05 命题的合式公式

•我们会逐渐进入命题逻辑的形式讨论:我们对命题只注意其命题形式,对联结词只注意其逻辑意义。

•命题逻辑合式公式的定义给出了命题逻辑研究的对象范围。所有符合定义的合式公式构成合式公式空间,它可被视为命题逻辑的符号化语言。语言的结构包括符号表、语法规则(即合适公式定义)和语义(也即真值)。•定义:符号化语言 Lp  的符号表包括

−小写英文字母:p,  q,  r,  … 称为命题变量(或原子变量)。所有可能出现的命题变量的集合记为 Var ;

−命题联结词:包括五个联结词 ¬,  ∧,  ∨,  →,  ;−助记符:包括左右两个小括号 (, ) 。

•定义:命题逻辑的合式公式 (wff, well ‐formed  formula) •一个命题变量 p  是一个 wff ;

•若 A  是 wff ,则 (¬A) 也是 wff ;

•若 A,  B  是 wff ,则 (A∧B),  (A∨B),  (A→B),  (AB)  也是wff ;•当且仅当有限次使用上述规则得到的才是 wff 。上述定义是一个归纳定义,1) 是归纳基始,2)  3) 是归纳步,4) 是最小化规则 命题逻辑的合式公式以下简称为公式

•定义:联结词的优先级

−规定联结词的运算优先级从高到底为:¬  ∧  ∨  →  −书写公式时,在不引起误解的情况下,可以省略部分小括号。»例:(p→(q∧r))

可写成 p →(q∧r),  或 p →q ∧r

•定义:真值赋值函数

−具有形式 t:Var→{0,1} 的函数,它为变量表 Var  中的每个命题变量 p ∈Var  指派一个真值 (1/0)。

»例:Var  = {p, q},可以定义赋值函数t 如下:

t(p)=0,t(q)=1

•定义:真值赋值函数

−在含有 n  个命题变量的 Var 上,可以定义的赋值函数有 2n  个,称为对此 n 个命题变量的 2n  个解释。

»例:对 Var={p, q},可以有 2n =4个不同的解释:

t 0(p)=0,t 0(q)=0; t 1(p)=0,t 1(q)=1;

t 2(p)=1,t 2(q)=0; t 3(p)=1,t 3(q)=1;

•定义:合式公式的真值

−设下述 A,  B,  C  都是合式公式。给定一个真值赋值函数 t  : Var  → {0,1} ,则任意公式 A  在 t  下的真值 T(A):

−若 A  是命题变量形式 p ,则 T(A)=T(p);

−若 A  具有形式 (¬B),则 T(A)=1 iff  T(B)=0;

−若 A  具有形式 (B∧C) ,则 T(A)=1 iff  T(B)=1且T(C)=1;

−若 A  具有形式 (B∨C) ,则 T(A)=0 iff  T(B)=0且T(C)=0;

−若 A  具有形式 (B→C) ,则 T(A)=0 iff  T(B)=1且T(C)=0;

−若 A  具有形式 (BC) ,则 T(A)=1 iff  T(B)=T(C);

注意到 Var 中包含了本次计算涉及的所有命题变量。

上述对A 的真值T(A)的定义是一个递归定义,对T(A)的计算是一个递归过程,所需步数等于利用wff 定义构造A 的归纳步数。由于A 的构造步数是有限的,所以T(A)的递归计算将在有限步数后终止。

•定义:合式公式的真值表

−可以采用真值表的方法对 A  的逻辑意义作直观的描述:对任何一个可能的赋值函数(解释)t i ,计算出相应 T(A),称为 A  在 t i 下的真值。将所有的 2n  个(n=|Var|) 不同的解释及 A  在各个解释下的真值用表格的形式列明,称为公式A  的真值表。

•定义:合式公式的真值表

−例: (p∧(p∨q)) p

1

1q (p∨q) (p∧(p∨q)) [1**********]1

在每个解释下,计算 (p∨q)  的真值,再以 p  的真值和 (p∨q)  的真值作合取,依合取的定义得到最右栏的真值.

•定义:合式公式的真值表

−例:((p∧q) →r) p

0

0

0

0

1

1

1

1 q 00110011r 01010101(p ∧ q) ((p∧q) →r) 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1

•定义:重言式、可满足式和矛盾式

−在所有真值赋值函数下真值都为1的合式公式称为重言式(或永真式)。−能在某一真值赋值函数下取得真值1的合式公式称为可满足式。

−在所有真值赋值函数下真值都为0的合式公式称为矛盾式(或永假式)。重言式在任何解释下都为真,故其真值表对应的最右列全是1;  可满足式至少在一个解释下为真,故该列至少有一个是1;  矛盾式在任何解释下都为假,故该列全是0 •定义:重言式、可满足式和矛盾式

−例: (p∧q) →(p∨q)  是重言式

p

1

1q (p ∧ q) (p∨q) (p∧q) →(p∨q) [**************]1

•定义:重言式、可满足式和矛盾式

−例: ¬(p→q) ∧q  是矛盾式

p

1

1

  下一单元内容提示

−自然语言形式化q →→→q) ∧q [**************]0

•我们会逐渐进入命题逻辑的形式讨论:我们对命题只注意其命题形式,对联结词只注意其逻辑意义。

•命题逻辑合式公式的定义给出了命题逻辑研究的对象范围。所有符合定义的合式公式构成合式公式空间,它可被视为命题逻辑的符号化语言。语言的结构包括符号表、语法规则(即合适公式定义)和语义(也即真值)。•定义:符号化语言 Lp  的符号表包括

−小写英文字母:p,  q,  r,  … 称为命题变量(或原子变量)。所有可能出现的命题变量的集合记为 Var ;

−命题联结词:包括五个联结词 ¬,  ∧,  ∨,  →,  ;−助记符:包括左右两个小括号 (, ) 。

•定义:命题逻辑的合式公式 (wff, well ‐formed  formula) •一个命题变量 p  是一个 wff ;

•若 A  是 wff ,则 (¬A) 也是 wff ;

•若 A,  B  是 wff ,则 (A∧B),  (A∨B),  (A→B),  (AB)  也是wff ;•当且仅当有限次使用上述规则得到的才是 wff 。上述定义是一个归纳定义,1) 是归纳基始,2)  3) 是归纳步,4) 是最小化规则 命题逻辑的合式公式以下简称为公式

•定义:联结词的优先级

−规定联结词的运算优先级从高到底为:¬  ∧  ∨  →  −书写公式时,在不引起误解的情况下,可以省略部分小括号。»例:(p→(q∧r))

可写成 p →(q∧r),  或 p →q ∧r

•定义:真值赋值函数

−具有形式 t:Var→{0,1} 的函数,它为变量表 Var  中的每个命题变量 p ∈Var  指派一个真值 (1/0)。

»例:Var  = {p, q},可以定义赋值函数t 如下:

t(p)=0,t(q)=1

•定义:真值赋值函数

−在含有 n  个命题变量的 Var 上,可以定义的赋值函数有 2n  个,称为对此 n 个命题变量的 2n  个解释。

»例:对 Var={p, q},可以有 2n =4个不同的解释:

t 0(p)=0,t 0(q)=0; t 1(p)=0,t 1(q)=1;

t 2(p)=1,t 2(q)=0; t 3(p)=1,t 3(q)=1;

•定义:合式公式的真值

−设下述 A,  B,  C  都是合式公式。给定一个真值赋值函数 t  : Var  → {0,1} ,则任意公式 A  在 t  下的真值 T(A):

−若 A  是命题变量形式 p ,则 T(A)=T(p);

−若 A  具有形式 (¬B),则 T(A)=1 iff  T(B)=0;

−若 A  具有形式 (B∧C) ,则 T(A)=1 iff  T(B)=1且T(C)=1;

−若 A  具有形式 (B∨C) ,则 T(A)=0 iff  T(B)=0且T(C)=0;

−若 A  具有形式 (B→C) ,则 T(A)=0 iff  T(B)=1且T(C)=0;

−若 A  具有形式 (BC) ,则 T(A)=1 iff  T(B)=T(C);

注意到 Var 中包含了本次计算涉及的所有命题变量。

上述对A 的真值T(A)的定义是一个递归定义,对T(A)的计算是一个递归过程,所需步数等于利用wff 定义构造A 的归纳步数。由于A 的构造步数是有限的,所以T(A)的递归计算将在有限步数后终止。

•定义:合式公式的真值表

−可以采用真值表的方法对 A  的逻辑意义作直观的描述:对任何一个可能的赋值函数(解释)t i ,计算出相应 T(A),称为 A  在 t i 下的真值。将所有的 2n  个(n=|Var|) 不同的解释及 A  在各个解释下的真值用表格的形式列明,称为公式A  的真值表。

•定义:合式公式的真值表

−例: (p∧(p∨q)) p

1

1q (p∨q) (p∧(p∨q)) [1**********]1

在每个解释下,计算 (p∨q)  的真值,再以 p  的真值和 (p∨q)  的真值作合取,依合取的定义得到最右栏的真值.

•定义:合式公式的真值表

−例:((p∧q) →r) p

0

0

0

0

1

1

1

1 q 00110011r 01010101(p ∧ q) ((p∧q) →r) 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1

•定义:重言式、可满足式和矛盾式

−在所有真值赋值函数下真值都为1的合式公式称为重言式(或永真式)。−能在某一真值赋值函数下取得真值1的合式公式称为可满足式。

−在所有真值赋值函数下真值都为0的合式公式称为矛盾式(或永假式)。重言式在任何解释下都为真,故其真值表对应的最右列全是1;  可满足式至少在一个解释下为真,故该列至少有一个是1;  矛盾式在任何解释下都为假,故该列全是0 •定义:重言式、可满足式和矛盾式

−例: (p∧q) →(p∨q)  是重言式

p

1

1q (p ∧ q) (p∨q) (p∧q) →(p∨q) [**************]1

•定义:重言式、可满足式和矛盾式

−例: ¬(p→q) ∧q  是矛盾式

p

1

1

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−自然语言形式化q →→→q) ∧q [**************]0


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