱歌。 (4) 你喜欢“蓝色的多瑙河”吗? (5) x+y>=3 (x和y是任意数)
解:(1)、(2)、(3)是命题。(4)、(5)不是。
P Q P Q
又如: 吸收律: P P Q P
P P Q P
1.4 命题演算基本等式
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例2.化简下面语句: 情况并非如此:如果他不来,那么我也不去。 解: P:他来, Q:我去




P Q
二、命题联接词
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(1) 合取联接词——“并且”。 P并且Q,记为P∧Q,称为P与Q的合取式; P、Q称为合取项。 例2. P: 4是偶数 Q: 2是奇数 P∧Q:4是偶数且2是奇数。 ∧真值表: P Q P∧Q
T T F F
T F T F
T F F F
(2) 析取联接词——“或者”
1.4 命题演算基本等式
解:原程序用公式可表示为:
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A B X B Y A B X B Y

P B X B Y
则上式可写为:
A P A P
是命题公式
1.2 命题公式
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例12. P→∧Q不是公式。 定义5. 命题变元一组确定的值称为公式的一 个指派。所有的指派构成的公式的真值组 合称为公式真值表。 问题:一个由n个命题变元构成的公式共 有种多少指派? 答案:2n
1.2 命题公式
例13. 构造下列命题的真值表 P Q P Q 解:
对于(5),不能确定真假(∵x、y代入不 同的值,会得不同的真假值,当x、y为复数时, 比较关系根本不存在!)
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