谓词公式的性质

2024年6月24日08:14:10谓词公式的性质已关闭评论

1.谓词公式的解释

在命题逻辑中,对命题公式中每个命题变量赋予一个真值(T或F)的过程称为命题公式的一个解释。给定一个命题公式,根据连接词的定义就可以计算出它的真值。

在谓词逻辑中,由于公式中可能含有个体变量和函数,因此不能像命题公式那样直接进行真值赋值,而需要先确定个体变量和函数在个体域中的对应关系,然后再根据每个谓词的含义为其赋予真值。由于存在多种可能的对应关系,所以一个谓词公式可能有多个解释。对于每个解释,谓词公式都可以得到一个真值(T或F)。

2.谓词公式的永真性 、 可满足性 、 不可满足性

定义2.3 对于谓词公式 ,如果它在个体域 上的所有解释下都为真,则称 在 上是永真的;如果 在任意非空个体域上都是永真的,则称 是永真的。

定义2.4 对于谓词公式 ,如果它在个体域 上的所有解释下都为假,则称 在 上是永假的;如果 在任意非空个体域上都是永假的,则称 是永假的。

由此可见,要判断一个公式是否永真,需要对每个个体域上的所有解释进行检验。当解释的数量无限时,公式的永真性就难以确定了。

定义2.5 对于谓词公式 ,如果存在至少一个解释使得 在该解释下为真,则称 是可满足的;否则,称 是不可满足的。

3.谓词公式的等价性

定义2.6 设 和 是两个谓词公式,它们具有相同的个体域 。如果对于 上的任意一个解释, 和 都具有相同的真值,那么称 和 在 上是等价的。如果对于任意的个体域 , 和 都是等价的,那么称 和 是等价的,并记作 ≡ 

下面列出经常会用到的一些主要等价式:

(1)交换律

∨ ⇔ ∨ P

∧ ⇔ ∧ P

(2)结合律

( ∨ )∨ ⇔ ∨( ∨ 

( ∧ )∧ ⇔ ∧( ∧ 

(3)分配律

∨( ∧ )⇔( ∨ )∧( ∨ 

∧( ∨ )⇔( ∧ )∨( ∧ 

(4)德摩根律

﹁( ∨ )⇔﹁ ∧﹁ Q

﹁( ∧ )⇔﹁ ∨﹁ Q

(5)双重否定率(对合率)

﹁﹁ ⇔ P

(6)吸收率

∨( ∧ )⇔ P

∧( ∨ )⇔ P

(7)补余率(否定率)

∨﹁ ⇔ T

∧﹁ ⇔ F

(8)连接词化规律

→ ⇔﹁ ∨ Q

(9)逆否律

→ ⇔﹁ →﹁ P

(10)量词转化律

﹁(∃ ) ⇔(∀ )(﹁ 

﹁(∀ ) ⇔(∃ )(﹁ 

(11)量词分配律

(∀ )( ∧ )⇔(∀ ) ∧(∀ ) Q

(∃ )( ∨ )⇔(∃ ) ∨(∀ ) Q

4.谓词公式的永真蕴涵

定义2.7 如果 和 是两个谓词公式, 是它们的共同个体域,那么当 上的任何一个解释都使 → 为真时,我们说公式 永真蕴涵 ,记作 → ,并称 是 的逻辑结论, 是 的前提。

以下是一些常用的永真蕴涵式:

(1)假言推理

, → ⇒ Q

(2)拒取式推理

﹁ , → ⇒﹁ P

(3)假言三段论

→ , → ⇒ → R

(4)全称固化

(∀ ) ( )⇒ ( 

其中, 是个体域中的任一个体,利用此永真蕴涵式可消去公式中的全称量词。

(5)存在固化

(∃ ) ( )⇒ ( 

其中, 是个体域中某一个可使 ( )为真的个体。利用此永真蕴涵式可消去公式中的存在量词。

(6)反证法

定理2.1 为 , ,…, 的逻辑结论,当且仅当( ∧ ∧…∧ )∧﹁ 是不可满足的。

该定理是归结反演的理论依据。

上面列出的等价式及永真蕴涵式是进行演绎推理的重要依据,因此这些公式又称为推理规则。

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