命题逻辑基本概念PPT学习教案课件.pptx
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1、会计学1命题逻辑基本概念命题逻辑基本概念本章说明本章说明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第1页/共56页数理逻辑概述数理逻辑概述数理逻辑是用数学的方法研究思维规律的一门学科。由于它使用了一套符号,简洁的表达出各种推理的逻辑关系,因此数理逻辑一般又称为符号逻辑。数理逻辑和计算机的发展有着密切的联系,它为机器证明、自动程序设计、计算机辅助设计等计算机应用和理论研究提供必要的理论基础。第2页/共56页数理逻辑的发展前期前史时期古典形式逻辑时期:亚里斯多德的直言三段论理论初创时期逻辑代数时期(17世纪末)(1)资本主义
2、生产力大发展,自然科学取得了长足的进步,数学在认识自然、发展技术方面起到了相当重要的作用。(2)人们希望使用数学的方法来研究思维,把思维过程转换为数学的计算。第3页/共56页数理逻辑的发展前期 (3)莱布尼兹(Leibniz,16461716)完善三段论,提出了建立数理逻辑或者说理性演算的思想:提出将推理的正确性化归于计算,这种演算能使人们的推理不依赖于对推理过程中的命题的含义内容的思考,将推理的规则变为演算的规则。使用一种符号语言来代替自然语言对演算进行描述,将符号的形式和其含义分开。使得演算从很大程度上取决与符号 的组合规律,而与其含义无关。第4页/共56页数理逻辑的发展前期 (4)布尔(
3、G.Boole,18151864)代数:将有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,也是一种逻辑演算。第5页/共56页数理逻辑的奠基时期弗雷格(G.Frege,18481925):概念语言一种按算术的公式语言构成的纯思维公式语言(1879)的出版标志着数理逻辑的基础部分命题演算和谓词演算的正式建立。皮亚诺(Giuseppe Peano,18581932):用一种新的方法陈述的算术原理(1889)提出了自然数算术的一个公理系统。第6页/共56页数理逻辑的奠基时期罗素(Bertrand Russell,18721970):数学原理(与怀特黑合著,1910,1912,19
4、13)从命题演算和谓词演算开始,然后通过一元和二元命题函项定义类和关系的概念,建立了抽象的类演算和关系演算。由此出发,在类型论的基础上用连续定义和证明的方式引出了数学(主要是算术)中的主要概念和定理。第7页/共56页数理逻辑的奠基时期逻辑演算的发展: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、一致性、完全性等。各种各样的非经典逻辑的发展:路易斯(Lewis,18831964)的模态逻辑,实质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。第8页/共56页第1章 命题逻辑 命题逻辑研究的是以原子命题为基本单
5、位的推理演算,其特征在于,研究和考查逻辑形式时,我们把一个命题只分析到其中所含的原子命题成分为止。通过这样的分析可以显示出一些重要的逻辑形式,这种形式和有关的逻辑规律就属于命题逻辑。第9页/共56页1.1 命题与联结词n n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。n n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。n n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。第10页/共56页1.1 命题与联结词n n称能判断真假而不是可真可假的陈述句为命题(proposition)。n n作为命题的陈述句所表达得的判断结果称为命
6、题的真值。n n真值只取两个:真与假。n n真值为真的命题称为真命题。n n真值为假的命题称为假命题。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。说明第11页/共56页(1)(1)4 4是素数。是素数。(2)(2)(3)(3)x x大于大于y y。(4)(4)充分大的偶数等于两个充分大的偶数等于两个素数之和。素数之和。(5)(5)今天是星期二。今天是星期二。(6)(6)(7)(7)请不要吸烟!请不要吸烟!(8)(8)这朵花真美丽啊!这朵花真美丽啊!(9)(9)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。(1)是,假命
7、题(2)是,真命题(3)不是,无确定的真值(4)是,真值客观存在(5)是,真值根据具体情况而定。(6)不是,疑问句(7)不是,祈使句(8)不是,感叹句(9)不是,悖论第12页/共56页q一个陈述句能否分辨真假和我们是否知道它的真假是两回事!例:小李去过长城。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。即:要把“自指谓的陈述句”排除命题之外。例:本页这一行的这句话是假。说明第13页/共56页命题和真值的符号化命题和真值的符号化n n用小写英文字母用小写英文字母p p,q q,r r,p pi i,q qi i ,r ri i 表示命题表示命题n n用用“1 1”表示真,用表示
8、真,用“0 0”表示假表示假 r:充分大的偶数等于两个素数之和。s:今天是星期二。p:4是素数。q:q不能被分解成更简单的陈述句,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。第14页/共56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。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: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。第15页/共56页例例1.2的讨论的
9、讨论n n半形式化形式半形式化形式n n数理逻辑研究方法的主要特征是将论述或推数理逻辑研究方法的主要特征是将论述或推理中的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。即构造各种符号语言来代替自然语言语言来代替自然语言。n n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。n n将联结词(将联结词(connectiveconnective)符号化,消除其二义)符号化,消除其二义性,对其进行严格定义。性,对其进行严格定义。n n例如:例如:他他是是100100米或米或400400米赛跑的冠军。米赛跑的冠军。鱼香肉丝或锅包肉,加一碗汤。鱼香肉丝或锅包肉,加一碗汤。第
10、16页/共56页定义1.1否定否定(negationnegation)n n设设p p为命题,复合命题为命题,复合命题“非非p p”(或或“p p的否定的否定”)称为称为p p的否定式的否定式,记作记作 p 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 p为真当且仅当为真当且仅当p p为假为假。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第17页/共56页定义1.2合取合取(conjunction)n n设设p,qp,q为二命题,复合命题为二命题,复合命题“p p并且并且q q”(或或“p p与与q q”)称为称为p p与与q
11、 q的的合取式合取式,记作,记作p pq q,称称作作合取联结词合取联结词,并规定,并规定p pq q为真当且仅当为真当且仅当p p与与q q同时为真同时为真。使用合取联结词时要注意的两点:1)描述合取式的灵活性与多样性。自然语言中的“既又”、“不但而且”、“虽然但是”、“一面一面”等联结词都可以符号化为。2)分清简单命题与复合命题。不要见到“与”或“和”就使用联结词。pqpq111100010000第18页/共56页例1.3 将下列命题符号化将下列命题符号化(1)(1)吴颖既用功又聪明。(2)(2)吴颖不仅用功而且聪明。(3)(3)吴颖虽然聪明,但不用功。(4)(4)张辉与王丽都是三好学生。
12、(5)(5)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)pq(2)pq(3)qp(4)rs(5)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。第19页/共56页合取举例合取举例n np p:我们去看电影。我们去看电影。q q:房间里有十张桌子。房间里有十张桌子。p pq 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。说明第20页/共56页定义1.3析取析取(d
13、isjunction)n n设设p p,q q为二命题,复合命题为二命题,复合命题“p p或或q q”称作称作p p与与q q的的析取式析取式,记作,记作p pq q,称作称作析取联结词析取联结词,并,并规定规定p pq q为假当且仅当为假当且仅当p p与与q q同同时为假时为假。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)。说明pqpq111101011000第21页/共56页例例1.4 1.4 将下列命题符号化将下列命题符号化(1)(1)张晓静爱唱歌或爱听音乐。(2)(2)张晓静只能挑选202或203房间。(3)(
14、3)张晓静是江西人或安徽人。(4)(4)他昨天做了二十或三十道习题。(1)设 p:张晓静爱唱歌,q:张晓静爱听音乐。相容或,符号化为 pq(2)设t:张晓静挑选202房间,u:张晓静挑选203房间。排斥或,符号化为:(tu)(tu)(3)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)(4)原子命题,因为“或”只表示了习题的近似数目。第22页/共56页定义1.4蕴涵蕴涵(implication)n n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pq,并称p是蕴涵式的前件,q为蕴涵式的
15、后件,称作蕴涵联结词,并规定pq为假当且仅当p为真q为假。说明qpq的逻辑关系表示q是p的必要条件。qq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qp仅当q只有q才p除非q才p除非q,否则非ppqp q111100011001第23页/共56页例例例例1.5 1.5 1.5 1.5 将下列命题符号化,并指出其真值将下列命题符号化,并指出其真值将下列命题符号化,并指出其真值将下列命题符号化,并指出其真值(1)(1)如果3+36,则雪是白的。(2)(2)如果3+36,则雪是白的。(3)(3)如果3+36,则雪不是白的。(4)(4)如果3+36,则雪不是白的。解:令p:3+36,p的
16、真值为1。q:雪是白色的,q的真值也为1。(1)pq(2)pq(3)pq(4)pq1101第24页/共56页例例例例1.5 1.5 1.5 1.5 将下列命题符号化,并指出其真值将下列命题符号化,并指出其真值将下列命题符号化,并指出其真值将下列命题符号化,并指出其真值 以下命题中出现的a是一个给定的正整数:(5)只要a能被4整除,则a一定能被2整除。(6)a能被4整除,仅当a能被2整除。(7)除非a能被2整除,a才能被4整除。(8)除非a能被2整除,否则a不能被4整除。(9)只有a能被2整除,a才能被4整除。(10)只有a能被4整除,a才能被2整除。解:令r:a能被4整除 s:a能被2整除(5
17、)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,因而应符号化为sr。a值不定时,真值未知。第25页/共56页关于蕴含的进一步说明关于蕴含的进一步说明n n作为一种规定,当p为假时,无论q是真是假,pq均为真。也就是说,只有p为真q为假这一种情况使得复合命题pq为假。称为实质蕴含。n n例:如果x5,则x2。(1)x=6如果65,则62。(2)x=3 如果35,则32。(3)x=1 如果15,则12。n n例:如果我有车,那么我去接你 n n常出现的错误,没有分清充分条件与必要条件。第26页
18、/共56页定义1.5等价等价(two-way-implication)n n设设p p,q q为二命题,复合命题为二命题,复合命题“p p当且仅当当且仅当q q”称作称作p p与与q q的的等价式等价式,记作记作p pq q,称作称作等价联结词等价联结词,并规定并规定p pq q为真当且仅当为真当且仅当p p与与q q同时为真或同时为假同时为真或同时为假。说明q“当且仅当”(if and only if)qpq的逻辑关系为p与q互为充分必要条件。q(pq)(qp)与pq的逻辑关系完全一致。pqp q111100010001第27页/共56页例例例例1.6 1.6 1.6 1.6 将下列命题符号
19、化,并讨论它们的真值将下列命题符号化,并讨论它们的真值将下列命题符号化,并讨论它们的真值将下列命题符号化,并讨论它们的真值(1)(1)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。(2)(2)2+32+35 5的充要条件是的充要条件是 是无理数。是无理数。(3)(3)若两圆若两圆A A,B B的面积相等,则它们的半径相等;反之亦的面积相等,则它们的半径相等;反之亦然。然。(4)(4)当王小红心情愉快时,她就唱歌;反之,当她唱歌时,当王小红心情愉快时,她就唱歌;反之,当她唱歌时,一定心情愉快一定心情愉快。(1)设 p:是无理数,q:加拿大位于亚洲。符号化为 pq,真值为0。(2
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