命题逻辑基本概念.ppt
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1、命题逻辑基本概念命题逻辑基本概念现在学习的是第1页,共54页本章说明本章说明q本章的主要内容 命题、联结词、复合命题 命题公式、赋值、命题公式的分类q本章与后续各章的关系 本章是后续各章的准备或前提现在学习的是第2页,共54页1.1 命题与联结词q数理逻辑研究的数理逻辑研究的中心问题中心问题是是推理推理.q推理的推理的前提前提和和结论结论都是都是表达判断表达判断的的陈述句陈述句.q表达判断的陈述句构成了推理的表达判断的陈述句构成了推理的基本单位基本单位.现在学习的是第3页,共54页1.1 命题与联结词q 称能判断真假而不是可真可假的陈述句为称能判断真假而不是可真可假的陈述句为命题命题(prop
2、osition).q 作为命题的陈述句所表达得的判断结果称为命题的作为命题的陈述句所表达得的判断结果称为命题的真值真值.q 真值只取两个:真值只取两个:真与假真与假.q 真值为真的命题称为真值为真的命题称为真命题真命题.q 真值为假的命题称为真值为假的命题称为假命题假命题.q感叹句、疑问句、祈使句都不能称为命题.q判断结果不唯一确定的陈述句不是命题.q陈述句中的悖论不是命题.现在学习的是第4页,共54页q 4是素数是素数.q 21/2是无理数是无理数.q x大于大于y.q 充分大的偶数等于两个素充分大的偶数等于两个素数之和数之和.q 今天是星期二今天是星期二.q 大于大于21/2吗?吗?q 请
3、不要吸烟!请不要吸烟!q 这朵花真美丽啊!这朵花真美丽啊!q 我正在说假话我正在说假话.例1.1 判断下列句子是否为命题.q 是,假命题q 是,真命题q 不是,无确定的真值q 是,真值客观存在q 是,真值根据具体情况而定.q 不是,疑问句q 不是,祈使句q 不是,感叹句q 不是,悖论现在学习的是第5页,共54页命题和真值的符号化命题和真值的符号化q 用小写英文字母p,q,r,pi,qi,ri 表示命题q用“1”表示真,用“0”表示假 p:4是素数是素数.r:充分大的偶数等于两个素数之和充分大的偶数等于两个素数之和q:21/2是无理数是无理数.s:今天是星期二今天是星期二.q不能被分解成更简单的
4、陈述句,称这样的命题为简单命题或原子命题.q由简单陈述句通过联结词而成的陈述句,称这样的命题为复合命题.现在学习的是第6页,共54页例例1.2将下面这段陈述中所出现的原子命题符号化,并指出它们的真值,然后再写出这段陈述.21/2是有理数是不对的;2是偶素数;2或4是素数;如果2是素数,则3也是素数;2是素数当且仅当3也是素数.p:21/2是有理数q:2是素数;r:2是偶数s:3是素数;t:4是素数01110非p;q并且(与)r;q或t;如果q,则s;q当且仅当s.现在学习的是第7页,共54页例例1.2的讨论的讨论q半形式化形式半形式化形式q数理逻辑研究方法的主要特征是将论述或推理中的数理逻辑研
5、究方法的主要特征是将论述或推理中的各种要素都符号化各种要素都符号化.即构造各种符号语言来代即构造各种符号语言来代替自然语言替自然语言.q形式化语言形式化语言:完全由符号所构成的语言:完全由符号所构成的语言.q将联结词(将联结词(connective)符号化)符号化,消除其二义性消除其二义性,对对其进行严格定义其进行严格定义.q例如:例如:他是他是100米或米或400米赛跑的冠军米赛跑的冠军.鱼香肉丝或锅包肉鱼香肉丝或锅包肉,加一碗汤加一碗汤.现在学习的是第8页,共54页定义1.1 否定否定(negation)q设设p为命题为命题,复合命题复合命题“非非p”(或或“p的否定的否定”)称为称为p的
6、否定式的否定式,记作记作 p,符号符号 称作称作否定联结词否定联结词,并规定并规定 p为真当且仅当为真当且仅当p为为假假.例如:p:哈尔滨是一个大城市.p:哈尔滨是一个不大城市.p:哈尔滨不是一个大城市.pp1001现在学习的是第9页,共54页定义1.2 合取合取(conjunction)q设设p,q为二命题为二命题,复合命题复合命题“p并且并且q”(或或“p与与q”)称为称为p与与q的的合取式合取式,记作记作p q,称作称作合取联结词合取联结词,并规并规定定p q为真当且仅当为真当且仅当p与与q同时为同时为真真.使用合取联结词时要注意的两点:q 描述合取式的灵活性与多样性.自然语言中的“既又
7、”、“不但而且”、“虽然但是”、“一面一面”等联结词都可以符号化为.1)分清简单命题与复合命题.不要见到“与”或“和”就使用联结词.pqp q111100010000现在学习的是第10页,共54页例1.3 将下列命题符号化将下列命题符号化q 吴颖既用功又聪明吴颖既用功又聪明.q 吴颖不仅用功而且聪明吴颖不仅用功而且聪明.q 吴颖虽然聪明吴颖虽然聪明,但不用功但不用功.q 张辉与王丽都是三好学生张辉与王丽都是三好学生.q 张辉与王丽是同学张辉与王丽是同学.p:吴颖用功.q:吴颖聪明.r:张辉是三好学生.s:王丽是三好学生.t:张辉与王丽是同学.(1)p q(2)p q(3)q p(4)r s(5
8、)t解题要点:正确理解命题含义.找出原子命题并符号化.选择恰当的联结词.现在学习的是第11页,共54页合取举例合取举例qp:我们去看电影:我们去看电影.q:房间里有十张桌子:房间里有十张桌子.p q:我们去看电影并且房间里有十张桌子:我们去看电影并且房间里有十张桌子.在数理逻辑中,关心的只是复合命题与构成复合命题的各原子命题之间的真值关系,即抽象的逻辑关系,并不关心各语句的具体内容.现在学习的是第12页,共54页定义1.3 析取析取(disjunction)q 设设p,q为二命题为二命题,复合命题复合命题“p或或q”称作称作p与与q的的析取式析取式,记作记作p q,称作称作析取联结词析取联结词
9、,并规定并规定p q为假当且为假当且仅当仅当p与与q同时为假同时为假.自然语言中的“或”具有二义性,用它联结的命题有时具有相容性,有时具有排斥性,对应的联结词分别称为相容或和排斥或(排异或).pqp q111101011000现在学习的是第13页,共54页例例1.4 将下列命题符号化将下列命题符号化 q 张晓静爱唱歌或爱听音乐张晓静爱唱歌或爱听音乐.q 张晓静只能挑选张晓静只能挑选202或或203房间房间.q 张晓静是江西人或安徽人张晓静是江西人或安徽人.q 他昨天做了二十或三十道习题他昨天做了二十或三十道习题.q 设 p:张晓静爱唱歌,q:张晓静爱听音乐.相容或,符号化为 pqq设t:张晓静
10、挑选202房间,u:张晓静挑选203房间.排斥或,符号化为:(tu)(tu)q 设r:张晓静是江西人,s:张晓静是安徽人.排斥或,符号化为:rs.(排斥或联结的两个命题事实上不可能同时为真)或符号化为:(rs)(rs)q 原子命题,因为“或”只表示了习题的近似数目.现在学习的是第14页,共54页定义1.4 蕴涵蕴涵(implication)q 设设p,q为二命题为二命题,复合命题复合命题“如果如果p,则则q”称作称作p与与q的的蕴涵式蕴涵式,记作记作pq,并称并称p是蕴涵式的是蕴涵式的前件前件,q为蕴涵式的为蕴涵式的后件后件,称作称作蕴涵联结词蕴涵联结词,并规定并规定pq为假当且为假当且仅当仅
11、当p为真为真q为假为假.q pq的逻辑关系表示q是p的必要条件.q q是p的必要条件有许多不同的叙述方式 只要p,就q 因为p,所以q p仅当q 只有q才p 除非q才p除非q,否则非p pqp q111100011001现在学习的是第15页,共54页例例1.5 将下列命题符号化将下列命题符号化,并指出其真值并指出其真值 q 如果如果3+36,则雪是白的则雪是白的.q 如果如果3+36,则雪是白的则雪是白的.q 如果如果3+36,则雪不是白的则雪不是白的.q 如果如果3+36,则雪不是白的则雪不是白的.解:令p:3+36,p的真值为1.q:雪是白色的,q的真值也为1.q pq qpq q pq(
12、1)pq1101现在学习的是第16页,共54页说明说明:q(1)pq的逻辑关系的逻辑关系:q为为p的必要条件的必要条件q(2)“如果如果p,则则q的不同表述法很多的不同表述法很多:若若p,就就q只要只要p,就就qp仅当仅当q只有只有q 才才p除非除非q,才才p或除非或除非q,否则非否则非p,q(3)当当p为假时为假时,pq为真为真,可称为空证明可称为空证明q(4)常出现的错误常出现的错误:不分充分与必要条件不分充分与必要条件现在学习的是第17页,共54页例例1.5 将下列命题符号化将下列命题符号化,并指出其真值并指出其真值 以下命题中出现的以下命题中出现的a是一个给定的正整数:是一个给定的正整
13、数:(5)只要只要a能被能被4整除整除,则则a一定能被一定能被2整除整除.(6)a能被能被4整除整除,仅当仅当a能被能被2整除整除.(7)除非除非a能被能被2整除整除,a才能被才能被4整除整除.(8)除非除非a能被能被2整除整除,否则否则a不能被不能被4整除整除.(9)只有只有a能被能被2整除整除,a才能被才能被4整除整除.(10)只有只有a能被能被4整除整除,a才能被才能被2整除整除.解:令r:a能被4整除 s:a能被2整除(5)至(9)五个命题均叙述的是a能被2整除是a能被4整除的必要条件,因而都符号化为rs.其真值为1在(10)中,将a能被4整除看成了a能被2整除的必要条件,因而应符号化
14、为sr.a值不定时,真值未知.现在学习的是第18页,共54页例例 设设p:天冷天冷,q:小王穿羽绒服小王穿羽绒服,将下列命题符号化将下列命题符号化q(1)只要天冷只要天冷,小王就穿羽绒服小王就穿羽绒服.q(2)因为天冷因为天冷,所以小王穿羽绒服所以小王穿羽绒服.q(3)若小王不穿羽绒服若小王不穿羽绒服,则天不冷则天不冷.q(4)只有天冷只有天冷,小王才穿羽绒服小王才穿羽绒服.q(5)除非天冷除非天冷,小王才穿羽绒服小王才穿羽绒服.q(6)除非小王穿羽绒服除非小王穿羽绒服,否则天不冷否则天不冷.q(7)如果天不冷如果天不冷,则小王不穿羽绒服则小王不穿羽绒服.q(8)小王穿羽绒服仅当天冷的时候小王
15、穿羽绒服仅当天冷的时候.q注意注意:pq与与 qp等值等值(真值相同真值相同)q(1),(2),(3),(6)符号化为符号化为pqq其余的符号化为其余的符号化为qp现在学习的是第19页,共54页关于蕴含的进一步说明关于蕴含的进一步说明q 作为一种规定作为一种规定,当当p为假时为假时,无论无论q是真是假是真是假,pq均为真均为真.也也就是说就是说,只有只有p为真为真q为假这一种情况使得复合命题为假这一种情况使得复合命题pq为为假假.称为称为实质蕴含实质蕴含.q 例:如果例:如果x5,则则x2.(1)x=6如果如果65,则则62.(2)x=3 如果如果35,则则32.(3)x=1 如果如果15,则
16、则12.q 例:如果我有车例:如果我有车,那么我去接你那么我去接你 q 常出现的错误常出现的错误,没有分清充分条件与必要条件没有分清充分条件与必要条件.现在学习的是第20页,共54页定义1.5 等价等价(two-way-implication)q设设p,q为二命题为二命题,复合命题复合命题“p当且当且仅当仅当q”称作称作p与与q的的等价式等价式,记作记作pq,称作称作等价联结词等价联结词,并规定并规定pq为真当且仅当为真当且仅当p与与q同时为真同时为真或同时为假或同时为假.q“当且仅当”(if and only if)q pq的逻辑关系为p与q互为充分必要条件.q(pq)(qp)与pq的逻辑关
17、系完全一致.pqp q111100010001现在学习的是第21页,共54页例例1.6 将下列命题符号化将下列命题符号化,并讨论它们的真值并讨论它们的真值 q是无理数当且仅当加拿大位于亚洲是无理数当且仅当加拿大位于亚洲.q2+35的充要条件是的充要条件是是无理数是无理数.q若两圆若两圆A,B的面积相等的面积相等,则它们的半径相等;反之亦然则它们的半径相等;反之亦然.q当王小红心情愉快时当王小红心情愉快时,她就唱歌;反之她就唱歌;反之,当她唱歌时当她唱歌时,一定心情愉快一定心情愉快.q设 p:是无理数,q:加拿大位于亚洲.符号化为 pq,真值为0.q设 p:2+35,q:是无理数.符号化为 pq
18、,真值为1.q 设 p:两圆A,B的面积相等,q:两圆A,B的半径相等.符号化为 pq,真值为1.q设 p:王小红心情愉快,q:王小红唱歌.符号化为 pq,真值由具体情况而定.现在学习的是第22页,共54页关于基本联结词的说明关于基本联结词的说明q ,称为一个联结词集称为一个联结词集.q 由联结词集由联结词集,中的一个联结词联结一个或两中的一个联结词联结一个或两个原子命题组成的复合命题是最简单的复合命题个原子命题组成的复合命题是最简单的复合命题,可以称可以称它们为它们为基本的复合命题基本的复合命题.q 基本复合命题的真值见下表:基本复合命题的真值见下表:现在学习的是第23页,共54页关于基本联
19、结词的说明关于基本联结词的说明q 多次使用联结词集中的联结词多次使用联结词集中的联结词,可以组成更为复杂的复合可以组成更为复杂的复合命题命题.q 求复杂复合命题的真值时求复杂复合命题的真值时,除依据上表外除依据上表外,还要规定联结还要规定联结词的优先顺序词的优先顺序,将括号也算在内将括号也算在内.q 本书规定的联结词优先顺序为:本书规定的联结词优先顺序为:(),对于对于同一优先级的联结词同一优先级的联结词,先出现者先运算先出现者先运算.现在学习的是第24页,共54页例例1.7令令 p:北京比天津人口多:北京比天津人口多.q:2+24.r:乌鸦是白色的:乌鸦是白色的.求下列复合命题的真值:求下列
20、复合命题的真值:(1)(p q)(pq)r (2)(q r)(pr)(3)(p r)(pr)解:p、q、r的真值分别为 1、1、0 (1)1(2)1(3)0我们关心的是复合命题中命题之间的真值关系,而不关心命题的内容.现在学习的是第25页,共54页1.2 命题公式及其赋值命题公式及其赋值q 简单命题是真值唯一确定的命题逻辑中最基本的研究单位简单命题是真值唯一确定的命题逻辑中最基本的研究单位,所以也称简单命题为所以也称简单命题为命题常项命题常项或或命题常元命题常元.(proposition constant)q 称真值可以变化的陈述句为称真值可以变化的陈述句为命题变项命题变项或或命题变元命题变元
21、(proposition variable).也用也用p,q,r,表示命题变项表示命题变项.q 当当p,q,r,表示命题变项时表示命题变项时,它们就成了取值它们就成了取值0或或1的变项的变项,因因而而命题变项已不是命题命题变项已不是命题.q 这样一来这样一来,p,q,r,既可以表示命题常项既可以表示命题常项,也可以表示命题变也可以表示命题变项项.在使用中在使用中,需要由上下文确定它们表示的是常项还是变项需要由上下文确定它们表示的是常项还是变项.q 将命题变项用联结词和圆括号按一定的逻辑关系联结起来的将命题变项用联结词和圆括号按一定的逻辑关系联结起来的符号串称为符号串称为合式公式合式公式或或命题
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