二章命题逻辑等值演算.ppt
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1、1二章命题逻辑等值演算 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望2 第一节:等值式第一节:等值式32.1 等值式等值式q若等价式若等价式AB是重言式,则称是重言式,则称A与与B等值,记等值,记作作AB,并称,并称AB是等值式是等值式 几点说明:几点说明:l定义中,定义中,A,B,均为元语言符号均为元语言符号lA或或B中可能有哑元出现中可能有哑元出现.例如,在例如,在 (pq)(p q)(r r)中,中,r为左边公式的哑元为左边公式的哑元.l用真值表可验证两个
2、公式是否等值用真值表可验证两个公式是否等值42.1 等值式等值式pppp p01011011q例子例子v 判断判断pp 52.1 等值式等值式pqppqp q(pq)(p q)001111011111100001110111q例子例子v 判断判断 pq p q 62.1 等值式等值式q如果命题变项很多,怎么办?如果命题变项很多,怎么办?-利用已知的等值式通过代换得到新的等值式利用已知的等值式通过代换得到新的等值式q命题:设命题:设A是一个命题公式,含有命题变项是一个命题公式,含有命题变项p1,p2,pn,又设,又设A1,A2,An是任意的命题是任意的命题公式公式.对每个对每个i(i=1,2,n
3、),把),把pi在在A中的中的所有出现都替换成所有出现都替换成Ai,所得到的新命题公式记作,所得到的新命题公式记作B.那么,如果那么,如果A是重言式,则是重言式,则B也是重言式也是重言式.72.1 等值式等值式q否定律否定律v双重否定律双重否定律 ppv德摩根律德摩根律(p q)p q(p q)p qq幂等律幂等律 p p p,p p pq交换律交换律 vp q q p vp q q p vp q q p82.1 等值式等值式q结合律结合律v(p q)r p (q r)v(p q)r p (q r)v(p q)r p (q r)q分配律分配律vp (q r)(p q)(p r)vp (q r)
4、(p q)(p r)92.1 等值式等值式q常元律常元律v零律:p 1 1,p 0 0v同一律:p 0 p,p 1 pv排中律:p p 1v矛盾律:p p 0q吸收律吸收律vp (p q)pvp (p q)p102.1 等值式等值式q蕴涵等值式蕴涵等值式 p q p qq等价等值式等价等值式 p q(p q)(q p)q假言易位假言易位 p q q pq等价否定等值式等价否定等值式 p q p qq归谬论归谬论(p q)(p q)p 112.1 等值式等值式说明:说明:(1)16组等值模式都可以给出无穷多个同类型的具组等值模式都可以给出无穷多个同类型的具体的等值式。体的等值式。(2)证明上述证
5、明上述16组等值式的组等值式的代入实例代入实例方法可用真值方法可用真值表法,把表法,把改为改为所得的命题公式为永真式,则所得的命题公式为永真式,则成立。成立。122.1 等值式等值式q等值演算等值演算:由已知的等值式推演出另外一些等:由已知的等值式推演出另外一些等值式的过程值式的过程q置换规则置换规则:设:设(A)是含公式是含公式A的命题公式,的命题公式,(B)是用公式是用公式B置换了置换了(A)中所有中所有A后得到的命后得到的命题公式,若题公式,若B,则,则(A)(B)q说明:说明:v等值演算过程中遵循的重要规则等值演算过程中遵循的重要规则v一个命题公式一个命题公式A,经多次置换,所得到的新
6、公式经多次置换,所得到的新公式与原公式等价与原公式等价132.1 等值式等值式1.用等值演算验证等值式用等值演算验证等值式 试证:试证:p(qr)(p q)r证明:证明:a.p(qr)p(qr)b.p(qr)pqr c.pqr(p q)rd.(p q)r (p q)r142.1 等值式等值式试证:试证:(p q)(p(p q)(pq)左边左边 (p q)(p(p q)(p q)(p(p q)(p q)(p q)(p p q)(q p q)(p q)152.1 等值式等值式2.用等值演算判断公式的类型用等值演算判断公式的类型证明:证明:(pq)(p (qr)(p q)(p r)为一为一永真式永真
7、式证明:原式证明:原式(pq)(p(q r)(pq)(pr)(pq)(pq)(pr)(pq)(pr)(pq)(pr)(pq)(pr)1162.1 等值式等值式 3解判定问题解判定问题 在某次研讨会的中间休息时间,在某次研讨会的中间休息时间,3名与会者名与会者根据王教授的口音对他是哪个省市的人判断如根据王教授的口音对他是哪个省市的人判断如下:下:甲:王教授不是苏州人,是上海人甲:王教授不是苏州人,是上海人 乙:王教授不是上海人,是苏州人乙:王教授不是上海人,是苏州人 丙:王教授既不是上海人,也不是杭州人丙:王教授既不是上海人,也不是杭州人 听完这听完这3人的判断后,王教授笑着说,你们人的判断后,
8、王教授笑着说,你们3人中有一人说得全对,有一人说对了一半,另人中有一人说得全对,有一人说对了一半,另一人说得全不对。试用逻辑演算分析王教授到一人说得全不对。试用逻辑演算分析王教授到底是哪里人。底是哪里人。17 第二节:析取范式与合取范式第二节:析取范式与合取范式182.2 析取范式和合取范式析取范式和合取范式 q文字文字(literal):命题变项及其否定命题变项及其否定q简单析取式简单析取式:仅由有限个文字构成的析取式仅由有限个文字构成的析取式q简单合取式简单合取式:仅由有限个文字构成的合取式仅由有限个文字构成的合取式q例:设例:设p、q为二个命题变元为二个命题变元vp,q,pp,qq,pq
9、,q p,pq,p q 称为简单析取式称为简单析取式vp,q,pp,qq,pq,q p,pq,p q 称为简单合取式。称为简单合取式。192.2 析取范式和合取范式析取范式和合取范式q定理定理:1)一个一个简单析取式简单析取式是是永真式永真式当且仅当它同时含当且仅当它同时含某个命题变元及它的否定式某个命题变元及它的否定式 2)一个一个简单合取式简单合取式是是永假式永假式当且仅当它同时含当且仅当它同时含某个命题变元及它的否定式某个命题变元及它的否定式 202.2 析取范式和合取范式析取范式和合取范式q析取范式析取范式:由有限个简单合取式构成的析取式由有限个简单合取式构成的析取式vA1 An,Ai
10、 为简单合取式为简单合取式v(p q)(p r)q合取范式合取范式:由有限个简单析取式构成的合取式由有限个简单析取式构成的合取式vA1 An,Ai 为简单析取式为简单析取式v(p q)(p r)q析取范式与合取范式统称为析取范式与合取范式统称为范式范式212.2 析取范式和合取范式析取范式和合取范式q定理:定理:vAi 简单合取式,简单合取式,A1 An F 当且仅当当且仅当 Ai F,任意,任意AivAi 简单析取式,简单析取式,A1 An T 当且仅当当且仅当 Ai T,任意,任意Ai222.2 析取范式和合取范式析取范式和合取范式q范式存在定理范式存在定理:任意命题公式都存在着与之等值的
11、任意命题公式都存在着与之等值的析取范式与合取范式析取范式与合取范式方法:方法:步骤一:步骤一:消去消去“”、“”联结词联结词步骤二:步骤二:消去双重否定符,内移否定符消去双重否定符,内移否定符步骤三:步骤三:使用分配律使用分配律232.2 析取范式和合取范式q范式存在定理范式存在定理:任意命题公式都存在着与之等值的任意命题公式都存在着与之等值的析取范式与合取范式析取范式与合取范式方法:方法:步骤一:消去步骤一:消去“”、“”联结词联结词步骤二:消去双重否定符,内移否定符步骤二:消去双重否定符,内移否定符步骤三:使用分配律步骤三:使用分配律242.2 析取范式和合取范式q步骤一:利用等值公式:化
12、去步骤一:利用等值公式:化去“”、“”联联结词结词v p q p qv p q (p q)(q p)252.2 析取范式和合取范式q范式存在定理范式存在定理:任意命题公式都存在着与之等值的任意命题公式都存在着与之等值的析取范式与合取范式析取范式与合取范式方法:方法:步骤一:消去步骤一:消去“”、“”联结词联结词步骤二:消去双重否定符,内移否定符步骤二:消去双重否定符,内移否定符步骤三:使用分配律步骤三:使用分配律262.2 析取范式和合取范式q消去双重否定符,内移否定符消去双重否定符,内移否定符v德摩根律德摩根律(p q)p q(p q)p qv双重否定律双重否定律 p p272.2 析取范式
13、和合取范式q范式存在定理范式存在定理:任意命题公式都存在着与之等值的任意命题公式都存在着与之等值的析取范式与合取范式析取范式与合取范式方法:方法:步骤一:消去步骤一:消去“”、“”联结词联结词步骤二:消去双重否定符,内移否定符步骤二:消去双重否定符,内移否定符步骤三:使用分配律步骤三:使用分配律282.2 析取范式和合取范式q利用利用“”对对“”的分配,将公式化成为析取范式的分配,将公式化成为析取范式vp (q r)(p q)(p r)q利用利用“”对对“”的分配,将公式化成为合取范式的分配,将公式化成为合取范式vp (q r)(p q)(p r)292.2 析取范式和合取范式q例:求例:求(
14、p q)(p q)的析取范式的析取范式 1.化去化去 (p q)(p q)2.“”对对“”分配,化为析取范式分配,化为析取范式(p p q)(q p q)3.最简析取范式最简析取范式 p q 302.2 析取范式和合取范式q例:求例:求(p q)r)p的析取范式和合取范式的析取范式和合取范式 (一一)求析取范式求析取范式原式原式(p q)r)p (p q)r)p (p q)r)p (p q)r)p (p r)(q r)p p (p r)(q r)p (q r)312.2 析取范式和合取范式(二二)求合取范式求合取范式原式原式(p q)r)p (p q)r)p (p q)r)p (p q)r)p
15、 (p p q)(p r)(p q)(p r)322.2 析取范式和合取范式问题:问题:q一个命题公式的析取范式是不是唯一的?一个命题公式的析取范式是不是唯一的?q同一命题公式的析取范式是不是等值的?同一命题公式的析取范式是不是等值的?332.2 析取范式和合取范式q极小项极小项(极大项极大项):含有含有n个命题变项的简单合取式个命题变项的简单合取式(简单析取式简单析取式),并满足,并满足v每个命题变元和它的否定式不同时出现,而二者之每个命题变元和它的否定式不同时出现,而二者之一必出现且仅出现一次一必出现且仅出现一次v第第i个命题变项或它的否定式出现在从左算起的第个命题变项或它的否定式出现在从
16、左算起的第i位位上上(若无角标,则按字典顺序排列若无角标,则按字典顺序排列)q若有若有个命题变项,则有个命题变项,则有2n个极小项(极大项)个极小项(极大项)q如果我们把不带否定符的命题变项取成如果我们把不带否定符的命题变项取成1,带否,带否定符的命题变项取成定符的命题变项取成0,那么每一个极小项都对,那么每一个极小项都对应一个二进制数,因而也对应一个十进制数应一个二进制数,因而也对应一个十进制数342.2 析取范式和合取范式q极小项的编码极小项的编码:对应成真赋值对应成真赋值三个变元三个变元p、q、r可构造可构造8个极小项:个极小项:pqr FFF 0 记作记作 m0 pqr FFT 1 记
17、作记作 m1 pqr FTF 2 记作记作 m2 pqr FTT 3 记作记作 m3 pqr TFF 4 记作记作 m4 pqr TFT 5 记作记作 m5 pqr TTF 6 记作记作 m6 pqr TTT 7 记作记作 m7352.2 析取范式和合取范式q极大项的编码极大项的编码:对应成假赋值对应成假赋值如三个变元如三个变元 p、q、r,其记法如下:其记法如下:pqr F F F 0 记作记作 M0p q r F F T 1 记作记作 M1p qr F T F 2 记作记作 M2p q r F T T 3 记作记作 M3 p q r T T T 7 记作记作 M7362.2 析取范式和合取
18、范式q定定理理:设设mi和和Mi是是命命题题变变元元p1,p2 pn形形成成的的极极小项和极大项,则:小项和极大项,则:(1)mi mj F,(ij)(2)Mi Mj T,(ij)(3)mi Mi;Mi mi372.2 析取范式和合取范式q 主析取范式主析取范式(主合取范式主合取范式):由:由n个命题变项个命题变项构成的构成的析取范式析取范式(合取范式合取范式)中中所有的简单合所有的简单合取式取式(简单析取式简单析取式)都是极小项都是极小项(极大项极大项)q定理定理:任何命题公式都存在着与其等值的主任何命题公式都存在着与其等值的主析取范式和主合取范式,并且是唯一的。析取范式和主合取范式,并且是
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