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第四章-一阶(谓词)逻辑基本概念

一阶逻辑命题符号化

个体词、谓词、量词

谓词

定义:刻画个体词性质或个体词之间相互关系的词,常用F, G, H等表示

谓词常项 如, F(a):a是人

谓词变项 如, F(x):x具有性质F

n(n≥1)元谓词:P(x1, x2, …, xn) ,可以看成是以个体域为定义域,以{0,1}为值域的n元函数 一元谓词(n=1)——表示性质 多元谓词(n≥2)——表示事物之间的关系 如, L(x,y):x与 y 有关系 L;G(x,y):x≥y;…

0元谓词——不含个体变项的谓词, 即命题常项或命题变项,0元谓词是命题。任何命题均可以表示为0元谓词

量词

定义:表示个体常项或变项之间数量关系的词

全称量词∀

存在量词∃

一阶逻辑命题符号化

0元谓词

解析:

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涉及到量词

在一阶逻辑中将下面命题符号化 (1) 人都爱美 (2) 有人用左手写字 个体域分别为 (a) D为人类集合 (b) D为全总个体域

分析:

  1. ∀xG(x), G(x):x爱美

  2. ∃xG(x), G(x):x用左手写字

F(x):x为人,G(x):x爱美

  1. ∀x(F(x) → G(x))

  2. ∃x(F(x) ∧ G(x))

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多元变量的符号化

在一阶逻辑中将下面命题符号化 (1) 正数都大于负数 (2) 有的无理数大于有的有理数

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带否定的命题符号化

在一阶逻辑中将下面命题符号化 (1) 没有不呼吸的人 (2) 不是所有的人都喜欢吃糖

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顺序不能调换

设个体域为实数域, 将下面命题符号化

  1. 对每一个数x都存在一个数y使得x<y

  2. 存在一个数x使得对每一个数y都有x<y

分析:

解 L(x,y):x<y

  1. ∀x∃yL(x,y)

  2. ∃x∀yL(x,y)

一阶逻辑公式及其解释

合式公式

合式公式定义如下:

  1. 原子公式是合式公式.

  2. 若A是合式公式,则 (¬A)也是合式公式

  3. 若A, B是合式公式,则(A∧B), (A∨B), (A→B), (A↔︎B)也是合式公式

  4. 若A是合式公式,则∀xA, ∃xA也是合式公式

  5. 只有有限次地应用(1)—(4)形成的符号串才是合式公式.

合式公式也称为谓词公式,简称公式

如, F(x), F(x)∨¬G(x,y), ∀x(F(x)→G(x)) ,∃x∀y(F(x)→G(y)∧L(x,y))等都是合式公式

封闭的公式

指导变元和辖域

定义: 在公式 ∀xA 和 ∃xA 中,称 x 为指导变元,A 为相应量词的辖域。在 ∀x 和 ∃x 的辖域中,x 的所有出现都称为约束出现,A 中不是约束出现的其他变项均称为是自由出现的。

举例:

例1:

∀x(F(x,y)→G(x,z)),x 为指导变元,(F(x,y)→G(x,z)) 为 ∀x 的辖域,x 的两次出现均为约束出现,y 与 z 均为自由出现。

例2:

∃x(F(x,y,z)→∀y(G(x,y)∧H(x,y,z))),∃x 中的 x 是指导变元,辖域为 (F(x,y,z)→∀y(G(x,y)∧H(x,y,z)))。∀y 中的 y 是指导变元,辖域为 (G(x,y)∧H(x,y,z))。x 的 3 次出现都是约束出现,y 的第一次出现是自由出现,后 2 次是约束出现,z 的 2 次出现都是自由出现。

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闭式

定义4.6 若公式 A 中不含自由出现的个体变项,则称 A 为封闭的公式,简称闭式。

例如,∀x∀y(F(x)∧G(y)→H(x,y)) 为闭式,而 ∃x(F(x)∧G(x,y)) 不是闭式

合式公式的解释

说白了就是广义赋值


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永真式、矛盾式、可满足式

  1. 闭式在任何解释下都是命题
  2. 若公式A在任何解释下均为真, 则称A为永真式(逻辑有效式). 若A在任何解释下均为假, 则称A为矛盾式(永假式). 若至少有一个解释使A为真, 则称A为可满足式.

注:

永真式为可满足式,但反之不真

判断公式是否是可满足的(永真式, 矛盾式)是不可判定的


举例:判断公式类型 闭式只用假设前件真假来判断整个公式真假

非闭式需要找出具体假设


代换实例

说白了就是替换,将复杂的替换成简单的