第一部分 數理邏輯 第五章 一階邏輯等值演算與推理

2021-06-28 03:53:45 字數 2105 閱讀 1704

1 - 要點

等值式:設a,b是一階邏輯公式,若a↔b為永真式,則稱a與b等值,記為a⇔b

基本等值式:

第一組:命題邏輯中基本等值式的代換例項

第二組:一階邏輯中的重要公式

(1)在有限個體域中的重要等值式

設個體域d=,則:∀xa(x)⇔

a(a₁)∧a(a₂)∧…∧a(a

n),∃xa(x)⇔

a(a₁)∨

a(a₂)∨…∨a(an)

,(2)量詞否定等值式

¬∀xa(x)⇔∃

x¬a(x),¬∃

xa(x)⇔∀x¬a(x)

(3)量詞轄域收縮與擴張等值式:下面公式中,a(x)是含x自由出現的公式,b中不含x的自由出現,則

∀x(a(x)∨b)⇔∀xa(x)

∨b∀x(a(x)

∧b)⇔∀xa(x)∧b

∀x(a(x)

→b)⇔∃xa(x)→b

∀x(b→

a(x)

)⇔b→

∀xa(x)

∃x(a(x)

∨b)⇔∃xa(x)∨b

∃x(a(x)∧b)⇔∃xa(x)∧b

∃x(a(x)

→b)⇔∀xa(x)→b

∃x(b→a(x)

)⇔b→

∃xa(x)

(4)量詞分配等值式

∀x(a(x)

∧b(x))⇔∀xa(x)∧

∀xb(x)

∃x(a(x)

∨b(x))⇔∃xa(x)∨

∃xb(x)

三個主要規則:

(1)置換規則

(2)換名規則

(3)代替規則

前束正規化

公式a的前束正規化

求給定公式的前束正規化:利用重要的等值式、置換規則、換名規則、代替規則等,對給定公式進行等值演算即可求出給定公式的前束正規化

推理的形式結構

(1)形式結構1:a₁∧a

₂∧…∧a

k→b(*)

其中a₁,

a₂,…,ak

,b,均為一階邏輯公式。如果(*)是永真式,則稱推理正確,否則稱推理不正確

(2)形式結構2:

前提:a₁,a

₂,…,ak

結論:b

一階邏輯中重要的推理定理

第一組:命題邏輯推理定理的代換例項

第二組:一階邏輯中每個基本等值式均生成兩條推理定理

第三組:一些常用的重要推理定律

(1)∀xa(x)∨

∀xb(x)⇒∀x(a(x)

∨b(x))

(2)∃x(a(x)

∧b(x))⇒∃xa(x)∧

∃xb(x)

(3)∀x

(a(x)

→b(x))

⇒∀xa(x)→∀xb(x)

(4)∃x

(a(x)

→b(x))

⇒∃xa(x)→∃

xb(x)

自然推理系統n

1. 字母表

2. 合式公式

3. 推理規則

(1)前提引入規則

(2)結論引入規則

(3)置換規則

(4)假言推理規則

(5)附加規則

(6)化簡規則

(7)拒取式規則

(8)假言三段論規則

(9)析取三段論規則

(10)構造性二難規則

(11)合取引入規則

(12) ∀-規則:全稱量詞消去規則

(13) ∀+規則:全稱量詞引入規則

(14) ∃+規則:存在 量詞引入規則

(15) ∃-規則:存在量詞消去規則

推理的證明:給定前提a₁,a

₂,…,a

k,結論b,設公式序列c₁,c

₂,…,c

l。如果每乙個i(i=1,2,…,l),c

i是某個a

j,或者可由序列中前面的公式應用推理規則得到,並且c

l=b,則稱公式序列c₁,c

₂,…,c

l是由a₁,a

₂,…,a

k推b的證明

第一部分 數理邏輯 第四章 一階邏輯基本概念

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