2015离散数学命题及联结词解析
离散数学第一章命题逻辑知识点总结

数理逻辑部分第1章命题逻辑命题符号化及联结词命题: 判断结果惟一的陈述句命题的真值: 判断的结果真值的取值: 真与假真命题: 真值为真的命题假命题: 真值为假的命题注意: 感叹句、祈使句、疑问句都不是命题,陈述句中的悖论以及判断结果不惟一确定的也不是命题。
简单命题(原子命题):简单陈述句构成的命题复合命题:由简单命题与联结词按一定规则复合而成的命题简单命题符号化用小写英文字母p, q, r, … ,p i,q i,r i (i≥1)表示简单命题用“1”表示真,用“0”表示假例如,令p:是有理数,则p 的真值为 0q:2 + 5 = 7,则q 的真值为 1联结词与复合命题1.否定式与否定联结词“”定义设p为命题,复合命题“非p”(或“p的否定”)称为p的否定式,记作p. 符号称作否定联结词,并规定p为真当且仅当p为假.2.合取式与合取联结词“∧”定义设p,q为二命题,复合命题“p并且q”(或“p与q”)称为p与q 的合取式,记作p∧q. ∧称作合取联结词,并规定 p∧q为真当且仅当p 与q同时为真注意:描述合取式的灵活性与多样性分清简单命题与复合命题例将下列命题符号化.(1) 王晓既用功又聪明.(2) 王晓不仅聪明,而且用功.(3) 王晓虽然聪明,但不用功.(4) 张辉与王丽都是三好生.(5) 张辉与王丽是同学.解令p:王晓用功,q:王晓聪明,则(1) p∧q(2) p∧q(3) p∧q.令r : 张辉是三好学生,s :王丽是三好学生(4) r∧s.(5) 令t : 张辉与王丽是同学,t 是简单命题 .说明:(1)~(4)说明描述合取式的灵活性与多样性.(5) 中“与”联结的是两个名词,整个句子是一个简单命题.3.析取式与析取联结词“∨”定义设p,q为二命题,复合命题“p或q”称作p与q的析取式,记作p∨q. ∨称作析取联结词,并规定p∨q为假当且仅当p与q同时为假.例将下列命题符号化(1) 2或4是素数.(2) 2或3是素数.(3) 4或6是素数.(4) 小元元只能拿一个苹果或一个梨.(5) 王晓红生于1975年或1976年.解令p:2是素数, q:3是素数, r:4是素数, s:6是素数,则 (1), (2), (3) 均为相容或.分别符号化为: p∨r , p∨q, r∨s,它们的真值分别为 1, 1, 0.而 (4), (5) 为排斥或.令t :小元元拿一个苹果,u:小元元拿一个梨,则 (4) 符号化为 (t∧u) ∨(t∧u).令v :王晓红生于1975年,w:王晓红生于1976年,则 (5) 既可符号化为 (v∧w)∨(v∧w), 又可符号化为v∨w , 为什么?4.蕴涵式与蕴涵联结词“”定义设p,q为二命题,复合命题“如果p,则q” 称作p与q的蕴涵式,记作p q,并称p是蕴涵式的前件,q为蕴涵式的后件. 称作蕴涵联结词,并规定,p q为假当且仅当p 为真q 为假.p q 的逻辑关系:q 为p 的必要条件“如果p,则q ” 的不同表述法很多:若p,就q只要p,就qp 仅当q只有q 才p除非q, 才p 或除非q, 否则非p.当p 为假时,p q 为真常出现的错误:不分充分与必要条件5.等价式与等价联结词“”定义设p,q为二命题,复合命题“p当且仅当q”称作p与q的等价式,记作p q. 称作等价联结词.并规定p q为真当且仅当p与q同时为真或同时为假.说明:(1) p q 的逻辑关系:p与q互为充分必要条件(2) p q为真当且仅当p与q同真或同假联结词优先级:( ),, , , ,同级按从左到右的顺序进行以上给出了5个联结词:, , , , ,组成一个联结词集合{, , , , },联结词的优先顺序为:, , , , ; 如果出现的联结词同级,又无括号时,则按从左到右的顺序运算; 若遇有括号时,应该先进行括号中的运算.注意: 本书中使用的括号全为园括号.命题常项命题变项命题公式及分类命题变项与合式公式命题常项:简单命题命题变项:真值不确定的陈述句定义合式公式 (命题公式, 公式) 递归定义如下:(1) 单个命题常项或变项p,q,r,…,p i ,q i ,r i ,…,0,1是合式公式(2) 若A是合式公式,则 (A)也是合式公式(3) 若A, B是合式公式,则(A B), (A B), (A B), (A B)也是合式公式(4) 只有有限次地应用(1)~(3)形成的符号串才是合式公式说明: 元语言与对象语言, 外层括号可以省去合式公式的层次定义(1) 若公式A是单个的命题变项, 则称A为0层公式.(2) 称A是n+1(n≥0)层公式是指下面情况之一:(a) A=B, B是n层公式;(b) A=B C, 其中B,C分别为i层和j层公式,且n=max(i, j);(c) A=B C, 其中B,C的层次及n同(b);(d) A=B C, 其中B,C的层次及n同(b);(e) A=B C, 其中B,C的层次及n同(b).例如公式p 0层p 1层p q 2层(p q)r 3层((p q) r)(r s) 4层公式的赋值定义给公式A中的命题变项p1, p2, … , p n指定一组真值称为对A的一个赋值或解释成真赋值: 使公式为真的赋值成假赋值: 使公式为假的赋值说明:赋值=12…n之间不加标点符号,i=0或1.A中仅出现p1, p2, …, p n,给A赋值12…n是指p1=1, p2=2, …, p n=nA中仅出现p,q, r, …, 给A赋值123…是指p=1,q=2 , r= 3 …含n个变项的公式有2n个赋值.真值表真值表: 公式A在所有赋值下的取值情况列成的表例给出公式的真值表A= (q p) q p的真值表例 B = (p q) q的真值表例C= (p q) r的真值表命题的分类重言式矛盾式可满足式定义设A为一个命题公式(1) 若A无成假赋值,则称A为重言式(也称永真式)(2) 若A无成真赋值,则称A为矛盾式(也称永假式)(3) 若A不是矛盾式,则称A为可满足式注意:重言式是可满足式,但反之不真.上例中A为重言式,B为矛盾式,C为可满足式A= (q p)q p,B =(p q)q,C= (p q)r等值演算等值式定义若等价式A B是重言式,则称A与B等值,记作A B,并称A B是等值式说明:定义中,A,B,均为元语言符号, A或B中可能有哑元出现.例如,在 (p q) ((p q) (r r))中,r为左边公式的哑元.用真值表可验证两个公式是否等值请验证:p(q r) (p q) rp(q r) (p q) r基本等值式双重否定律 : A A等幂律:A A A, A A A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)德·摩根律: (A B)A B(A B)A B吸收律: A(A B)A, A(A B)A零律: A11, A00同一律: A0A, A1A排中律: A A1矛盾律: A A0等值演算:由已知的等值式推演出新的等值式的过程置换规则:若A B, 则(B)(A)等值演算的基础:(1) 等值关系的性质:自反、对称、传递(2) 基本的等值式(3) 置换规则应用举例——证明两个公式等值例1 证明p(q r) (p q)r证p(q r)p(q r) (蕴涵等值式,置换规则)(p q)r(结合律,置换规则)(p q)r(德摩根律,置换规则)(p q) r(蕴涵等值式,置换规则)说明:也可以从右边开始演算(请做一遍)因为每一步都用置换规则,故可不写出熟练后,基本等值式也可以不写出应用举例——证明两个公式不等值例2 证明: p(q r) (p q) r用等值演算不能直接证明两个公式不等值,证明两个公式不等值的基本思想是找到一个赋值使一个成真,另一个成假.方法一真值表法(自己证)方法二观察赋值法. 容易看出000, 010等是左边的的成真赋值,是右边的成假赋值.方法三用等值演算先化简两个公式,再观察.应用举例——判断公式类型例3 用等值演算法判断下列公式的类型(1) q(p q)解q(p q)q(p q) (蕴涵等值式)q(p q) (德摩根律)p(q q) (交换律,结合律)p0 (矛盾律)0 (零律)由最后一步可知,该式为矛盾式.(2) (p q)(q p)解 (p q)(q p)(p q)(q p) (蕴涵等值式)(p q)(p q) (交换律)1由最后一步可知,该式为重言式.问:最后一步为什么等值于1?(3) ((p q)(p q))r)解 ((p q)(p q))r)(p(q q))r(分配律)p1r(排中律)p r(同一律)这不是矛盾式,也不是重言式,而是非重言式的可满足式.如101是它的成真赋值,000是它的成假赋值.总结:A为矛盾式当且仅当A0A为重言式当且仅当A1说明:演算步骤不惟一,应尽量使演算短些对偶与范式对偶式与对偶原理定义在仅含有联结词, ∧,∨的命题公式A中,将∨换成∧, ∧换成∨,若A中含有0或1,就将0换成1,1换成0,所得命题公式称为A的对偶式,记为A*.从定义不难看出,(A*)* 还原成A定理设A和A*互为对偶式,p1,p2,…,p n是出现在A和A*中的全部命题变项,将A和A*写成n元函数形式,则 (1) A(p1,p2,…,p n) A* (p1, p2,…, p n) (2) A(p1, p2,…, p n) A* (p1,p2,…,p n) 定理(对偶原理)设A,B为两个命题公式,若A B,则A* B*.析取范式与合取范式文字:命题变项及其否定的总称简单析取式:有限个文字构成的析取式如p, q, p q, p q r, …简单合取式:有限个文字构成的合取式如p, q, p q, p q r, …析取范式:由有限个简单合取式组成的析取式A 1A2Ar, 其中A1,A2,,A r是简单合取式合取范式:由有限个简单析取式组成的合取式A 1A2Ar, 其中A1,A2,,A r是简单析取式范式:析取范式与合取范式的总称公式A的析取范式: 与A等值的析取范式公式A的合取范式: 与A等值的合取范式说明:单个文字既是简单析取式,又是简单合取式p q r, p q r既是析取范式,又是合取范式(为什么?)命题公式的范式定理任何命题公式都存在着与之等值的析取范式与合取范式.求公式A的范式的步骤:(1) 消去A中的, (若存在)(2) 否定联结词的内移或消去(3) 使用分配律对分配(析取范式)对分配(合取范式)公式的范式存在,但不惟一求公式的范式举例例求下列公式的析取范式与合取范式(1) A=(p q)r解 (p q)r(p q)r(消去)p q r(结合律)这既是A的析取范式(由3个简单合取式组成的析取式),又是A的合取范式(由一个简单析取式组成的合取式)(2) B=(p q)r解 (p q)r(p q)r(消去第一个)(p q)r(消去第二个)(p q)r(否定号内移——德摩根律)这一步已为析取范式(两个简单合取式构成)继续: (p q)r(p r)(q r) (对分配律)这一步得到合取范式(由两个简单析取式构成)极小项与极大项定义在含有n个命题变项的简单合取式(简单析取式)中,若每个命题变项均以文字的形式在其中出现且仅出现一次,而且第i(1i n)个文字出现在左起第i位上,称这样的简单合取式(简单析取式)为极小项(极大项).说明:n个命题变项产生2n个极小项和2n个极大项2n个极小项(极大项)均互不等值用m i表示第i个极小项,其中i是该极小项成真赋值的十进制表示. 用M i 表示第i个极大项,其中i是该极大项成假赋值的十进制表示, m i(M i)称为极小项(极大项)的名称.m与M i的关系: m i M i , M i m ii主析取范式与主合取范式主析取范式: 由极小项构成的析取范式主合取范式: 由极大项构成的合取范式例如,n=3, 命题变项为p, q, r时,(p q r)(p q r) m1m3是主析取范式(p q r)(p q r) M1M5 是主合取范式A的主析取范式: 与A等值的主析取范式A的主合取范式: 与A等值的主合取范式.定理任何命题公式都存在着与之等值的主析取范式和主合取范式, 并且是惟一的.用等值演算法求公式的主范式的步骤:(1) 先求析取范式(合取范式)(2) 将不是极小项(极大项)的简单合取式(简单析取式)化成与之等值的若干个极小项的析取(极大项的合取),需要利用同一律(零律)、排中律(矛盾律)、分配律、幂等律等.(3) 极小项(极大项)用名称m i(M i)表示,并按角标从小到大顺序排序.求公式的主范式例求公式A=(p q)r的主析取范式与主合取范式.(1) 求主析取范式(p q)r(p q)r , (析取范式)①(p q)(p q)(r r)(p q r)(p q r)m 6m7,r(p p)(q q)r(p q r)(p q r)(p q r)(p q r)m 1m3m5m7③②, ③代入①并排序,得(p q)r m1m3m5m6m7(主析取范式)(2) 求A的主合取范式(p q)r(p r)(q r) , (合取范式)①p rp(q q)r(p q r)(p q r)M 0M2,②q r(p p)q r(p q r)(p q r)M 0M4③②, ③代入①并排序,得(p q)r M0M2M4 (主合取范式)主范式的用途——与真值表相同(1) 求公式的成真赋值和成假赋值例如 (p q)r m1m3m5m6m7,其成真赋值为001, 011, 101, 110, 111,其余的赋值 000, 010, 100为成假赋值.类似地,由主合取范式也可立即求出成假赋值和成真赋值.(2) 判断公式的类型设A含n个命题变项,则A为重言式A的主析取范式含2n个极小项A的主合取范式为1.A为矛盾式A的主析取范式为0A的主合取范式含2n个极大项A为非重言式的可满足式A的主析取范式中至少含一个且不含全部极小项A的主合取范式中至少含一个且不含全部极大项例某公司要从赵、钱、孙、李、周五名新毕业的大学生中选派一些人出国学习. 选派必须满足以下条件:(1)若赵去,钱也去;(2)李、周两人中至少有一人去;(3)钱、孙两人中有一人去且仅去一人;(4)孙、李两人同去或同不去;(5)若周去,则赵、钱也去.试用主析取范式法分析该公司如何选派他们出国?解此类问题的步骤为:①将简单命题符号化②写出各复合命题③写出由②中复合命题组成的合取式④求③中所得公式的主析取范式解①设p:派赵去,q:派钱去,r:派孙去,s:派李去,u:派周去.② (1) (p q)(2) (s u)(3) ((q r)(q r))(4) ((r s)(r s))(5) (u(p q))③ (1) ~ (5)构成的合取式为A=(p q)(s u)((q r)(q r))((r s)(r s))(u(p q))④ A (p q r s u)(p q r s u)结论:由④可知,A的成真赋值为00110与11001,因而派孙、李去(赵、钱、周不去)或派赵、钱、周去(孙、李不去).A的演算过程如下:A (p q)((q r)(q r))(s u)(u(p q)) ((r s)(r s)) (交换律) B1= (p q)((q r)(q r))((p q r)(p q r)(q r)) (分配律)B2= (s u)(u(p q))((s u)(p q s)(p q u)) (分配律)B 1B2(p q r s u)(p q r s u) (q r s u)(p q r s)(p q r u)再令B3 = ((r s)(r s))得A B1B2B3(p q r s u)(p q r s u)注意:在以上演算中多次用矛盾律要求:自己演算一遍推理理论推理的形式结构推理的形式结构—问题的引入推理举例:(1) 正项级数收敛当且仅当部分和有上界.(2) 若推理: 从前提出发推出结论的思维过程上面(1)是正确的推理,而(2)是错误的推理.证明: 描述推理正确的过程.判断推理是否正确的方法•真值表法•等值演算法判断推理是否正确•主析取范式法•构造证明法证明推理正确说明: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“” . 而在构造证明时,采用“前提: , 结论: B”.推理定律与推理规则推理定律——重言蕴涵式构造证明——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:我备课推理的形式结构为例构造下面推理的证明:2是素数或合数. 若2是素数,则是无理数.若是无理数,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解设p:2是素数,q:2是合数,r:是无理数,s:4是素数推理的形式结构前提:p∨q, p r, r s结论:s q证明① s附加前提引入②p r前提引入③r s前提引入④p s②③假言三段论⑤p①④拒取式⑥p∨q前提引入⑦q⑤⑥析取三段论请用直接证明法证明之。
离散数学(1.2逻辑联接词)资料
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P
┐P
F
T
T
F
4
第一章 命题逻辑(Propositional Logic) 1.2逻辑
联结词(Logical Connectives)
例1. P: 天津是一个城市. Q: 3是偶数.
于是: ┐P: 天津不是一个城市. ┐Q: 3不是偶数.
例2. P:苏州处处清洁. Q:这些都是男同学. ┐P:苏州不处处清洁 (注意,不是处处不清洁). ┐Q:这些不都是男同学.
联结词“ ”的定义真值表
P
Q
PQ
F
F
T
F
T
F
T
F
F
T
T
T
18
第一章 命题逻辑(Propositional Logic) 1.2逻辑
联结词(Logical Connectives)
注:(1)P仅当Q 可译为P→Q P当Q 可译为Q→P P当且仅当Q 译为P Q
(2)“ ”属于二元(binary)运算符。 (3) 双条件命题P Q所表达的逻辑关系是, P与Q互
(5)如果 2+2=4, 则太阳从东方升起。 (P →Q, T)
P
Q
如果 2+2=4, 则太阳从西方升起。 (P →R, F)
R
如果 2+2 4, 则太阳从东方升起。 (┐P →Q , T) 如果 2+2 4, 则太阳从西方升起。 (┐P →R, T)
注意: (1)与自然语言的不同:前件与后件可以没有任何内在联系! (2) 在数学中,“若P则Q”往往表示前件P为真,则后件Q为真的
(2) ”“ 属于二元(binary)运算符。
例5. 将下列命题符号化。 (1)天不下雨,则草木枯黄。 P:天下雨。 Q:草木枯黄。 则原命题可表示为: ┐P→Q。
离散数学王元元习题解答
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1命题演算及其形式系统1.1 命题与联结词内容提要1.1.1 命题我们把对确定的对象作出判断的陈述句称作命题(propositions),当判断正确或符合客观实际时,称该命题真(true),否则称该命题假(false)。
“真、假”常被称为命题的真值。
自然语言中“并非、或者、并且、如果…,那么…、当且仅当” 这样的联结词称为逻辑联结词(logical connectives)。
通常把不含有逻辑联结词的命题称为原子命题或原子(atoms),而把由原子命题和逻辑联结词共同组成的命题称为复合命题(compositive propositions)。
1.1.2 联结词否定词(negation)“并非”(not),用符号┐表示。
设p表示一命题,那么┐p表示命题p的否定。
p真时┐p假,而p假时┐p真。
┐p读作“并非p”或“非p”。
合取词(conjunction)“并且”(and),用符号∧表示。
设p,q表示两命题,那么p∧q表示合取p和q所得的命题,即p和q同时为真时p∧q真,否则p∧q为假。
p∧q读作“p并且q”或“p且q”。
析取词(disjunction)“或”(or)用符号∨表示。
设p,q表示两命题,那么p∨q表示p和q的析取,即当p和q有一为真时,p∨q为真,只有当p和q均假时p∨q为假。
p∨q读作“p或者q”、“p或q”。
蕴涵词(implication)“如果……,那么……”(if…then…),用符号→表示。
设p,q表示两命题,那么p→q表示命题“如果p,那么q”。
当p真而q假时,命题p→q为假,否则均认为p→q为真。
p→q中的p称为蕴涵前件,q称为蕴涵后件。
p→q的读法较多,可读作“如果p则q”,“p蕴涵q”,“p 是q的充分条件”,“q是p的必要条件”,“q当p”,“p仅当q”等等。
数学中还常把q→p,┐p→┐q,┐q→┐p分别叫做p→q的逆命题,否命题,逆否命题。
双向蕴涵词(two-way implication)“当且仅当”(if and only if),用符号↔表示之。
离散数学第一章命题逻辑知识点总结
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离散数学第一章命题逻辑知识点总结-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN数理逻辑部分第1章命题逻辑1.1 命题符号化及联结词命题: 判断结果惟一的陈述句命题的真值: 判断的结果真值的取值: 真与假真命题: 真值为真的命题假命题: 真值为假的命题注意: 感叹句、祈使句、疑问句都不是命题,陈述句中的悖论以及判断结果不惟一确定的也不是命题。
简单命题(原子命题):简单陈述句构成的命题复合命题:由简单命题与联结词按一定规则复合而成的命题简单命题符号化用小写英文字母p, q, r, … ,p i,q i,r i (i≥1)表示简单命题用“1”表示真,用“0”表示假例如,令p:是有理数,则p 的真值为 0q:2 + 5 = 7,则q 的真值为 1联结词与复合命题1.否定式与否定联结词“⌝”定义设p为命题,复合命题“非p”(或“p的否定”)称为p的否定式,记作⌝p. 符号⌝称作否定联结词,并规定⌝p为真当且仅当p为假.2.合取式与合取联结词“∧”定义设p,q为二命题,复合命题“p并且q”(或“p与q”)称为p与q的合取式,记作p∧q. ∧称作合取联结词,并规定 p∧q为真当且仅当p与q同时为真注意:描述合取式的灵活性与多样性分清简单命题与复合命题例将下列命题符号化.(1) 王晓既用功又聪明.(2) 王晓不仅聪明,而且用功.(3) 王晓虽然聪明,但不用功.(4) 张辉与王丽都是三好生.(5) 张辉与王丽是同学.解令p:王晓用功,q:王晓聪明,则(1) p∧q(2) p∧q(3) p∧⌝q.令r : 张辉是三好学生,s :王丽是三好学生(4) r∧s.(5) 令t : 张辉与王丽是同学,t 是简单命题 .说明:(1)~(4)说明描述合取式的灵活性与多样性.(5) 中“与”联结的是两个名词,整个句子是一个简单命题.3.析取式与析取联结词“∨”定义设p,q为二命题,复合命题“p或q”称作p与q的析取式,记作p∨q. ∨称作析取联结词,并规定p∨q为假当且仅当p与q同时为假. 例将下列命题符号化(1) 2或4是素数.(2) 2或3是素数.(3) 4或6是素数.(4) 小元元只能拿一个苹果或一个梨.(5) 王晓红生于1975年或1976年.解令p:2是素数, q:3是素数, r:4是素数, s:6是素数,则 (1), (2), (3) 均为相容或.分别符号化为: p∨r , p∨q, r∨s,它们的真值分别为 1, 1, 0.而 (4), (5) 为排斥或.令t :小元元拿一个苹果,u:小元元拿一个梨,则 (4) 符号化为 (t∧⌝u) ∨(⌝t∧u).令v :王晓红生于1975年,w:王晓红生于1976年,则 (5) 既可符号化为 (v∧⌝w)∨(⌝v∧w), 又可符号化为v∨w , 为什么4.蕴涵式与蕴涵联结词“→”定义设p,q为二命题,复合命题“如果p,则q” 称作p与q的蕴涵式,记作p→q,并称p是蕴涵式的前件,q为蕴涵式的后件. →称作蕴涵联结词,并规定,p→q为假当且仅当p 为真q 为假.p→q 的逻辑关系:q 为p 的必要条件“如果p,则q ” 的不同表述法很多:若p,就q只要p,就qp 仅当q只有q 才p除非q, 才p 或除非q, 否则非p.当p 为假时,p→q 为真常出现的错误:不分充分与必要条件5.等价式与等价联结词“↔”定义设p,q为二命题,复合命题“p当且仅当q”称作p与q的等价式,记作p↔q. ↔称作等价联结词.并规定p↔q为真当且仅当p与q同时为真或同时为假.说明:(1) p↔q 的逻辑关系:p与q互为充分必要条件(2) p↔q为真当且仅当p与q同真或同假联结词优先级:( ),⌝, ∧, ∨, →, ↔同级按从左到右的顺序进行以上给出了5个联结词:⌝, ∧, ∨, →, ↔,组成一个联结词集合{⌝, ∧, ∨, →, ↔},联结词的优先顺序为:⌝, ∧, ∨, →, ↔; 如果出现的联结词同级,又无括号时,则按从左到右的顺序运算; 若遇有括号时,应该先进行括号中的运算.注意: 本书中使用的括号全为园括号.⏹命题常项⏹命题变项1.2 命题公式及分类▪命题变项与合式公式▪命题常项:简单命题▪命题变项:真值不确定的陈述句▪定义合式公式 (命题公式, 公式) 递归定义如下:▪(1) 单个命题常项或变项p,q,r,…,p i ,q i ,r i ,…,0,1▪是合式公式▪(2) 若A是合式公式,则 (⌝A)也是合式公式▪(3) 若A, B是合式公式,则(A∧B), (A∨B), (A→B), (A↔B)也是合式公式▪(4) 只有有限次地应用(1)~(3)形成的符号串才是合式公式▪说明: 元语言与对象语言, 外层括号可以省去合式公式的层次定义(1) 若公式A是单个的命题变项, 则称A为0层公式.(2) 称A是n+1(n≥0)层公式是指下面情况之一:(a) A=⌝B, B是n层公式;(b) A=B∧C, 其中B,C分别为i层和j层公式,且n=max(i, j);(c) A=B∨C, 其中B,C的层次及n同(b);(d) A=B→C, 其中B,C的层次及n同(b);(e) A=B↔C, 其中B,C的层次及n同(b).例如公式p 0层⌝p 1层⌝p→q 2层⌝(p→q)↔r 3层((⌝p∧q) →r)↔(⌝r∨s) 4层▪公式的赋值▪定义给公式A中的命题变项p1, p2, … , p n指定▪一组真值称为对A的一个赋值或解释▪成真赋值: 使公式为真的赋值▪成假赋值: 使公式为假的赋值▪说明:▪赋值α=α1α2…αn之间不加标点符号,αi=0或1.▪A中仅出现p1, p2, …, p n,给A赋值α1α2…αn是▪指p1=α1, p2=α2, …, p n=αn▪A中仅出现p,q, r, …, 给A赋值α1α2α3…是指▪p=α1,q=α2 , r=α3 …▪含n个变项的公式有2n个赋值.▪真值表真值表: 公式A在所有赋值下的取值情况列成的表例给出公式的真值表A= (q→p) ∧q→p的真值表例 B = ⌝ (⌝p∨q) ∧q的真值表例C= (p∨q) →⌝r的真值表命题的分类重言式矛盾式可满足式定义设A为一个命题公式(1) 若A无成假赋值,则称A为重言式(也称永真式)(2) 若A无成真赋值,则称A为矛盾式(也称永假式)(3) 若A不是矛盾式,则称A为可满足式注意:重言式是可满足式,但反之不真.上例中A为重言式,B为矛盾式,C为可满足式A= (q→p)∧q→p,B =⌝(⌝p∨q)∧q,C= (p∨q)→⌝r1.3 等值演算⏹等值式定义若等价式A↔B是重言式,则称A与B等值,记作A⇔B,并称A⇔B是等值式说明:定义中,A,B,⇔均为元语言符号, A或B中可能有哑元出现.例如,在 (p→q) ⇔ ((⌝p∨q)∨ (⌝r∧r))中,r为左边公式的哑元.用真值表可验证两个公式是否等值请验证:p→(q→r) ⇔ (p∧q) →rp→(q→r) (p→q) →r⏹基本等值式双重否定律 : ⌝⌝A⇔A等幂律:A∨A⇔A, A∧A⇔A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) 德·摩根律: ⌝(A∨B)⇔⌝A∧⌝B⌝(A∧B)⇔⌝A∨⌝B吸收律: A∨(A∧B)⇔A, A∧(A∨B)⇔A零律: A∨1⇔1, A∧0⇔0同一律: A∨0⇔A, A∧1⇔A排中律: A∨⌝A⇔1矛盾律: A∧⌝A⇔0等值演算:由已知的等值式推演出新的等值式的过程置换规则:若A⇔B, 则Φ(B)⇔Φ(A)等值演算的基础:(1) 等值关系的性质:自反、对称、传递(2) 基本的等值式(3) 置换规则应用举例——证明两个公式等值例1 证明p→(q→r) ⇔ (p∧q)→r证p→(q→r)⇔⌝p∨(⌝q∨r) (蕴涵等值式,置换规则)⇔(⌝p∨⌝q)∨r(结合律,置换规则)⇔⌝(p∧q)∨r(德⋅摩根律,置换规则)⇔(p∧q) →r(蕴涵等值式,置换规则)说明:也可以从右边开始演算(请做一遍)因为每一步都用置换规则,故可不写出熟练后,基本等值式也可以不写出应用举例——证明两个公式不等值例2 证明: p→(q→r) (p→q) →r用等值演算不能直接证明两个公式不等值,证明两个公式不等值的基本思想是找到一个赋值使一个成真,另一个成假.方法一真值表法(自己证)方法二观察赋值法. 容易看出000, 010等是左边的的成真赋值,是右边的成假赋值.方法三用等值演算先化简两个公式,再观察.应用举例——判断公式类型例3 用等值演算法判断下列公式的类型(1) q∧⌝(p→q)解q∧⌝(p→q)⇔q∧⌝(⌝p∨q) (蕴涵等值式)⇔q∧(p∧⌝q) (德⋅摩根律)⇔p∧(q∧⌝q) (交换律,结合律)⇔p∧0 (矛盾律)⇔ 0 (零律)由最后一步可知,该式为矛盾式.(2) (p→q)↔(⌝q→⌝p)解 (p→q)↔(⌝q→⌝p)⇔ (⌝p∨q)↔(q∨⌝p) (蕴涵等值式)⇔ (⌝p∨q)↔(⌝p∨q) (交换律)⇔ 1由最后一步可知,该式为重言式.问:最后一步为什么等值于1(3) ((p∧q)∨(p∧⌝q))∧r)解 ((p∧q)∨(p∧⌝q))∧r)⇔ (p∧(q∨⌝q))∧r(分配律)⇔p∧1∧r(排中律)⇔p∧r(同一律)这不是矛盾式,也不是重言式,而是非重言式的可满足式.如101是它的成真赋值,000是它的成假赋值.总结:A为矛盾式当且仅当A⇔0A为重言式当且仅当A⇔1说明:演算步骤不惟一,应尽量使演算短些1.5 对偶与范式对偶式与对偶原理定义在仅含有联结词⌝, ∧,∨的命题公式A中,将∨换成∧, ∧换成∨,若A中含有0或1,就将0换成1,1换成0,所得命题公式称为A的对偶式,记为A*.从定义不难看出,(A*)* 还原成A定理设A和A*互为对偶式,p1,p2,…,p n是出现在A和A*中的全部命题变项,将A和A*写成n元函数形式,则 (1) ⌝A(p1,p2,…,p n) ⇔A* (⌝p1, ⌝p2,…, ⌝p n)(2) A(⌝p1, ⌝p2,…, ⌝p n) ⇔⌝A* (p1,p2,…,p n)定理(对偶原理)设A,B为两个命题公式,若A ⇔ B,则A*⇔ B*.析取范式与合取范式文字:命题变项及其否定的总称简单析取式:有限个文字构成的析取式如p, ⌝q, p∨⌝q, p∨q∨r, …简单合取式:有限个文字构成的合取式如p, ⌝q, p∧⌝q, p∧q∧r, …析取范式:由有限个简单合取式组成的析取式A∨A2∨⋯∨A r, 其中A1,A2,⋯,A r是简单合取式1合取范式:由有限个简单析取式组成的合取式A∧A2∧⋯∧A r , 其中A1,A2,⋯,A r是简单析取式1范式:析取范式与合取范式的总称公式A的析取范式: 与A等值的析取范式公式A的合取范式: 与A等值的合取范式说明:单个文字既是简单析取式,又是简单合取式p∧⌝q∧r, ⌝p∨q∨⌝r既是析取范式,又是合取范式(为什么)命题公式的范式定理任何命题公式都存在着与之等值的析取范式与合取范式.求公式A的范式的步骤:(1) 消去A中的→, ↔(若存在)(2) 否定联结词⌝的内移或消去(3) 使用分配律∧对∨分配(析取范式)∨对∧分配(合取范式)公式的范式存在,但不惟一求公式的范式举例例求下列公式的析取范式与合取范式(1) A=(p→⌝q)∨⌝r解 (p→⌝q)∨⌝r⇔ (⌝p∨⌝q)∨⌝r(消去→)⇔⌝p∨⌝q∨⌝r(结合律)这既是A的析取范式(由3个简单合取式组成的析取式),又是A的合取范式(由一个简单析取式组成的合取式)(2) B=(p→⌝q)→r解 (p→⌝q)→r⇔ (⌝p∨⌝q)→r(消去第一个→)⇔⌝(⌝p∨⌝q)∨r(消去第二个→)⇔ (p∧q)∨r(否定号内移——德⋅摩根律)这一步已为析取范式(两个简单合取式构成)继续: (p∧q)∨r⇔ (p∨r)∧(q∨r) (∨对∧分配律)这一步得到合取范式(由两个简单析取式构成)极小项与极大项定义在含有n个命题变项的简单合取式(简单析取式)中,若每个命题变项均以文字的形式在其中出现且仅出现一次,而且第i(1≤i≤n)个文字出现在左起第i位上,称这样的简单合取式(简单析取式)为极小项(极大项).说明:n个命题变项产生2n个极小项和2n个极大项2n个极小项(极大项)均互不等值用m i表示第i个极小项,其中i是该极小项成真赋值的十进制表示. 用M表示第i个极大项,其中i是该极大项成假赋值的十进制表示, m i(M i)称i为极小项(极大项)的名称.m与M i的关系: ⌝m i ⇔M i , ⌝M i ⇔m ii主析取范式与主合取范式主析取范式: 由极小项构成的析取范式主合取范式: 由极大项构成的合取范式例如,n=3, 命题变项为p, q, r时,(⌝p∧⌝q∧r)∨(⌝p∧q∧r) ⇔m1∨m3是主析取范式(p∨q∨⌝r)∧(⌝p∨q∨⌝r) ⇔M1∧M5 是主合取范式A的主析取范式: 与A等值的主析取范式A的主合取范式: 与A等值的主合取范式.定理任何命题公式都存在着与之等值的主析取范式和主合取范式, 并且是惟一的.用等值演算法求公式的主范式的步骤:(1) 先求析取范式(合取范式)(2) 将不是极小项(极大项)的简单合取式(简单析取式)化成与之等值的若干个极小项的析取(极大项的合取),需要利用同一律(零律)、排中律(矛盾律)、分配律、幂等律等.(3) 极小项(极大项)用名称m i(M i)表示,并按角标从小到大顺序排序.求公式的主范式例求公式A=(p→⌝q)→r的主析取范式与主合取范式.(1) 求主析取范式(p→⌝q)→r⇔ (p∧q)∨r , (析取范式)①(p∧q)⇔ (p∧q)∧(⌝r∨r)⇔ (p∧q∧⌝r)∨(p∧q∧r)⇔m6∨m7 ,r⇔(⌝p∨p)∧(⌝q∨q)∧r⇔(⌝p∧⌝q∧r)∨(⌝p∧q∧r)∨(p∧⌝q∧r)∨(p∧q∧r)⇔m1∨m3∨m5∨m7 ③②, ③代入①并排序,得(p→⌝q)→r⇔m1∨m3∨m5∨m6∨m7(主析取范式)(2) 求A的主合取范式(p→⌝q)→r⇔ (p∨r)∧(q∨r) , (合取范式)①p∨r⇔p∨(q∧⌝q)∨r⇔ (p∨q∨r)∧(p∨⌝q∨r)⇔M0∧M2,②q∨r⇔ (p∧⌝p)∨q∨r⇔ (p∨q∨r)∧(⌝p∨q∨r)⇔M0∧M4 ③②, ③代入①并排序,得(p→⌝q)→r⇔M0∧M2∧M4 (主合取范式)主范式的用途——与真值表相同(1) 求公式的成真赋值和成假赋值例如 (p→⌝q)→r⇔m1∨m3∨m5∨m6∨m7,其成真赋值为001, 011, 101, 110, 111,其余的赋值 000, 010, 100为成假赋值.类似地,由主合取范式也可立即求出成假赋值和成真赋值.(2) 判断公式的类型设A含n个命题变项,则A为重言式⇔A的主析取范式含2n个极小项⇔A的主合取范式为1.A为矛盾式⇔A的主析取范式为0⇔A的主合取范式含2n个极大项A为非重言式的可满足式⇔A的主析取范式中至少含一个且不含全部极小项⇔A的主合取范式中至少含一个且不含全部极大项例某公司要从赵、钱、孙、李、周五名新毕业的大学生中选派一些人出国学习. 选派必须满足以下条件:(1)若赵去,钱也去;(2)李、周两人中至少有一人去;(3)钱、孙两人中有一人去且仅去一人;(4)孙、李两人同去或同不去;(5)若周去,则赵、钱也去.试用主析取范式法分析该公司如何选派他们出国?解此类问题的步骤为:①将简单命题符号化②写出各复合命题③写出由②中复合命题组成的合取式④求③中所得公式的主析取范式解①设p:派赵去,q:派钱去,r:派孙去,s:派李去,u:派周去.② (1) (p→q)(2) (s∨u)(3) ((q∧⌝r)∨(⌝q∧r))(4) ((r∧s)∨(⌝r∧⌝s))(5) (u→(p∧q))③ (1) ~ (5)构成的合取式为A=(p→q)∧(s∨u)∧((q∧⌝r)∨(⌝q∧r))∧((r∧s)∨(⌝r∧⌝s))∧(u→(p∧q))④ A ⇔ (⌝p∧⌝q∧r∧s∧⌝u)∨(p∧q∧⌝r∧⌝s∧u)结论:由④可知,A的成真赋值为00110与11001,因而派孙、李去(赵、钱、周不去)或派赵、钱、周去(孙、李不去).A的演算过程如下:A⇔ (⌝p∨q)∧((q∧⌝r)∨(⌝q∧r))∧(s∨u)∧(⌝u∨(p∧q))∧((r∧s)∨(⌝r∧⌝s)) (交换律) B= (⌝p∨q)∧((q∧⌝r)∨(⌝q∧r))1⇔ ((⌝p∧q∧⌝r)∨(⌝p∧⌝q∧r)∨(q∧⌝r)) (分配律)B= (s∨u)∧(⌝u∨(p∧q))2⇔ ((s∧⌝u)∨(p∧q∧s)∨(p∧q∧u)) (分配律)B∧B2 ⇔ (⌝p∧q∧⌝r∧s∧⌝u)∨(⌝p∧⌝q∧r∧s∧⌝u)1∨(q∧⌝r∧s∧⌝u)∨(p∧q∧⌝r∧s)∨(p∧q∧⌝r∧u) 再令B3 = ((r∧s)∨(⌝r∧⌝s))得A⇔B1∧B2∧B3⇔ (⌝p∧⌝q∧r∧s∧⌝u)∨(p∧q∧⌝r∧⌝s∧u) 注意:在以上演算中多次用矛盾律要求:自己演算一遍1.6 推理理论推理的形式结构推理的形式结构—问题的引入推理举例:(1) 正项级数收敛当且仅当部分和有上界.(2) 若推理: 从前提出发推出结论的思维过程上面(1)是正确的推理,而(2)是错误的推理.证明: 描述推理正确的过程.判断推理是否正确的方法•真值表法•等值演算法判断推理是否正确•主析取范式法•构造证明法证明推理正确说明: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“” . 而在构造证明时,采用“前提: , 结论: B”.推理定律与推理规则推理定律——重言蕴涵式构造证明——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:我备课推理的形式结构为例构造下面推理的证明:2是素数或合数. 若2是素数,则是无理数.若是无理数,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解设p:2是素数,q:2是合数,r:是无理数,s:4是素数推理的形式结构前提:p∨q, p→r, r→⌝s结论:s→q证明① s附加前提引入②p→r前提引入③r→⌝s前提引入④p→⌝s②③假言三段论⑤⌝p①④拒取式⑥p∨q前提引入⑦q⑤⑥析取三段论请用直接证明法证明之。
离散数学 数理逻辑__命题逻辑_(1)
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EX9:“如果张三能考90分,
那么李四也能考90分。”
P :“张三能考90分”。
Q :“李四能考90分”。
P
Q
T
T
•P→Q: “如果张三能考90分,
T
F
那么李四也能考90分。”
F
T
F
F
P→Q T F T T
17
EX10:如果你今年离散数学考100分,那么就奖励你100元。 P:你今年离散数学考100分。 Q:奖励你100元。
8
1、否定联结词
EX3:求“我们班上所有的同学都大于18岁”的否定。 P:我们班上所有的同学都大于18岁。 ① P:我们班上所有的同学不都大于18岁。 ② P:我们班上所有的同学都不大于18岁。
9
2、合取联结词
设P、Q为两个命题,复合命题“P而且Q”称为P、Q的合取式, 记为P∧Q,“∧”称为合取联结词。 P∧Q为真当且仅当P 与 Q 为同时为真。一般地“既P又Q”,“不仅P而且Q”, “虽 然P但是Q”都可以符号化的含义去理解。
11
EX5:求“今天下雪且今天下雨”的否定。 P:今天下雪。 Q:今天下雨。
P Q (P∧Q)
TT
F
TF
T
FT
T
FF
T
12
思考:将“小王和小李是夫妻俩,他们都很贪婪。” 符号化。 令p:小王和小李是夫妻俩; q:小王很贪婪; r:小李很贪婪; 则可符号化为: p∧q∧r 。
5
4、联结词和复合命题
➢ 联结词: 通常“并非”, “并且”, “或”,“如果…那 么…”,“只要…就…”, “当且仅当”等词称为联结词。
在命题逻辑中主要研究由简单命题用联结词连接而成的 命题称为复合命题;相对地,不能分解为更简单命题的 命题称为简单命题。(命题的分类) 注:简单命题和复合命题的划分具有相对性。 复合命题的真假完全由构成它的简单命题的真假所决定。
离散数学知识点总结
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注意/技巧:析取符号为V,大写字母Vx + y = 3不是命题前件为假时,命题恒为真运用吸收律命题符号化过程中要注意命题间的逻辑关系,认真分析命题联结词所对应的自然语言中的联结词,不能只凭字面翻译。
也就是说,在不改变原意的基础上,按照最简单的方式翻译通用的方法:真值表法VxP(x)蕴含存在xP(x)利用维恩图解题证明两个集合相等:证明这两个集合互为子集常用的证明方法:任取待证集合中的元素<,>构造相应的图论模型第一章命题逻辑命题和联结词命题的条件:表达判断的陈述句、具有确定的真假值。
选择题中的送分题原子命题也叫简单命题,与复合命题相对简单联结词的真值表要记住非(简单)合取(当且仅当P,Q都为真时,命题为真)析取(当且仅当P,Q都为假时,命题为假),P,Q可以同时成立,是可兼的或条件(→)(当且仅当P为真,Q为假时,命题为假)P是前件,Q是后件只要P,就Q等价于P→Q只有P,才Q等价于非P→非Q,也就是Q→PP→Q特殊的表达形式:P仅当Q、Q每当P双条件(↔)(当且仅当P与Q具有相同的真假值时,命题为真,与异或相反)命题公式优先级由高到低:非、合取和析取、条件和双条件括号省略条件:①不改变先后次序的括号可省去②最外层的括号可省去重言式(永真式)、矛盾式(永假式)、偶然式可满足式:包括重言式和偶然式逻辑等价和蕴含(逻辑)等价:这是两个命题公式之间的关系,写作“⇔”,要与作为联结词的↔区分开来。
如果命题公式A为重言式,那么A⇔T常见的命题等价公式:需要背过被标出的,尽量去理解。
关键是掌握公式是将哪个符号转换为了哪个符号,这对于解证明题有很大的帮助!验证两个命题公式是否等价:当命题变元较少时,用真值表法。
当命题变元较多时,用等价变换的方法,如代入规则、替换规则和传递规则定理:设A、B是命题公式,当且仅当A↔B是一个重言式时,有A和B逻辑等价。
蕴含:若A→B是一个重言式,就称作A蕴含B,记作A⇒B常见的蕴含公式的运用方法同上面的命题等价公式证明A⇒B:①肯定前件,推出后件为真②否定后件,推出前件为假当且仅当A⇒B且B⇒A时,A⇔B,也就是说,要证明两个命题公式等价,可以证明它们相互蕴含联结词的完备集新的联结词:条件否定、异或(不可兼或)、或非(析取的否定)、与非(合取的否定)任意命题公式都可由仅含{非,析取}或{非,合取}的命题公式来等价地表示全功能联结词集合极小全功能联结词集合对偶式对偶式:将仅含有联结词非、析取、合取(若不满足,需先做转换)的命题公式A中的析取变合取,合取变析取,T变F,F变T得到的命题公式A*称为A的对偶式范式析取式:否定+析取合取式:否定+合取析取范式:(合取式)析取(合取式)……析取(合取式)。
离散数学第一章PPT课件

R 0 1 0 1 0 1 0 1
Assignments(作业)
第30页: 4
1.3 公式分类与等价式
1.3.1 公式分类 1.3.2 等价公式(等值演算) 1.3.3 基本等价式----命题定律 1.3.4 代入规则和替换规则 1.3.5 证明命题公式等价的方法
1.3.1 公式分类
定义1.13 设A是一个命题公式,对A所有可能的解释: (1)若A都为真,称A为永真式或重言式。
(2)若A都为假,称A为永假式或矛盾式。
(3)若至少存在一个解释使得A为真,称A为可满足式。
例1 从上一节真值表可知,命题公式(PQ)(P∨Q)为 重言式,(PQ)∧Q为矛盾式,PQ)∧R为可满足式。
注: 1、 永真式必为可满足式,反之则不然;永真式的否定是永 假式,反之亦然; 2、 决定一个公式是否是一个永真式、永假式或可满足式有 三种方法:真值表法(适用于变元少而简单的公式)、求主范
1.否定词(negation connective )﹁
定义1.4 复合命题“非P”称为命题P的否定,记作
P,读作非P。 P为真当且仅当P为假。
例3 设 P:离散数学是计算机专业的核心课程, 则 P:离散数学不是计算机专业的核心课 程。
2.合取词(conjunction connective )∧
命题符号化的目的在于用五个联结词将日 常语言中的命题转化为数理逻辑中的形式命题, 其关键在于对自然语言中语句之间的逻辑关系 以及命题联结词的含义要有正确的理解,使用 适当的联结词: (1)确定语句是否是一个命题;
(2)找出句中连词,用适当的命题联结词表
示。
Assignments(作业)
第30页: 3(偶数小题)
定义1.12 设A是含有n个命题变元的命题 公式,将命题公式A在所有赋值之下取值的情 况汇列成表,称为A的真值表( truth table )。 为列出一个公式的真值表,我们约定: ①命题变元按字典序排列;②对公式的每个 解释,以二进制从小到大列出;③当公式较 复杂时,可先列出子公式的真值,最后列出 所给公式的真值。
2015离散数学命题公式

Which is the minimal number of truthfunctional connectives?
• According to the Statement on normal forms (see slide 7) the following connectives suffice: , , (funkcionally complete system) The following systems of truth-functional connectives are functionally complete: 1. {, , }, 2. {, } or {, }, 3. {, }, 4. {} or {}. Hence in order to express any truth-value function (and thus any PL formula) just one connective suffices! Either Scheffer’s NAND or Pierce’s NOR
联结词是否够用每种联结词对应一种四个t或f的组合总共可以有216种组合似乎需要16种联结词才够用
Three tasks
• 1. what is tautology and contradiction ? --classification of wff • 2. what is logical equivalences? --relation between two wff. --change proposition’s form but truth value remain unchanged • 3. How many logical operators in the wff and what is 最小联结词组?
离散联结词

如果P那么 或“ 那么Q” 读作 “如果 那么 ”, 当P则Q”, 则 ” →为条件联结词。 为条件联结词。 为条件联结词
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15
离散数学 1.2 命题联结词
四、条件 “→ ”
的真值表: 2、P→Q 的真值表: 、
P T T F F Q T F T F P→Q T F T T 前件 后件
离散数学 1.2 命题联结词
一 二 三 四
否定 合取 析取 条件
五 双条件 六 使用命题联结词的注意事项 七 命题符号化 八 小结
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1
离散数学 1.2 命题联结词
是用“联结词” 复合命题 是用“联结词” 将原子命题联结起来 构成的。 构成的。 命题逻辑中,为了符号化复合命题, 定义了 5个 命题逻辑中,为了符号化复合命题, 个 表示联结词的符号,称为逻辑联结符 或联结词。 逻辑联结符, 表示联结词的符号,称为逻辑联结符, 联结词。 分别是 (1) 否定“¬” 否定“ (2) 合取“∧” 合取“ (3) 析取“∨” 析取“ (4) 条件“→” 条件“ (5) 双条件“ 双条件“
∨
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8
离散数学 1.2 命题联结词
合取“ 二、合取“ ”
是二元运算; 注:1) 合取联结词 ∧ 是二元运算; 2) 合取联结词 ∧ 可以组合任意两个命题, 可以组合任意两个命题, 它们 之间可能毫无内在联系, 也可能相互矛盾, 之间可能毫无内在联系, 也可能相互矛盾 其真值永为F; 其真值永为 ; 3) 自然语言中的“和” 自然语言中的“ 不一定都能用“∧ ”。 不一定都能用“
1离散第9讲命题与逻辑联结词

-19-
❖语句形式化举例
如果我和他不都是傻子,那么我们俩都不会 去自讨没趣
┐(p∧q)→(┐r∧┐s),其中: ━ p:我是傻子;q:他是傻子 ━ r:我会去自讨没趣;s:他会去自讨没趣
若天气不下雨或不起雾,则航行比赛将举行 而且救生表演将进行
如果他没来见你,那么他或者是生病了,或 者是不在本地
0
从真值表可以看出,只有当前提为
1
真,而结论是假时,p→q才是假的
1
q p→q
0
1
1
1
0
0
1
1
p:天晴;
逆命题:q→p;
q:我爬山; 只要天晴,我就爬山: p → q 只有2+3= 6”:
否命题:┐p→┐q 逆否命题:┐q→┐p 命题和逆否命题有相同
p
S1
S2
0
0
1
1
1
1
p∨p
第9讲 命题与逻辑联结词
-28-
合取词(conjunction) :p∧q, “p并且q”、“p和q都成立”
合取词是二元运算 只有当p和q均为真时,p∧q才
是真的,否则,p∧q是假的 ∧是可交换的
p
q p∧q
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
p:今天是星期三; q:今天上离散数学课; p ∧q:今天是星期三并且上离 散数学课;
第9讲 命题与逻辑联结词
的真值
前提为假,蕴涵命题为真; “只要下雨,我们队就能赢” 前提和结论之间可以没有关系,
称为实第9质讲 蕴命题涵与逻辑联结词
-14-
❖常用5个逻辑联结词
P
离散数学5.联结词(双条件)

T
T
T
4
例1.分析下列命题的真值. (1) 2+2=4 当且仅当3是奇数 . P: 2+2=4. Q:3是奇数 . 命题可以符号化为:P Q.
(2) 2+2=4 当且仅当3不是奇数 .
(3) 2+2≠4 当且仅当3是奇数 .
(4) 2+2≠4 当且仅当3不是奇数 .
(P Q) (P Q) (P Q)
Q的双条件命题,记作P Q或 PQ,符号称为双条
件(等价)联结词.
P Q为真当且仅当
P
F
P,Q真值相同.
F
T
T
Q
P Q
F
T
T
F
F
F
T
T
3
注: (1)P仅当Q 可译为P→Q;
P当Q 可译为Q→P; P当且仅当Q 译为P Q. (2)“”属于二元运算符. (3)双条件命题P Q所表达的逻辑关系是, P与Q互为 充分必要条件,相当于(P Q) ∧(Q P).只要P与Q的 真值同为T或同为F, P Q的真值就为T, 否则P Q的 真值为F. 双条件联结词连接的两个命题之间可以没有因果关系.
联结词
----双条件
复合命题是用“联结词”将原子命题联结起来构成 的.
归纳自然语言中的联结词,定义了六个逻辑联结词: (1) 否定“” (2) 合取“∧”
(3) 析取“∨”和异或“ ”
(4) 条件(蕴涵) “” (5)双条件(等价)“”或记做“”
五、双条件(等价联结词)“”或 “”
设P,Q为二命题,复合命题“P当且仅当Q” 称为P与
约 定: 1. 运算次序优先级:┐,,,→, . 2. 相同的运算符按从左至右次序计算,否则要
2015离散数学命题及联结词

F
F
T
F
T
F
All possible value of <p,q>
2015-3-16 14
析取联结词key word: 或 表示的逻辑关系是:至少有一个成立
例:小王学过日语或俄语。
2015-3-16
15
Conditional
“if p, then q” is denoted as p q, asserts that q is true on the condition that p holds. p is called the hypothesis(or antecedent or premise ) and q is called the conclusion(or consequence). It is also called an implication. p q p q T T T F T F p q=false iff p is true and q is false
2015-3-16
10
Conjunction
The conjunction of p and q, denoted by pq ,is the proposition “p and q”
p T T q T F pq T F pq=true iff both p and q
F
F
T
F
F
F
All possible value of <p,q>
“if p then q, and conversely”
“p iff q”
2015-3-16 23
How to make a truth table?
What is wff(well-formed formula)?
离散数学结构第1章命题逻辑基本概念

离散数学结构第1章命题逻辑基本概念第1章命题逻辑基本概念主要内容1. 命题与真值(或真假值)。
2. 简单命题与复合命题。
3. 联结词:否定联结词┐,合取联结词∧,析取联结词∨,蕴涵联结词→,等价联结词。
4. 命题公式(简称公式)。
5. 命题公式的层次和公式的赋值。
6. 真值表。
7. 公式的类型(重⾔式(或永真式),⽭盾式(或永假式),可满⾜式)。
学习要求1. 在5种联结词中,要特别注意蕴涵联结的应⽤,要弄清三个问题:① p→q的逻辑关系② p→q的真值③ p→q的灵活的叙述⽅法2. 写真值表要特别仔细认真,否则会出错误。
3. 深刻理解各联结词的逻辑含义。
4. 熟练地将复合命题符号化。
6. 会⽤真值表求公式的成真赋值和成假赋值。
1.1 命题与联结词 (2)⼀、命题的概念 (2)⼆、复合命题与联结词 (2)三、复合命题真假值 (5)1.2 命题公式及其赋值 (6)⼀、命题公式的定义 (6)⼆、公式的层次 (6)三、公式的赋值 (6)四、真值表 (7)五、公式的真假值分类 (8)1.1 命题与联结词⼀、命题的概念引⾔中的例⼦就是要对“我戴的是⿊帽⼦”进⾏判断。
这样的陈述句称为命题。
作为命题的陈述句所表达的判断结果称为命题的真值,真值只取两个值:真或假。
真值为真的命题称为真命题,真值为假的命题称为假命题。
真命题表达的判断正确,假命题表达的判断错误。
任何命题的真值都是唯⼀的。
判断给定句⼦是否为命题,应该分两步:⾸先判定它是否为陈述句,其次判断它是否有唯⼀的真值。
例1.1 判断下列句⼦是否为命题。
(1) 4是素数。
(2) 是⽆理数。
(3) x⼤于y。
(4) ⽉球上有冰。
(5) 2100年元旦是晴天。
(6) π⼤于吗?(7) 请不要吸烟!(8) 这朵花真美丽啊!(9) 我正在说假话。
解:本题的(9)个句⼦中,(6)是疑问句,(7)是祈使句,(8)是感叹句,因⽽这3个句⼦都不是命题。
剩下的6个句⼦都是陈述句,但(3)⽆确定的真值,根据x,y的不同取值情况它可真可假,即⽆唯⼀的真值,因⽽不是命题。
离散数学习题答案

[标签:标题]篇一:离散数学习题答案-2015离散数学习题答案习题一1、利用逻辑联结词把下列命题翻译成符号逻辑形式(1)他既是本片的编剧,又是导演--- P ∧Q (2)银行利率一降低,股价随之上扬--- P →Q (3)尽管银行利率降低,股价却没有上扬--- P ∧Q (4)占据空间的、有质量而且不断变化的对象称为物质--- M ??(S∧P∧T) (5)他今天不是乘火车去北京,就是随旅行团去了九寨沟--- P ▽Q(6)小张身体单薄,但是极少生病,并且头脑好使--- P ∧Q ∧R (7)不识庐山真面目,只缘身在此山中--- P →Q(解释:因为身在此山中,所以不识庐山真面目)(8)两个三角形相似,当且仅当他们的对应角相等或者对应边成比例--- S ??(E∨T)(9)如果一个整数能被6整除,那么它就能被2和3整除。
如果一个整数能被3整除,那么它的各位数字之和也能被3整除解:设P –一个整数能被6整除Q –一个整数能被2整除R –一个整数能被3整除S –一个整数各位数字之和能被3整除翻译为:(P →(Q ∧R))∧(R →S)2、判别下面各语句是否命题,如果是命题,说出它的真值(1)BASIC语言是最完美的程序设计语言--- Y,T/F (2)这件事大概是小王干的--- N (3)x2 = 64--- N (4)可导的实函数都是连续函数--- Y,T/F (5)我们要发扬连续作战的作风,再接再厉,争取更大的胜利--- N (6)客观规律是不以人们意志为转移的--- Y,T (7)到2020年,中国的国民生产总值将赶上和超过美国--- Y,N/A (8)凡事都有例外--- Y,F3、构造下列公式的真值表,并由此判别哪些公式是永真式、矛盾式或可满足式(1)(P ∨(~P ∧Q))→Q 解:4、利用真值表方法验证下列各式为永真式(1)~(8)略5、证明下列各等价式(3)P→(Q∨R)? (P →Q)∨(P →R)证明:左式? ~P∨Q∨R? ~P∨Q∨~P∨R? (~P∨Q)∨(~P∨R)? (P →Q)∨(P →R)? 右式(4)(P∧Q)∨(R∧Q)∨(R∧P)? (P∨Q)∧(R∨Q)∧(R∨P)证明:左式? ((P∨R)∧Q)∨(R∧P)? ((P∨R)∨R) ) ∧((P∨R)∨P) ) ∧(Q∨R)∧(Q∨P)? (P∨Q)∧(R∨Q)∧(R∨P)? 右式6、如果P∨Q ? Q∨R,能否断定P ? R ?如果P∧Q ? Q∧R,能否断定P ? R?如果~P ? ~R,能否断定P ? R?解:(1)如果P∨Q ? Q∨R,不能判断P ? R,因为如果Q = P∨R, 那么P∨Q? P∨P ∨R ? Q∨R,但P可以不等价于R.(2)如果P∧Q ? Q∧R,不能判断P ? R,因为如果Q = P∧R, 那么P∧Q? P∧P∧R ?Q∧R,但P可以不等价于R.(3)如果~P ? ~R,那么有P ? R,因为~P ? ~R,则~P <-> ~R为永真式,及有P <-> R为永真式,所以P ? R.8、把下列各式用↑等价表示出来(1)(P∧Q) ∨~P解:原式? ((P↑Q) ↑(P↑Q)) ∨(P↑P)? (((P↑Q) ↑(P↑Q)) ↑((P↑Q) ↑(P↑Q))) ↑((P↑P) ↑(P↑P))9、证明:{ ~→}是最小功能完备集合证明: 因为{~, ∨}是最小功能完备集合,所以,如果{ ~→}能表示出∨,则其是功能完备集合。
离散数学知识点总结(1)-命题逻辑

离散数学知识点总结(1)-命题逻辑⼀、命题命题:陈述句,有唯⼀真值/⾮真既假(不⼀定知道)简单命题/命题常元:真值确定。
命题变元p:常⽤来表⽰命题。
只有明确表⽰某个命题时才有具体的含意和确定的真值。
命题联结词/命题运算符:否定联结词┐、合取联结词∧、析取联结词∨、蕴含联结词→、与⾮联结词、或⾮联结词p→q:当且仅当p真q假时,p→q为假(因此它和┐p∨q等值)。
即p为假时,p→q必定为真⟷:当且仅当、充要条件、反之亦然⼆、命题公式命题公式/命题形式/合式公式/公式:(1)可满⾜式:⾮重⾔的可满⾜式重⾔式/永真式(2)⽭盾式/永假式(不存在成真指派)命题公式不是命题,只有当公式中的每⼀个命题变项都被赋以确定的真值时,公式的真值才被确定,从⽽成为⼀个命题。
三、命题逻辑的等值演算A⟺B:A和B有等值关系。
对任意真值指派,A与B取值相同。
A⟷B为永真式。
等值关系⼀般通过真值表法或者等值演算法得到。
⽽不等值,只能通过真值表法,找到某个真值指派使得⼀个为真⼀个为假德摩根律:┐(A∨B)⟺┐A∧┐B、┐(A∧B)⟺┐A∨┐B蕴含等值式:A→B⟺┐A∨B吸收律:A∨(A∧B)⟺A、A∧(A∨B)⟺A归谬式:(A→B)∧(A→┐B)⟺┐A例题:p→(q→r)⟺┐p∨(┐q∨r)⟺(┐p∨┐q)∨r⟺┐(p∧q)∨r⟺(p∧q)→r四、范式由有限个⽂字的析取所组成的公式称为析取式;由有限个⽂字的合取所组成的公式称为合取式形如A1∨A2∨…∨A n的公式称为析取范式DNF(其中A i为合取式);形如A1∧A2∧…∧A n的公式称为合取范式CNF(其中A i为析取式)任⼀命题公式都存在着与之等值的析取范式和合取范式,但析取范式和合取范式可能不是惟⼀的。
极⼩项q1∧q2∧…∧q n:⼀共2n种解释,每个极⼩项只在⼀个解释下为真。
每个极⼩项对应⼀个⼆进制数,该⼆进制数正是该极⼩项真值为真的指派,即m0可表⽰┐q1∧┐q2∧…∧┐q n极⼤项q1∨q2∨…∨q n:⼀共2n种解释,每个极⼤项只在⼀个解释下为假。
离散数学 第一章 命题逻辑

解:设P:张明正在睡觉。Q:张明正在游泳。本
例的“或”是“不可兼或”,而析取联结词是“ 可兼或”,因此不能直接对两命题析取。构造表 1-2如下:
1.2.2 命题的翻译
P Q 原命题 P→← Q
TT F
T
TF T
F
FT T
F
FF F
T
┐(P→← Q) F T T F
1.1.2 联结词
④ 关于→和⇆ 有的数学书或逻辑学的书籍中有其 他的说法,如称→为蕴含,称⇆ 为等价等,本书 中将避免使用这种称呼,因为在后面的章节我们 将另外定义“蕴含”和“等价”这两个概念。
1.2 命题公式与翻译
命题公式 命题的翻译
1.2.1 命题公式
联结词、原子命题变元、圆括号“(”、“)”, 可进行有限次地连接,得到许多字符串,那些有 意义的字符串,称为命题逻辑中的合式公式, 简 称命题公式或公式。
(A→B)和(A ⇆B)都是合式公式。
④ 经过有限次地使用①、②、③所得到的包含原 子命题公式、联结词和圆括号的字符串都是合式 公式。
1.2.1 命题公式
例1.1 (┐P)∨Q,(P→(Q∧R))都是合式公式,而 (P→Q)→(∧Q),(P,( P→Q)⇆(∧R))都不是合式公
式。 为方便计,对于圆括号的使用和联结词的优先级
1.1.2 联结词
关于这五个联结词的定义,可以通过如表1-1的 真值表给出,关于真值表的定义,我们将在1.3节
详细说明。 表1-1 五个联结词的真值表
P Q ┐P P∧Q P∨Q P→Q P→Q←
TT F T T T
T
TF F F T F
F
FT T F T T
F
离散数学_命题逻辑_1.1

1.1命题与联结词
例1.1 判断下列语句是否是命题 不是命题 (7) x+8>0。 (8)你出去么? 不是命题 (9)5或6是素数。 不是命题 (10)如果行列式的两行对应成比 真命题 例,则行列式的值为0。 (11)角A与角B相等当且仅当A与角 假命题 B是对顶角。
1.1命题与联结词
2.命题的特点 命题一定是陈述句,但陈述句不一定是命 题。 命题的真值有时明确给出,有时还要依 靠环境、条件、实际情况等因素才能确 定其真值。
什么是离散?离散就是不连续。
线与点。 人的说话声,鸟叫声等;计算机里储存声音。 生活中,人眼见到的图像(非计算机里的);计 算机里用灰度值(从0到255)表示的图像。 计算机不能处理连续信息的,这是由计算机的 本质:0和1,决定的。因此,如果要用计算机 来处理连续信息,必须经过离散化。
离散数学的地位
离散数学的特点
提高抽象思维、严格推理以及综合归纳 分析能力 以研究离散量的结构和相互关系为主要 目标
显著特征是符号化和形式化
离散数学的用途
又称“计算机数学”,因为离散数学的 主要应用领域是计算机。
数理逻辑——数字逻辑电路、密码学 图论(包括树)——数据结构、操作系统 、编译 原理、计算机网络 集合论和关系代数——软件工程和数据库原理
其他分支
代数系统
图论
形式语言与 自动机
数理逻辑
集合论
离散数学 的构成
数理逻辑 命题逻辑
离散数学
集合论 集合及其运算 二元关系
谓词逻辑
函数
代数系统
图论 图的基本概念
群、环、域
Euler图与Hamilton图
离散数学命题与联结词

例1.6求下列复合命题的真值1 0(1) 2+2=4 当且仅当 3+3=6.
(2) 2+2=4 当且仅当 3是偶数. (3) 2+2=4 当且仅当 太阳从东方升起. (4) 2+2=4 当且仅当 美国位于非洲. (5) 函数 f(x)在x0可导的充要条件是 它在x0连续.
1
0 0
21
以上给出了5个联结词:, , , , ,组成 一个联结词集合{, , , , }, 联结词的优先顺序为:, , , , ; ① ② ③ 如果出现的联结词同级,又无括号时,则按从左 到右的顺序运算; 若遇有括号时,应该先进行括 号中的运算.
25
7
例1.1
下列句子中哪些是命题? 真命题 假命题 真值不确定 疑问句 感叹句 祈使句 悖论 (3)—(7)都不是命题
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(1) (3)
(4) (5) (6) (7)
2 是无理数. (2) 2 + 5 =8.
x + 5 > 3.
你有铅笔吗? 这只兔子跑得真快呀! 请不要讲话! 我正在说谎话.
命题的分类
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联结词与复合命题
1.否定式与否定联结词“”
定义 设p为命题,复合命题 “非p”(或 “p 的 否定”)称为p的否定式,记作p,符号称
作否定联结词,并规定p 为真当且仅当p为
假.
例如:p:10是素数,则p:10不是素数.
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2. 合取式与合取联结词“∧” 定 义 设 p, q 为 二 命 题 , 复 合 命 题 “ p 并 且 q ”( 或 “ p 与 q ”) 称为 p 与 q 的合取式,记作 p∧q ,∧ 称 作合取联结词,并规定 p∧q为真当且仅当p 与
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--This is a question, not a statement.
• 这个人太有才了! • Let’s go! • 我们要努力学习。 • Teenagers shouldn’t indulge in game.
-- It is not a statement, but an advice.
• A proposition can be represented by a proposition variable • A propositional variable is often denoted as p, q, r, etc. • e.g.
– p: Today is Tuesday. – q: 2+2=4 – r: 2+3=6
2018/10/11 25
How to make a truth table?
To create a truth table, follow these steps:
1. Determine the number of variables; for n variables, create a table with 2n rows.
2018/10/11 7
Logical Connectives
• A simple statement can be represented by an atom proposition. • More than one atom propositions can be combined into a compound statement. • The combination is achieved using “connectives”. Usually, the connective roughly corresponds some conjunctive in the natural language.
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2018/10/11
The most confusion:
• “p only if q” says that p cannot be true when q is not true. That is, the statement is false if p is true , but q is false . when p is false, q may be either true or false, because the statement says nothing about truth value of q. • example:
2018/10/11
2
Proposition
• Proposition (statement)
A declarative sentence (that is, a sentence that declares a fact) that is either true or false, but not both.
p T T q T F p q T F
(p q) ( q p)
F
F
T
F
F
T
2018/10/11
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Biconditional
• Sentence:
– You can take the flight if and only if you buy a ticket. – 两个三角形全等,当且仅当它们的三组对 边相等。 • 表示的逻辑关系:p与q互为充分必要条件 “p is necessary and sufficient for q”
除非你努力,否则你将失败。
我今天进城,除非下雨。
2018/10/nd only if q” is denoted as p q, The statement is true
when p and have the same truth values , and is false otherwise . It is also called bi-implications.
• Truth value:
– The value (result) of the proposition(真值,是 命题最重要的属性) – One of the element from set {True, False}
2018/10/11 3
More Examples of Proposition
2018/10/11
10
Conjunction
The conjunction of p and q, denoted by pq ,is the proposition “p and q”
p T T q T F pq T F pq=true iff both p and q
F
F
T
F
F
F
All possible value of <p,q>
Propositional Logic
2018/10/11
1
Three tasks
1. What is a proposition?
2. Translate natural languages into logical expression. 3. How to make a truth table?
2018/10/11 11
合取联结词key word: 一边 …… 一边 …… 一面 …… 一面 …… 虽然…… 但是 …… 不但 ……而且 …… 既 ……又 …… 和 与 表示的逻辑关系是:p与q同时成立
2018/10/11 12
例:
(1) 2与3的最小公倍数是6。
(2)王丽和王娟是亲姐妹。
(3) 8能2整除,但不能被6整除。 (4) 2015年的春节下雪了 ,《我是歌手》很好看。
2018/10/11
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Express conditional statement p q :
• • • • • • • • “if p,then q” • “p implies q” “if p,q” • “p only if q” “p is sufficient for q” • “q whenever p” “q if p” • “q follows from p” “q when p” “q unless p ” “a necessary condition for p is q” “a sufficient condition for q is p”
F
F
T
F
T
T
All possible value of <p,q>
2018/10/11 16
Conditional
• Sentence:
– If I am elected, then I will lower taxes. – If you get 100% on the final, then you will get an A. • 表示的逻辑关系是:q是p的必要条件
“if p then q, and conversely”
“p iff q”
2018/10/11 23
How to make a truth table?
What is wff(well-formed formula)?
定义1-3.1 命题演算的合式公式(wff) (1)单个命题变元本身是一个合式公式。 (2)如果A是合式公式,那么A是合式公式。 (3)如果A和B是合式公式,那么(AB), (AB), (AB), (A B)是合式公式。 (4)当且仅当能够有限次地应用(1)、(2)、(3)所得到 的包含命题变元、联结词和括号的符号串是合式公 式。
F
F
T
F
T
F
All possible value of <p,q>
2018/10/11 14
析取联结词key word: 或 表示的逻辑关系是:至少有一个成立
例:小王学过日语或俄语。
2018/10/11
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Conditional
“if p, then q” is denoted as p q, asserts that q is true on the condition that p holds. p is called the hypothesis(or antecedent or premise ) and q is called the conclusion(or consequence). It is also called an implication. p q p q T T T F T F p q=false iff p is true and q is false
2018/10/11
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More Examples of Proposition
有两个特例需要记住:
1. 未来命题真值会水落石出的我们认为是命题 • 10年之后你一定是千万富翁。 • 火星上有生命 2. 悖论 • 我正在说谎 • 我专门为不为自己理发的人理发
2018/10/11
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Propositional Variable
• 2+2=5 结论:疑问句、感叹句和祈使句都不是命题
2018/10/11 4
More Examples of Proposition
• 3-x=5.
– x is a variable, so the truth value of this sentence is open.
• 这盘菜很咸。
• 这个人个很高。 结论:聪明的你如果给不出真值那就不是命题
2018/10/11 8
Negation
p(also denoted by p
: it is not the case that p