命题演算
逻辑术语
命题演算是命题逻辑的公理化,任务是使用演算手段来讨论命题逻辑,有自然演算和公理演算两种方式。公理演算是给出公理,根据确定的推理规则推导出一系列重言式;自然演算不给出公理,利用一系列推理规则推出定理。
命题和逻辑连接词
命题分为两类,一类是不能再分解为更简单命题的命题,这种命题称为简单命题;另一类是可以分解为更简单命题的命题,这种命题称为复合命题。
在命题演算中,用符号A、B、C…或A1,A2,B1,B2,…等等表示简单命题。当命题A取值“真”时,又称A具有值T(True),当命题A取值“假”时,又称A具有值F(False),T和F称为命题常数。为了方便也可将T记为1,将F记为0。现在引入逻辑连接词,并通过它们从简单命题 “构造”复合命题.
若A、B是命题,首先引入5种基本的逻辑连接词:
(1)¬:否定词,¬A读为 “非A”,表示对命题A的否定,即和命题A对立的命题。当命题A取值为0时,¬A取值为1;反之,当命题A取值为1时,¬A取值为0.
(2)∧:合取词,A∧B读为“A并且B”。当且仅当命题A和B都取值为1时,命题A∧B才取值1,否则取值0。
(3)V:析取词,AVB读为“A或者B”。当且仅当命题A和B都取值0时,命题AVB才取值0,否则取值1。
(4)→:蕴涵词,A→B读为“若A则B”,当且仅当命题A是真命题,并且命题B是假命题时,A→B才是假命题。在命题A→B中,A称为前件,B称为后件.
(5)~:等值词,A~B读为“A等值于B”,或“A和B等值”,当且仅当命题A和B同时是真命题或同时是假命题时,A~B才是真命题。
合式公式
能成为命题的式子称为合式公式,简记为wff。
定义1
(1)一个命题变元是wff。
(2)若P是一个wff,则¬P是一个wff。
(3)若P和Qwff,则(P∧Q)、(PVQ)、(P→Q)和(P~Q)都是wff。
(4)wff只限于有限次使用(1)、(2)、(3)所得到的符号串.
这个定义实际上是由两部分组成的,第一部分是(1)、(2)、(3)条,它们是wff的形成规则,其中的第一条无连接词,直接生成wff;第二条和第三条是对已有的wff进行连接,构成新的wff。根据(1)、(2)、(3),下面的式子都是wff:¬(PVQ),¬(P∧Q),(P→(Q→R)),(((P→Q)∧(Q→R))~(P→R))。
但前三条只说明了什么样的符号串是wff,而没有说明什么样的符号串不是wff,为了指明这一点,(4)是必要的。
定义2
如果A和B都是wff,B是A的一部分,则称B是A的部分合式公式或子公式,部分合式公式简记为wfp。
在一个wff中,每一个逻辑连接词都有其相应的作用范围,称为这一范围为该连接词的辖区,辖区的具体规定如下:
如果¬B是wffA的wfp,则B称为紧靠在它左方的否定词在A中的辖区。
如果(B→C)是wffA的wfp,则B和C称为(B→C)中→的辖区,B是它的左辖区,C是它的右辖区。
真值表、永真式
在对一个wff中的所有命题变元都作了代入后,就得到一个命题,进行不同的代入,所得到的各个命题,其真假值可能是不同的。对于一个合式公式,计算它在不同的代入下的取值,可以通过真值表来进行。所谓真值表,即将一个wff的每个命题变元在各种真值指派下的取值的情形列成的表。
定义1:对于一个wff的命题变元无论作何指派,所得到的值永为T,即命题永远是真命题,则称该Wf为永真公式或重言式,并称它是有效的。
定义2 :对于一个wff的命题变元无论作何指派,所得到的值永为F,即命题永远是假命题,则称该wff为永假公式或不可满足公式。
定义3: 不是永真公式的wff称为非永真公式,不是永假公式的wff称为可满足公式.
定义4: 若P和Q是wff,A1,A2,…,An是出现在P、Q中的命题变元,当给A1,A2,…,An以任一组真值指派时,P和Q的取值都相同,则称合式公式P和合式公式Q等价,记为P<=>Q。
命题演算中的等价关系
用真值表来判定一个wff的取值情形,可以看到当wff中具有两个变元时,对变元的真值指派有22种不同情形;有三个变元时,有23种不同情形。一般情况下,当wff中有双个不同变元时,各种真值指派的组合是2n种,即真值表中有2n行需要计算,这样增长的计算量是相当大的,因此我们可以将一个给定的wff化简,即找出和它等价的、但比较简单的wff,从而使求值的工作简化。下面所给出的是一些常用的等价关系:
1.等幂律 P∨P<=>P; P∧P<=>P.
2.交换律 P∨Q<=>QVP;P∧Q<=>Q∧P.
3.结合律 (P∨Q)∨R<=>P∨(QVR);(P∧Q)∧R<=>P∧(Q∧R).
4.分配律 P∨(Q∧R)<=>(P∨Q)∧(P∨R); P∧(Q∨R)二(P∧Q)∨(P∧R).
5.吸收律 P∨(P∧Q)<=>P; P∧(P∨Q<=>P.
6.德.摩根律¬(P∨Q)<=>¬P∧¬Q;¬(P∧Q)<=>¬P∨¬Q.
7.同一律 P∨F<=>P; P∧T<=>P.
8.零律 P∧F<=>F; P∨T<=>T.
9.否定律 P∨¬P<=>T; P∧¬P<=>F.
10.双否定律¬¬P<=>P.
参考资料
最新修订时间:2023-01-05 04:10
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命题和逻辑连接词
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