【数理逻辑】命题逻辑 ( 等值演算 | 幂等律 | 交换律 | 结合律 | 分配律 | 德摩根律 | 吸收率 | 零律 | 同一律 | 排中律 | 矛盾律 | 双重否定率 | 蕴涵等值式 ... )

2023-03-28 17:43:10 浏览数 (1)

文章目录

  • 一、等值演算
  • 二、等值式
  • 三、基本等值式
  • 四、基本运算
  • 五、等值演算

基于上一篇博客 【数理逻辑】命题逻辑 ( 命题与联结词回顾 | 命题公式 | 联结词优先级 | 真值表 可满足式 矛盾式 重言式 ) ;

一、等值演算


等值演算 :

  • 等值式
  • 基本等值式
  • 等值演算置换规则

二、等值式


等值式概念 :

A , B

是两个命题公式 , 如果

A leftrightarrow B

是永真式 , 那么

A,B

两个命题公式是等值的 , 记做

A Leftrightarrow B

;

等值式特点 :

A

B

两个命题公式 , 可以 互相代替 , 凡是出现

A

的地方都可以替换成

B

, 凡是出现

B

的地方都可以替换成

A

;

证明

p to q

lnot p lor q

是等值式 ;

p p p

q q q

p → q p to q p→q

¬ p ∨ q lnot p lor q ¬p∨q

( p → q ) ↔ ( ¬ p ∨ q ) (p to q) leftrightarrow (lnot p lor q) (p→q)↔(¬p∨q)

0 0 0

0 0 0

1 1 1

1 1 1

1 1 1

0 0 0

1 1 1

1 1 1

1 1 1

1 1 1

1 1 1

0 0 0

0 0 0

0 0 0

1 1 1

1 1 1

1 1 1

1 1 1

1 1 1

1 1 1

p
q
p to q
lnot p lor q
(p to q) leftrightarrow (lnot p lor q)
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
1

写出两个命题公式的真值表 , 从而 计算

(p to q) leftrightarrow (lnot p lor q)

的真值表 , 计算完成后发现其是 永真式 , 根据定义 , 这两个命题公式是等价的 ,

(p to q) Leftrightarrow (lnot p lor q)

;

三、基本等值式


基本运算规律 :

  • 1. 幂等律 :
A Leftrightarrow A lor A

,

A Leftrightarrow A land A
  • 2. 交换律 :
A lor B Leftrightarrow B lor A

,

A land B Leftrightarrow B land A
  • 3. 结合律 :
(A lor B ) lor C Leftrightarrow A lor (B lor C)

,

(A land B ) land C Leftrightarrow A land (B land C)
  • 4. 分配律 :
A lor (B land C) Leftrightarrow ( A lor B ) land ( A lor C )

,

A land (B lor C) Leftrightarrow ( A land B ) lor ( A land C )

新运算规律 :

  • 5. 德摩根律 :
lnot ( A lor B ) Leftrightarrow lnot A land lnot B

,

lnot ( A land B ) Leftrightarrow lnot A lor lnot B
  • 6. 吸收率 :
    • 前者将后者吸收了 :
    A lor ( A land B ) Leftrightarrow A
    • 后者将前者吸收了 :
    A land ( A lor B ) Leftrightarrow A

    ;

0 , 1

相关的运算律 :

  • 7. 零律 :
A lor 1 Leftrightarrow 1

,

A land 0 Leftrightarrow 0
  • 8. 同一律 :
A lor 0 Leftrightarrow A

,

A land 1 Leftrightarrow A
  • 9. 排中律 :
A lor lnot A Leftrightarrow 1
  • 10. 矛盾律 :
A land lnot A Leftrightarrow 0

对偶原理适用于上述运算律 , 将两边的

land , lor

互换 , 同时

0 ,1

互换 , 等价仍然成立 ;

等价蕴含运算规律 :

  • 11. 双重否定率 :
lnot lnot A Leftrightarrow A
  • 12. 蕴涵等值式 :
A to B Leftrightarrow lnot A lor B
  • 13. 等价等值式 :
A leftrightarrow B Leftrightarrow ( A to B ) lor ( B to A )
  • 14. 等价否定等值式 :
A leftrightarrow B Leftrightarrow lnot A leftrightarrow lnot B
  • 15. 假言易位 ( 逆否命题 ) :
A to B Leftrightarrow lnot B to lnot A
  • 16. 归谬论 ( 反证法 ) :
( A to B ) land ( A to lnot B ) Leftrightarrow lnot A

四、基本运算


基本运算 :

等价等值式 : 等价联结词

leftrightarrow

不是必要的 , 使用

to , lor

两个联结词可以替换 等价联结词 ;

蕴含等值式 : 蕴含联结词

to

不是必要的 , 使用

lnot , lor

两个联结词可以替换 蕴含联结词 ;

德摩根律 :

  • 有了 与 (
land

) 非 (

lnot

) , 就可以表示 或 (

lor

)

  • 有了 或 (
lor

) 非 (

lnot

) , 就可以表示 与 (

land

)

因此得出结论 , 与非 或者 或非 ( 二选一 ) , 可以表示所有的命题 ;

五、等值演算


证明

p to ( q to r )

(p land q) to r

是等价的 ;

证明上述两个命题是等价的 , 有两种方法 :

  • 一个是列出 真值表
  • 另外一个就是进行 等值演算
p to ( q to r )

使用 蕴含等值式 , 进行置换 : 将

q to r

置换为

lnot q lor r
Leftrightarrow p to ( lnot q lor r )

继续使用 蕴含等值式 , 将外层的蕴含符号置换 :

Leftrightarrow lnot p lor ( lnot q lor r )

使用 结合律 , 将

p, q

结合在一起 :

Leftrightarrow ( lnot p lor lnot q ) lor r

使用 德摩根律 , 将

lnot

提取到外面 :

Leftrightarrow lnot ( p land q ) lor r

使用 蕴含等值式 , 进行置换 ;

Leftrightarrow (p land q) to r

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