购买
下载掌阅APP,畅读海量书库
立即打开
畅读海量书库
扫码下载掌阅APP

2.3 谓词公式的解释和分类

2.3.1 谓词公式的解释

在谓词公式中,要确定其真值,需要指定个体域,要对谓词变元和个体变元赋以确定的值,要给函数符号指定具体的函数。因此对谓词公式的解释要复杂得多。下面给出谓词公式的一个解释的概念。

定义2.3.1 谓词逻辑中公式 A 的一个解释(或赋值) I 由如下四部分组成:

1)非空的个体域集合 D

2) A 中的每个常量符号,指定 D 中的某个特定的元素;

3) A 中的每个 n 元函数符号,指定 D n D 的某个特定的函数;

4) A 中的每个 n 元谓词符号,指定 D n 到{0,1}的某个特定的谓词。

例2.3.1 给定解释 I 如下:

1)个体域为实数集合 ℝ;

2)元素 a =0;

3) N 中特定的函数 f x , y )= x-y

4) N 中特定的谓词 F x , y ): x < y

在解释 I 下,求下列公式的真值。

1)∀ xF f a x ), a

2)

3)∀ x y z F x y )→ F f x z ), f y z )))

4)∀ x yF x f f x y ), y ))

5)∀ xF x f x a ))→ F x y

1)∀ xF f a x ), a )⇔∀ x f a x )< a )⇔∀ x a-x a )⇔∀ x (0 -x <0)⇔∀ x (0< x )⇔0。

2)

3)∀ x y z F x y )→ F f x z ), f y z )))⇔∀ x y z (( x y )→( f x z )< f y z )))⇔∀ x y z (( x y )→( x-z y-z ))⇔∀ x y z (( x y )→( x y ))⇔1。

4)∀ x yF x f f x y ), y ))⇔∀ x y x f f x y ), y ))⇔∀ x y x <( f x y -y ))⇔∀ x y x <( x-y-y ))⇔∀ x y x x -2 y )⇔1。

5)∀ xF x f x a ))→ F x y )⇔∀ x x <( x -0))→( x y )⇔∀ x x x )→( x y )⇔1,因为蕴含式的前件为假。

定理2.3.1 封闭的谓词公式在任何解释下都变成命题。

证明 略。

不是闭式的谓词公式在某些解释下也可能变成命题,如例2.3.1中的公式5)不是闭式,但在解释 I 下是真命题。

2.3.2 谓词公式的分类

定义2.3.2 A 是一个谓词公式。如果 A 在任何解释下的真值恒为真,则称 A 永真式 (或 逻辑有效式 );如果 A 在任何解释下的真值恒为假,则称该谓词公式为 永假式 (或 矛盾式 );如果至少存在一个解释使 A 的真值为真,则称 A 可满足式

例2.3.2 判定公式 ∀ y xA x y )←→∃ x yxA x y )的类型。

设个体域为自然数集合,令 A x y )表示 xy = y 。因为对任何自然数 y ,均存在自然数 x ,使得 xy = y ,所以∀ y xA x y )在该解释下的真值为1,而此时∃ x yA x y )的真值也为1,因为存在一个自然数 x ,使得对所有的自然数 y ,都有 xy = y 。因而在此解释下∃ x yA x y )←→∀ y xA x y )的真值为1。

再设个体域为自然数集合, A x y )表示 x y 。因为对任何自然数 y ,均存在自然数 x ,使得 x y ,所以∀ y xA x y )在该解释下的真值为1,而此时∃ x yA x y )的真值为0,因为不存在一个自然数 x ,使得对所有的自然数 y ,都有 x y 。因而在此解释下∃ x yA x y )←→∀ y xA x y )的真值为0。

因此公式∀ y xA x y )←→∃ x yA x y )不是永真式,是可满足式。

谓词公式没有像命题公式那样的真值表。判定一个谓词公式为永真式,当论述域是无限集时,要求在任何解释下谓词公式的真值均为1,这是不可能的。目前,还没有可行的算法判定一个谓词公式的类型,只能对一些特殊的谓词公式进行判断。

对于一些特殊的谓词公式,如果它是永真式或矛盾式,则可以采用分析法或公式法进行证明,如果它是可满足式,则要通过举例说明,给出两种解释,一种解释使其为真,另一种解释使其为假。

定义2.3.3 A 0 是含命题变元 p 1 p 2 p 3 ,…, p n 的命题公式, A 1 , A 2 ,…, A n n 个谓词公式,用 A i (1≤ i n )代替 A 0 中的 p i ,所得公式 A 称为 A 0 代换实例

F x )→ G y )、∀ xF x )→∃ xF x )都是 p q 的代换实例。

定理2.3.2 命题公式中永真式的代换实例都是永真式,矛盾式的代换实例都是矛盾式。

证明 略。

例2.3.3 判断下列公式是永真式还是矛盾式。

1)∃ x A x )→ B x ))←→(∀ xA x )→∃ xB x ))

2)(∃ xA x )→∃ xB x ))→∃ x A x )→ B x ))

3)

因此有∃ x A x )→ B x ))←→(∀ xA x )→∃ xB x ))⇔1

所以∃ x A x )→ B x ))←→(∀ xA x )→∃ xB x ))为永真式。

所以(∃ xA x )→∃ xB x ))→∃ x A x )→ B x ))是永真式。

3)因为 ,而 的代换实例,所以 是矛盾式。

5LviVkweDK0t/51gmqSizZxvm04VmywnbsLtrDVzmZBEatsdl0/S2JH5M8XC7ZrE

点击中间区域
呼出菜单
上一章
目录
下一章
×