離散數學(命題邏輯)

1.什么是命題

什么是命題

數理邏輯研究的中心問題是推理,而推理的前提和結論都是命題梆惯。因而命題是推理的基本單位
具有確切真值的陳述句稱為命題(proposition)垛吗。該命題可以取一個“值”,稱為真值蔚舀。真值只有“真”和“假”兩種锨络,分別用“T”(或“1”) 和“F”(或“0”)表示

非命題

一切沒有判斷內容的句子羡儿,如命令句 (或祈使句)、感嘆句缅叠、疑問句虏冻、二義性的陳述句等都不能作為命題厨相。

復合命題 (如何產生新命題)

原子命題 (簡單命題):不能再分解為更為簡單命題的命題。
復合命題:可以分解為更為簡單命題的命題悯森。這些簡單命題之間是通過如“或者”瓢姻、“并且”幻碱、“不”、“如果......則......”褥傍、“當且僅當”等這樣的關聯詞和標點符號復合而成恍风。

2.命題聯結詞

否定聯結詞

設 P 是任意一個命題,復合命題“非 P”(或 “P 的否定”)稱為 P 的否定式(negation)凯楔,記作?P摆屯,“?” 為否定聯結詞糠亩。P 為真當且僅當 ?P 為假赎线。


否定聯結詞
合取聯結詞

設 P氛驮、Q 是任意兩個命題,復合命題“P 并且 Q”(或 “P 和 Q”)稱為 P 與 Q 的合取式(conjunction),記作P ∧ Q蓖扑,“∧” 為合取聯結詞律杠。P ∧ Q 為真當且僅當 P竞惋,Q 同為真拆宛。


合取聯結詞

“∧” 是自然語言中的 “并且”嚷往、“既…又…”阳懂、“但”蚜迅、“和”册赛、“與”、“不僅…而且…”击奶、“雖然…但是…”柜砾、“一面…, 一面…” 等的邏輯抽象痰驱;但不是所有的“和”,“與”都要使用合取聯結詞表示担映,要根據句子的語義進行分析蝇完。

2 和 3 的最小公倍數是 6短蜕;
2 點 a 位于點 b 與點 c 之間朋魔。
這兩個命題都是簡單命題卿操,不能再分害淤。
析取聯結詞

設 P窥摄、Q 是任意兩個命題,復合命題“P 或 Q”稱為 P 與 Q 的析取式(disjunction)值骇,記作P ∨ Q吱瘩,“∨” 為析取聯結詞迹缀。P ∨ Q 為真當且僅當 P祝懂,Q 至少有一個為真砚蓬。


析取連接詞

聯結詞 “∨” 是自然語言中的 “或”祟剔、“或者” 等的邏輯抽象摩梧。自然語言中的 “或” 有 “可兼
或”(或稱為同或)仅父、“不可兼或”(即異或) 兩種。嚴格來講耗溜,析取聯結詞實際上代表的是可兼或强霎,異或有時會使用單獨的異或聯結詞 “⊕” 或 “∨ˉ” 來表示蓉冈。

命題:張紅生于 1982 年或 1983 年,令
1 P: 張紅生于 1982 年脱柱;
2 Q: 張紅生于 1983 年惨好。
P 與 Q 不能同時為真,即為“不可兼或”
蘊涵聯結詞

設 P蔓腐、Q 是任兩個命題回论,復合命題“如果 P傀蓉,則 Q”稱為 P 與 Q 的蘊涵式(implication)葬燎,記作P → Q谱净,“→” 為蘊涵聯結詞。P → Q 為假當且僅當 P 為真且 Q 為假裕寨。一般把蘊涵式 P → Q中的 P 稱為該蘊涵式的前件宾袜,Q 稱為蘊涵式的后件庆猫。

蘊涵聯結詞

在自然語言中嘁字,前件為假纪蜒,不管結論真假纯续,整個語句的意義窗看,往往無法判斷显沈。但對于數理邏輯中的蘊涵聯結詞來說构罗,當前件 P 為假時遂唧,不管 Q 的真假如何盖彭,則 P → Q 都為真。此時稱為 “善意推定”裹驰。

等價聯結詞

設 P幻林、Q 是任兩個命題沪饺,復合命題“P 當且僅當 Q”稱為 P 與 Q 的等價(equivalence)整葡,記作P ? Q件余,“?” 為等價聯結詞(也稱作雙條件聯結詞)。P ? Q 為真當且僅當 P遭居、Q 同為真假啼器。


等價聯結詞

3.命題符號化及應用

回顧命題聯結詞
命題聯結詞的真值表

聯結詞是兩個命題真值之間的聯結,而不是命題內容之間的連接俱萍,因此復合命題的真值只取決于構成他們的各簡單命題的真值镀首,而與它們的內容無關,與二者之間是否有關系無關鼠次。

  1. 命題聯結詞的優(yōu)先級
  2. 復合命題符號化
  3. 命題聯接詞與開關電路
  4. 命題聯接詞與邏輯電路
  5. 命題聯接詞與位運算

4.命題公式和真值表

命題變元

一個特定的命題是一個常值命題,它不是具有值 “T”(“1”),就是具有值 “F”(“0”)腥寇。

一個任意的沒有賦予具體內容的原子命題是一個變量命題,常稱它為命題變量 (或命題變元)(propositional variable),該命題變量無具體的真值,它的變域是集合{T, F}(或 {0, 1})级历。

命題公式
命題公式
  1. 原子命題變元是最簡單的合式公式嚼贡,稱為原子合式公式误窖,簡稱原子公式;
  2. 命題公式沒有真值嚷堡,只有對其命題變元進行真值指派后北苟,方可確定命題公式的真值傻昙;
  3. 整個公式的最外層括號可以省略虫碉;公式中不影響運算次序的括號也可以省略。
  4. 在實際應用中,為了便于存儲和運算杰刽,命題公式常用二元樹的方式來表達第喳。
真值表

由公式 G 在其所有可能的解釋下所取真值構成的表,稱為 G 的真值表(truth table)。


真值表

5.公式的分類和邏輯等價

命題公式分類
真值表告訴我們什么胜臊?
  1. 公式 G 稱為永真公式(重言式,tautology)勒魔,如果在它的所有解釋之下其真值都為“真”危虱。
  2. 公式 G 稱為永假公式(矛盾式,contradiction),如果在它的所有解釋之下其真值都為“假”。
    有時也稱永假公式為不可滿足公式。
  3. 公式 G 稱為可滿足公式(satisfiable),如果它不是永假的。
G 是永真的當且僅當 ?G 是永假的;
G 是可滿足的當且僅當至少有一個解釋 I,使 G 在 I 下為真。
若 G 是永真式畅哑,則 G 一定是可滿足式,但反之可滿足公式不一定是永真式;
公式等價的充分必要條件

必要性:假定 G = H鳄橘,則 G鲸湃,H 在其任意解釋 I 下或同為真或同為假株憾,于是由 “?” 的意義知贝奇,公式 G ? H 在其任何的解釋 I 下陕习,其真值為“真”省艳,即 G ? H 為永真公式辐烂。

充分性:假定公式 G ? H 是永真公式吁系,I 是它的任意解釋,在 I 下台夺,G ? H 為真,因此亏推,G痒蓬,H 或同為真,或同為假双揪,由于 I 的任意性拘哨,故有 G = H姨夹。

6.基本等價關系及其應用

基本等價關系
基本等價關系

基本等價關系

基本等價關系
判斷公式類型
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