§3命题形式和真值表
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专题03 命题形式变化及真假判定【热点聚焦与扩展】(一)命题结构变换1、四类命题间的互化:设原命题为“若,则”的形式,则 (1)否命题:“若,则” (2)逆命题:“若,则” (3)逆否命题:“若,则”2、,(1)用“或”字连接的两个命题(或条件),表示两个命题(或条件)中至少有一个成立即可,记为 (2)用“且”字连接的两个命题(或条件),表示两个命题(或条件)要同时成立,记为3、命题的否定:命题的否定并不是简单地在某个地方加一个“不”字,对于不同形式的命题也有不同的方法(1)一些常用词的“否定”:是→不是 全是→不全是 至少一个→都没有 至多个→至少个 小于→大于等于 (2)含有逻辑联结词的否定:逻辑联接词对应改变,同时均变为:或→且 且→或(3)全称命题与存在性命题的否定全称命题: 存在性命题: 规律为:两变一不变① 两变:量词对应发生变化(),条件要进行否定 ② 一不变:所属的原集合的不变化(二)命题真假的判断:判断命题真假需要借助所学过的数学知识,但在一组有关系的命题中,真假性也存在一定的关联.1、四类命题:原命题与逆否命题真假性相同,同理,逆命题与否命题互为逆否命题,所以真假性也相同.而原命题与逆命题,原命题与否命题真假没有关联p q p ⌝q ⌝q p q ⌝p ⌝p q ∨p q ∧p q ∨p q ∧p ⌝n 1n +,p q ,p q ⌝⌝p q p ⌝q ⌝p q p ⌝q ⌝():,:,()p x M p x p x M p x ∀∈→⌝∃∈⌝():,:,()p x M p x p x M p x ∃∈→⌝∀∈⌝∀⇔∃()p x ()p x ⇒⌝x M2、,,如下列真值表所示:简而言之“一真则真” 简而言之“一假则假” 3、:与命题真假相反. 4、全称命题:真:要证明每一个中的元素均可使命题成立 假:只需举出一个反例即可 5、存在性命题:真:只需在举出一个使命题成立的元素即可 假:要证明中所有的元素均不能使命题成立【经典例题】例1、【2020年高考全国Ⅱ卷文理16】设有下列四个命题: 1p :两两相交且不过同一点的三条直线必在同一平面内.2p :过空间中任意三点有且仅有一个平面. 3p :若空间两条直线不相交,则这两条直线平行. 4p :若直线⊂l 平面α,直线⊥m 平面α,则l m ⊥.则下述命题中所有真命题的序号是 . ①41p p ∧②21p p ∧③32p p ∨⌝④ 43p p ⌝∨⌝ 【答案】①③④【思路导引】利用两交线直线确定一个平面可判断命题1p 的真假;利用三点共线可判断命题2p 的真假;利用异面直线可判断命题3p 的真假,利用线面垂直的定义可判断命题4p 的真假.再利用复合命题的真假可得出结论. 【解析】对于命题1p ,可设1l 与2l 相交,这两条直线确定的平面为α;若3l 与1l 相交,则交点A 在平面α内,p q ∨p q ∧p ⌝p M M M同理3l 与2l 的交点B 也在平面α内,∴AB α⊂,即3l α⊂,命题1p 为真命题;对于命题2p ,若三点共线,则过这三个点的平面有无数个,命题2p 为假命题;对于命题3p ,空间中两条直线相交、平行或异面,命题3p 为假命题;对于命题4p ,若直线m ⊥平面α,则m 垂直于平面α内所有直线,直线l ⊂平面α,∴直线m ⊥直线l ,命题4p 为真命题.综上可知,14p p ∧为真命题,12p p ∧为假命题,23p p ⌝∨为真命题,34p p ⌝∨⌝为真命题.故答案为:①③④.【专家解读】本题的特点是注重知识的灵活应用,本题考查了空间点、线、面位置关系的判断,考查复合命题真假的判断,考查数学运算、直观想象、逻辑推理等学科素养.解题关键是正确理解空间点线面的位置关系,理解或命题、且命题、非命题的含义及其真值表.例2.【四川省宜宾市2020届高三三模】下列命题是假命题的是( )A .000sin cos x R x x ∃∈-,B .00cos 1x R x ∃∈≥,C .()01ln x x x ∀∈+∞-≥,,D .(0)tan 2x x x π∀∈>,,【答案】A【解析】因为sin cos )4x x x π-=-,其值域为[,所以A 项错误;因为cos [1,1]x ∈-,所以B 项正确;令()1ln =--f x x x ,11'()1x f x x x-=-=, 当01x <<时,'()0f x <,当1x >时,'()0f x >,所以函数()1ln =--f x x x 在(0,1)上单调减,在(1,)+∞上单调增, 所以()1ln =--f x x x 在1x =处取得最小值,且(1)0f =, 所以()0f x ≥在(0,)+∞上恒成立,所以C 项正确;借助于三角函数线,可知(0)tan 2x x x π∀∈>,,,所以D 项正确;故选:A.【专家解读】该题考查的是有关命题真假的判断,涉及到的知识点有三角函数的值域,导数的应用,属于简单题目.例3.【2020届陕西省西安中学高三四模】已知命题p :x R ∃∈,20x ->;命题q :0x ∀≥x <,则下列说法中正确的是 A .p q ∨是假命题 B .p q ∧是真命题 C .()p q ∧⌝是真命题 D .()p q ∨⌝是假命题【答案】C【解析】命题p ,003,20x x ∃=->,即命题p 为真,对命题q ,去111424x x ==>= ,所以命题q 为假,p ⌝为真 所以()p q ∧⌝是真命题,故选:C.【专家解读】(1)对于一些简单命题,判断为真,许推理证明,若判断为假,只需找出一个反例即可; (2)对于复合命题的真假判断应利用真值表;(3)也可以利用“互为逆否命题”的等价性,通过判断其逆否命题的真假来判断原命题的真假.例4.【湖南省长沙市长郡中学2020届高三三模】已知命题:p x R ∃∈,2230x x ++<,则命题p 的否定是( )A .x R ∃∈,2230x x ++>B .x R ∀∈,2230x x ++≤C .x R ∀∈,2230x x ++≥D .x R ∀∈,2230x x ++>【答案】C【解析】命题p 为特称命题,其否定为:p x R ⌝∀∈,2230x x ++≥. 故选:C.【专家解读】本题考查特称命题的否定的改写,要注意量词和结论的变化,属于基础题. 例5.【河北省鸡泽县第一中学2020年高三三模】下列命题是真命题的为( ) A .若=,则x =y B .若x 2=1,则x =1 C .若x =y ,则=D .若x <y ,则x 2<y 2【答案】A 【解析】由得x=y ,而由x 2=1得x=±1,由x=y ,不一定有意义,而x <y 得不到x 2<y 2,故选A .例6.【河南省名校联盟2020年高三三模】下列命题为真命题的个数是( ) ①{x x x ∀∈是无理数},2x 是无理数; ②若0a b ⋅=,则0a =或0b =;③命题“若220x y +=,x ∈R ,y ∈R ,则0x y ==”的逆否命题为真命题;④函数()x xe ef x x--=是偶函数.A .1B .2C .3D .4【答案】B【解析】对于①中,当x =22x =为有理数,故①错误;对于②中,若0a b ⋅=,可以有a b ⊥,不一定要0a =或0b =,故②错误;对于③中,命题“若220x y +=,x ∈R ,y ∈R ,则0x y ==”为真命题,其逆否命题为真命题,故③正确;对于④中,()()x x x xe e e ef x f x x x-----===-,且函数的定义域是(,0)(0,)-∞+∞,定义域关于原点对称,所以函数()x xe ef x x--=是偶函数,故④正确.综上,真命题的个数是2.故选:B.【专家解读】本题考查命题真假的判断,涉及全称命题的真假的判断、逆否命题真假的判断、向量垂直等价条件的应用以及函数奇偶性的判断,考查推理能力.例7.【安徽省六安市第一中学2020届高三三模】下列命题错误的是( )A .命题“若0xy =,则x ,y 中至少有一个为零”的否定是:“若0xy ≠,则x ,y 都不为零”B .对于命题0:p x R ∃∈,使得20010x x ++<,则:p x R ⌝∀∈,均有210x x ++≥C .命题“若0m >,则方程20x x m +-=有实根”的逆否命题为“若方程20x x m +-=无实根,则0m ≤”D .“1x =”是“2320x x -+=”的充分不必要条件 【答案】A【解析】A 选项中命题的否定是:若0xy =,则x ,y 都不为零,故A 不正确;B 选项是一个特称命题的否定,变化正确;C 选项是写一个命题的逆否命题,需要原来的命题条件和结论都否定再交换位置,C 正确;D 选项由前者可以推出后者,而反过来不是只推出1x =,故D 正确, 故选:A.【专家解读】本题考查了命题的否定,逆否命题,充分不必要条件,意在考查学生的推断能力.【精选精练】1.【2020届湖南长沙市第一中学高三三模】已知命题p :x R ∀∈,23x x <;命题q :x R ∃∈,321x x =-,则下列命题中为真命题的是:( ) A .p q ∧ B .p q ⌝∧ C .p q ∧⌝ D .p q ⌝∧⌝【答案】B【解析】0x =可知: 命题p :x R ∀∈,23x x <为假命题,由函数图象可知命题32:,1q x R x x ∃∈=-为真命题,所以p q ⌝∧为真命题.2.【河南省开封市2020届高三二模】已知:0p x ∀>,10x x-≥,则p ⌝为( ) A .00x ∃>,0010x x -< B .00x ∃≤,0010x x -< C .0x ∀>,10x x -< D .00x ∀≤,10x x-≥ 【答案】A【解析】因为1:0,0p x x x∀>-,是全称命题, 故p ⌝为:00x ∃>,0010x x -<;故选:A . 【专家解读】本题考查含量词命题的否定,属于基础题.3.【黑龙江省大庆实验中学2020届高三三模】下列说法错误的是( )A .命题“若2320x x -+=,则1x =”的逆否命题为:“若1x ≠,则2320x x -+≠”B .“1x >”是“||1x >”的充分而不必要条件C .若p 且q 为假命题,则p 、q 均为假命题D .命题:p “存在x ∈R ,使得210x x ++<”,则非:p “任意x ∈R ,均有210x x ++≥”【答案】C【解析】对于选项A ,命题“若2320x x -+=,则1x =”的逆否命题为:“若1x ≠,则2320x x -+≠”,即原命题为真命题;对于选项B ,当1x >时,||1x >,当||1x >,1x >或1x <,即原命题为真命题; 对于选项C ,若p 且q 为假命题,则p 、q 中至少有一个为假命题,即原命题为假命题;对于选项D ,命题:p “存在x ∈R ,使得210x x ++<”,则非:p “任意x ∈R ,均有210x x ++≥”, 即原命题为真命题;故选C.【专家解读】本题考查了命题的逆否命题的真假、充分必要条件、复合命题的真假及特称命题的否定,重点考查了逻辑推理能力,属中档题.4.【吉林省长春市2020届高考数学二模】命题p :存在实数0x ,对任意实数x ,使得()0sin sin x x x +=-恒成立;q :0a ∀>,()ln a xf x a x+=-为奇函数,则下列命题是真命题的是( ) A .p q ∧ B .()()p q ⌝∨⌝ C .()p q ∧⌝ D .()p q ⌝∧【答案】A【解析】对于命题p ,由于()sin sin x x π+=-,所以命题p 为真命题.对于命题q ,由于0a >,由0a xa x+>-解得a x a -<<,且()()1ln ln ln a x a x a x f x f x a x a x a x --++⎛⎫-===-=- ⎪+--⎝⎭,所以()f x 是奇函数,故q 为真命题.所以p q ∧为真命题. ()()p q ⌝∨⌝、()p q ∧⌝、()p q ⌝∧都是假命题.故选:A【专家解读】本小题主要考查诱导公式,考查函数的奇偶性,考查含有逻辑联结词命题真假性的判断,属于基础题.5.【四川省绵阳南山中学2020届高三高考仿真模拟】已知α、β是两个不同的平面,m 、n 是两条不重合的直线,命题p :“若m α⊥,m n ⊥,则//n α”;命题q :“若αβ⊥,n αβ=,m n ⊥,则m β⊥”,则下列命题为真命题的是( ) A .p q ∧ B .p q ∨C .()p q ∨⌝D .()p q ⌝∧【答案】C【解析】命题p 中,若m α⊥,m n ⊥,则n 与α可能平行,也可能n ⊂α,故命题p 为假命题; 命题q 中,若αβ⊥,n αβ=,m n ⊥,m 与β的位置关系可能是m β⊂,//m β,也可能m 与β相交,故命题q 为假命题.因此p q ∧,p q ∨,()p q ⌝∧都是假命题,()p q ∨⌝为真命题.故选:C.【专家解读】本题主要考查判断复合命题的真假,涉及线面位置关系,属于基础题型. 6.【辽宁省沈阳二中2020届高三五模试题】已知命题“x R ∃∈,使212(1)02x a x +-+≤”是假命题,则实数a 的取值范围是( ) A .(,1)-∞- B .(1,3)- C .(3,)-+∞ D .(3,1)-【答案】B【解析】因为命题“x R ∃∈,使212(1)02x a x +-+≤”是假命题,所以212(1)02x a x +-+>恒成立,所以2()114202a ∆=--⨯⨯<,解得13a -<<,故实数a 的取值范围是(1,3)-.故选B . 【专家解读】对于函数恒成立或者有解求参的问题,常用方法有:变量分离,参变分离,转化为函数最值问题;或者直接求函数最值,使得函数最值大于或者小于0;或者分离成两个函数,使得一个函数恒大于或小于另一个函数.而二次函数的恒成立问题,也可以采取以上方法,当二次不等式在R 上大于或者小于0恒成立时,可以直接采用判别式法.7.【2020届重庆市南开中学高三三模】已知,x y R ∈,命题“若220x y +=,则0x =或0y =”的原命题,逆命题,否命题和逆否命题这四个命题中,真命题个数为( ) A .0B .2C .3D .4【答案】B【解析】由于220x y +=,则0x y ==,所以原命题为真命题,其逆否命题也是真命题.否命题为“若220x y +≠,则0x ≠且0y ≠”,如220,1,0x y x y ==+≠,所以否命题为假命题,故逆命题也是假命题.所以真命题的个数为2.故选:B【专家解读】本小题主要考查四种命题的真假性的判断,属于基础题. 8.【黑龙江省哈尔滨三中2020届四模试题】下列命题错误的是( ) A .若“p q ∧”为真命题,则p 与q 均为真命题 B .命题“p q ∧为真”是“p q ∨为真”的必要不充分条件C .若0:p x R ∃∈,2210x x +->,则:p x R ⌝∀∈,2210x x +-≤D .“1x =”是“1x ≥”的充分不必要条件 【答案】B【解析】若“p q ∧”为真命题,则p 与q 均为真命题,故A 正确;若“p q ∧为真,则p 真,q 真,此时“p q ∨为真成立,若“p q ∨为真,则有可能,p q 一真一假,此时“p q ∧为假,所以命题“p q ∧为真”是“p q ∨为真”的充分不必要条件,故B 错误;由特称命题的否定为全称命题可得若0:p x R ∃∈,2210x x +->,则:p x R ⌝∀∈,2210x x +-≤,故C 正确;若“1x =”,则“1x ≥”成立,反之不成立,所以“1x =”是“1x ≥”的充分不必要条件,故D 正确; 故选:B.【专家解读】本小题主要考查复合命题的真假、全称命题与特称命题的相互转化以及充分条件,必要条件等基础知识,属于基础题.9.【黑龙江省哈尔滨市第一中学2020届高三三模】下列关于命题的说法错误的是( ) A .命题“若2320x x -+=,则2x =”的逆否命题为“若2x ≠,则2320x x -+≠” B .“2a =”是“函数()log a f x x =在区间()0,∞+上为增函数”的充分不必要条件 C .“若0x 为()y f x =的极值点,则()00f x '=”的逆命题为真 D .命题p :2x ∀>,230x ->的否定是02x ∃>,0230x -≤ 【答案】C【解析】对于A ,由逆否命题的概念可得命题“若2320x x -+=,则2x =”的逆否命题为“若2x ≠,则2320x x -+≠”,故A 正确;对于B ,若2a =,则函数()log a f x x =在区间()0,∞+上为增函数;若函数()log a f x x =在区间()0,∞+上为增函数,则只需满足1a >;所以“2a =”是“函数()log a f x x =在区间()0,∞+上为增函数”的充分不必要条件,故B 正确;对于C ,“若0x 为()y f x =的极值点,则()00f x '=” 的逆命题为“若()00f x '=,则0x 为()y f x =的极值点”,对函数()3f x x =,()00f '=,但0x =不是函数()f x 的极值点,所以原命题的逆命题为假命题,故C 错误;对于D ,由全称命题的否定可知命题p :2x ∀>,230x ->的否定是02x ∃>,0230x -≤,故D 正确. 故选:C.【专家解读】本题考查了逆否命题、逆命题的改写、全称命题的否定,考查了充分条件、必要条件的判断及对数函数性质、极值点的概念,属于基础题.10.【黑龙江省哈尔滨市第一中学2020届高三6月模拟】已知命题p :棱锥的侧棱长与底面多边形的边长相等,则此棱锥可能是六棱锥;命题q :棱柱的所有的侧面都是长方形或正方形,下列命题为真命题的是( ) A .p q ∧ B .p q ⌝∧C .p q ∧⌝D .p q ⌝∧⌝【答案】D【解析】对于命题p ,因为棱锥的侧棱长与底面多边形的边长相等,故棱锥的侧面为等边三角形, 如果该棱锥是六棱锥,则六个侧面顶角的和为360︒,但六棱锥的侧面的顶角和小于360︒,矛盾,故p 为假命题.对于命题q ,斜棱柱有侧面不是长方形,故命题q 为假命题. 故p q ⌝∧⌝为真命题.故选:D.【专家解读】复合命题p q ∨的真假判断为“一真必真,全假才假”,p q ∧的真假判断为“全真才真,一假必假”,p ⌝的真假判断是“真假相反”.11.【广东省肇庆市2020届高中毕业班第三次统一检测】如图,正方体1111ABCD A B C D -的棱长为1,P 为1AA 的中点,M 在侧面11AA B B 上,有下列四个命题:①若1D M CP ⊥,则BCM ∆ ②平面1A BD 内存在与11D C 平行的直线;③过A 作平面α,使得棱AD ,1AA ,11D C 在平面α的正投影的长度相等,则这样的平面α有4个;④过A 作面β与面1A BD 平行,则正方体1111ABCD A B C D -在面β. 则上述四个命题中,真命题的个数为( )A .1B .2C .3D .4【答案】C 【解析】对于①,以D 为原点,DA 为x 轴,DC 为y 轴,1DD 为z 轴,建立空间直角坐标系,如图1所示;过M 作MG ⊥平面ABCD ,G 是垂足,过G 作GH BC ⊥,交BC 于H ,连结MH ,则(0,0,0)D ,(0,1,0)C ,(1,0,0)A ,1(1,0,)2P ,(0,1,0)C ,1(0,0,1)D ,(1,1,0)B ,设(1,,)M a b ,则1(1,,1)D M a b =-,1(1,1,)2CP =-,∵1D M CP ⊥, ∴1111022D M CP a b ⋅=-+-=,解得21a b -=, ∴1CH a =-,21MG b a ==-,MH ==,∴11122BCM S BC MH ∆=⨯⨯=⋅112210=≥=,当35a =时,min ()BCM S ∆=,①正确; 对于11//D C DC ,DC平面1A BD D =,所以11D C 也与平面1A BD 相交.故②错; ③过A 作平面α,使得棱AD ,1AA ,11D C 在平面α的正投影的长度相等,因为11//D C AB ,且11D C AB =,故11D C 在平面α的正投影的长度等于AB 在平面α的正投影的长度,使得棱AD ,1AA ,11D C 在平面α的正投影的长度相等,即使得使得棱AD ,1AA ,AB 面α的正投影的长度相等,若棱AD ,1AA ,AB 面α的同侧,则α为过A 且与平面1A BD 平行的平面,若棱AD ,1AA ,AB 中有一条棱和另外两条棱分别在平面α的异侧,则这样的平面α有3个,故满足使得棱AD ,1AA ,11D C 在平面α的正投影的长度相等的平面α有4个;③正确.④过A 作面β与面1A BD 平行,则正方体1111ABCD A B C D -在面β的正投影为一个正六边形,其中1AC ⊥平面β,而1AC 分别垂直于正三角形1A BD 和11CB D ,所以根据对称性,正方体的8个顶点中,1AC 在平面β内的投影点重合与正六边形的中心,其它六个顶点投影恰是正六边形的六个顶点,且正六边形的边长等于正三角形1A BD 的外接圆半径(投影线与正三角形1A BD 、11CB D 垂直),所以正六边形的边长为sin 6023a =÷︒=,所以投影的面积为2266a ==⎝⎭.④对.故选C . 【专家解读】本题考查命题真假的判断,考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识,考查空间想象能力与思维能力,考查运算求解能力.12.【黑龙江省哈尔滨市第三中学校2020届高三三模】已知a R ∈,命题“存在x ∈R ,使230x ax a --≤”为假命题,则a 的取值范围为______.【答案】()12,0-【解析】命题:“存在x ∈R ,使230x ax a --≤”为假命题即230x ax a -->恒成立,则∆<0,即:2120a a ∆=+<,解得120a -<<,故实数a 的取值范围为()12,0-故答案为:()12,0-【专家解读】本题考查由命题的真假求参数的范围,考查一元二次不等式的应用,体现了等价转化的思想,属于中等题.13.【2020届湖南省永州市祁阳县高三二模】已知:()2:,21p x R x m x ∀∈>+,0:,q x R ∃∈200210x x m +--=, (1)若q 是真命题,求实数m 的取值范围;(2)若()p q ∧⌝为真命题,求实数m 的取值范围.【答案】(1)2m ≥-;(2)2m <-.【解析】(1)因为0:R,q x ∃∈200210x x m +--=为真命题,所以方程2210x x m +--=有实根,所以判别式()4410m ∆=++≥,所以实数m 的取值范围为2m ≥-.(2)()221x m x >+可化为220mx x m -+<,若:R,p x ∀∈()221x m x >+为真命题, 则220mx x m -+<对任意的x ∈R 恒成立,当0m =时,不等式可化为20x -<,显然不恒成立;当0m ≠时,有20440m m <⎧⎨-<⎩,1m ∴<-, 由(1)知,若q ⌝为真命题,则2m <-,又()p q ∧⌝为真,故p 、q ⌝均为真命题,所以实数m 需满足12m m <-⎧⎨<-⎩,解得2m <-, 所以实数m 的取值范围为2m <-.【专家解读】本题考查利用复合命题的真假求参数的取值范围;考查运算求解能力和逻辑思维能力;熟练掌握复合命题的真假判断是求解本题的关键;属于中档题.。
离散数学命题公式和真值表第2讲命题常项犹如数学中常量(a,b,c )命题变项犹如数学中变量(x,y,z )确指的或具体的命题。
命题常项命题变项不确指的或抽象的命题。
命题常项与命题变项都用p,q,r…等表示。
对命题变项p而言,p只是一个标识,可以用任何一个具体的命题替代。
命题公式将命题常项(即1,0)和命题变项用联结词和圆括号按一定的逻辑关系联结起来的符号串。
(1)(2)单个命题常项和命题变项是命题公式,称为原子公式。
若A是命题公式,则(⎤A)也是命题公式。
(3)若A,B是命题公式,则(A∧B),(A∨B),(A→B),(A↔B)也是命题公式。
(4)由有限次地应用(2)~(3)形成的符号串是命题公式。
定义2.1(命题公式)注意1设A是公式,B为A中连续的一部分,若B也是公式,则称B为A的子公式。
2公式最外层的括号可以去掉。
注意3优先级规定(1)各联结词运算的优先级为:⎤,∧,∨,→,↔。
(2)对于同一级者一目,从右向左二目,从左到右(3)括号优先,从里到外。
注意根据运算优先级的规定不必要的括号也可以去掉。
如:(p∨q)∨(⎤r)可写为p∨q∨⎤r真值表公式的解释和赋值将公式中的每个命题变项都指定一个具体的命题,抽象的公式就具有了实际的意义,成了命题,具有了真值,这称为公式的解释。
对公式的解释相当于是将指定为真(假)命题的命题变项赋值1(0)。
真命题假命题赋值1赋值0命题变项定义2.2(公式的赋值)设p1 ,p2 ,…,p n是出现在公式A中的全部的命题变项,给p1,p2,…,p n各指定一个真值,称为对A的一个赋值。
定义2.2(公式的赋值)将n个命题变项按下标顺序或字典顺序排列后,赋值就相当于一长为n的0,1字符串。
思考含有n个命题变项的公式共有多少个不同的赋值?SAT(适定性问题)给一个命题公式,它是否存在一个成真赋值?1971年Cook证明:SAT问题是(第一个)NPC问题。
定义2.3(真值表)将命题公式A在所有赋值下取值情况列成表,称做A的真值表。
第四章数学命题的数学设计一、真值表1、否定(非):, 设P为一个命题,称P为P的否定式,记作p,其真值表如2、合取:设p,q表示两个命题,用逻辑联结词“与”把它们连接起来成为一个新命题“p与q”,记作qp∧。
真值表如下:3、析取:设p,q表示两个命题,用逻辑联结词“或”把它们连接起来成为一个新命题“p或q”,记作qp∨。
真值表如下:4、蕴涵(如果、、、那么、、、):设p,q表示两个命题,用“如果、、、那么、、、”把它们连接起来成为一个新命题“如果p,那么q”,记作qp→。
真值表如下:5、当且仅当(等价式):设p,q 表示两个命题,把q p ↔称为p,q 的等价式,其真值表如下真值表的作用证明重言式、两个命题等价,解决逻辑推理问题 例1 q p q p ∨≡∧例2 q p q p ∨≡→其真值表如下:三、推理规则1、合取规则:p 为真q 为真, q p ∧也为真。
2、分离规则:q p →为真,p 为真,q 也为真(充分条件假言规则)。
3、全称命题为真,则特称命题也为真。
4、r p ,,→→→则r q q p 。
5、是恒真命题r p r q q p ↔→↔∧↔)()(。
6、q(T) (T) p q(T)p ↔7、qp p q q p ↔→→8、(T)p (T) )(q T q p →(否定规则)9、pq q p →→10、(T)q (T) )(p T q p ∨(选言规则)11、qqp p q p ∧∧或(联言规则)12、三段论:推理形式为如果M 是P,S 是M,那么S 是P 。
它的逻辑式为:)()()(P S M S P M →→→∧→。
由真值表可知:)()()(P S M S P M →→→∧→1≡是恒真命题。
凡是恒真命题(重言式)都可作为推理规则。
前面提到的分离规则1)(≡→∧→q p q p ,选言规则1)(≡→∧∨q p q p ,联言规则1)(≡→∧p q p ,也都是恒真命题。
分别证明如下:11)()(31)()()()(21)()()()()(1≡∨≡∨∨≡∨∧≡→∧≡∨∨∨≡∨∧∨≡→∧∨≡∨∨∨≡∨∧∨≡∧∨≡→∧→q p q p p q p p q p q p q p q p q p q p q p q p q p q p q p p q p q q p 、、、四、证明方法1、直接证明:直接从所给论题入手,以公理、定义、定理等为论据,运用逻辑推理规则来论证论题为真的证明方法。
离散数学是数学中的一个重要分支,研究的是具有离散状态的问题。
在离散数学中,命题逻辑是一个重要的概念,它使用符号和规则来描述命题之间的关系。
而真值表则是命题逻辑中用来表示命题的真值的一种方法。
命题逻辑是一种研究命题真假关系的形式方法,它不关心命题的内容,只关注命题的逻辑结构。
在命题逻辑中,命题是指只有真假两种可能取值的陈述。
命题可以用符号表示,通常用大写字母P、Q、R等来表示,例如P表示“今天下雨”。
命题与其他符号之间通过逻辑运算符进行连接,常见的运算符有“与”(∧)、“或”(∨)和“非”(¬)等。
例如,P∧Q表示“今天下雨并且明天晴朗”,P∨Q表示“今天下雨或者明天晴朗”,¬P表示“今天不下雨”。
真值表是一种用来表示命题真值的工具,它通过给定命题的不同情况,列出所有可能的真值组合,并计算命题的真假情况。
真值表是通过行列表示的,其中每一行代表一种可能的真值组合,每一列代表一个命题或运算符。
真值表中的值可以是“真”(T)或“假”(F),分别表示命题为真或为假。
例如,对于P∧Q的真值表,一共有四种可能的真值组合(P为真Q为真、P为真Q为假、P为假Q为真、P为假Q为假),并且可以得到相应的结果(真、假、假、假)。
通过真值表,我们可以对复杂的命题逻辑进行推理和分析。
例如,如果我们希望判断命题P∧Q的真假情况,可以通过查看真值表中相应的行来得到答案。
在真值表中,只要有一组真值组合使得命题为真,那么命题就为真。
如果所有的真值组合都使得命题为假,那么命题就为假。
除了用来判断命题的真假情况,真值表还可以用来进行逻辑推理。
通过对真值表的分析,可以得到一些逻辑上的结论。
例如,如果我们希望证明一个逻辑等式成立,可以通过对真值表进行分析来判断。
如果两个命题在所有的真值组合下都有相同的真假情况,那么它们就是等价的。
在计算机科学和数理逻辑中,真值表还有广泛的应用。
计算机中的逻辑电路可以使用真值表来描述和分析,通过真值表,我们可以判断逻辑电路的输出情况。
§3命题形式和真值表
上节介绍了将命题表示为符号串。
是否每个符号串都是命题呢?
p q →
什么样的符号串才能表示命题呢?如下命题形式定义的符号串表示的才是命题。
命题形式的定义
定义6命题形式是由命题变元和联结词按以下规则组成的符号串:
(1) 任何命题变元都是命题形式---此时称为原子
命题形式;
(2) 如果α是命题形式, 则(¬α)也是命题形式;
(3) 如果α、β是命题形式, 则(α∨β)、(α∧β)、
(α→β)和(α↔β)都是命题形式;
(4) 只有有限次地应用(1)—(3)构成的符号串才是
命题形式.
下列符号串都是命题形式:(¬p)
(p∧(¬q))
(p ∨(¬p))
(p ↔(¬p))
(p ∧(¬p))
((p ∧p) →(¬(p ∨r)))
下列符号串是否为命题形式?
(1)pq→
(2)(p¬q)
(3)(p∧(¬q))
(4)p∧(¬q)
(5)((¬q))
(6)¬p
一些注记
1.定义6是归纳定义,而不是循环定义。
(1)是奠基,(2)、(3)是归纳步骤。
2.如果在(2)和(3)中将括号去掉,结果如何?
p→q→r 与P→q→r、P→q→r
3.如仅去掉(2)和(3)中某类公式的括号呢?例如,
仅去掉(2)中括号。
(p∧¬q) ——¬的优先级高于其它的。
4.如果规定省略命题形式最外层括号,与2的差别。
约定
¬的优先级高于其它的
省略命题形式最外层括号
命题形式的简单性质
任一个命题形式必为下列形式之一:
命题变元、(¬α)、(α∨β)、(α∧β)、(α→β)或(α↔β)
命题形式的BNF (Bacus Normal Form):α::= p | (¬α) | (α∨β) | (α∧β) |
(α→β)| (α↔β)
每个命题形式都是有限符号串。
指派
命题形式的真假由它中命题变元的值完全确定。
定义7设α为一个命题形式, α中出现的所有命题
变元都在p1,p2,…,p n中, 对序列p1,p2,…,p n 指定的的任一真假值序列t1,t2,…,t n称为α的关于p1,p2,…,p n的一个指派(asignment),其中t i = 0或1, i ∈N, 1 ≤i ≤n.
即指派是从{p1,p2,…,p n}到{0,1}的一个函数。
成真指派
若p1,p2,…,p n的一个指派使α为真,则称此指派为α的一个成真指派
若p1,p2,…,p n的一个指派使α为假,则称此指派为α的一个成假指派。
由定义可知:
¾¬p关于p的成真指派为0, 成假指派为1.
¾p ∧q关于p、q的成真派为<1, 1>, 成假指派为
<1,0>, <0,1>, <0, 0>.
¾p ∨q关于p、q的成真指派为<1,1>, <0,1>, <1,0>, 成假指派为<0,0>.
¾不难给出p→q、p ↔q的成真和成假指派. (§2.1).
例5
求(p∧q) →(¬(q∨r))的成真和成假指派。
解:令(p∧q) →(¬(q∨r))为α。
要使α为假,必须p∧q为真且¬(q∨r)为假。
从而p∧q必须为真,且q∨r也必须为真。
故α的成假指派为(1,1,1)和(1,1,0).
α的成真指派为(0,0,0)、(1,0,0)、(0,1,0)、(0,0,1)、(0,1,1)、(1,0,1)。
定义8命题形式在所有可能的指派下所取值列成的表称为真值表.
命题形式的类型
定义9
命题形式α称为重言式(或永真式),如果α关于其中出现的命题变元的所有指派均为成真指派.
命题形式α称为矛盾式(永假式),如果α对于其中出现的命题变元的所有指派均为成假指派.
一个命题形式α称为可满足式, 如果α对于其中出现的命题变元的某个指派为成真指派.
例如:p ∧(¬p)为矛盾式,p ∨(¬p)为重言式。
(¬p) ∨q为可满足式。
与哑元的无关性
定理1设命题形式α中出现的命题变元都在
p1, p2, …,p n中, p n+1, …, p n+m是另外m个不在α中出现的命题变元. 对于p1, p2, …, p n, p n+1, …,p n+m 的任意两个指派:
<u1, u2, …, u n, u n+1, …, u n+m>和
<v1, v2, …, v n, v n+1, …, v n+m>,
其中:u i, v i= 0或1 (1 ≤i, j ≤n+m).
若u1= v1, …, u n=v n, 则α在这两个指派下的值相同.
作业
p508 (P100)
2(1)、(4)
3(2)、(3)、(6)、(8)、(9)
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