第2讲 联结词与真值表
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2 命题公式,真值表(1) 数理逻辑是通过引入表意符号研究人类思维中的推理过程及推理正确与否的数学分支.数学------⎧⎨⎩符号运算推理---思维过程:前提结论命题逻辑---研究由命题为基本单位构成的前提和结论之间的可推导关系.(逻辑演算) 即将推理(不涉及内函)形式化.例1 (a) 4是偶数.张林学习优秀.太阳系以外的星球上有生物.(b) 这朵花真美丽!现在开会吗?(c) 3 5.x +>我正在说慌.特征分析(a) 陈述句,非真即假.(b) 感叹句,疑问句.(c) 悖论.定义1 能辩真假的陈述句,称为命题,用,,,P Q Z 表示.其判断结果称为命题的真值.成真的命题称为真命题,其真值为真,记为,T 或为1.成假的命题称假命题,其真值为假,记为,F 或为0.例2 (1) 2008年奥运会在北京举行.(2) 22 5.⨯=(3) 计算机程序的发明者是诗人拜伦.用符号表是上述命题,并求真值.解 (1) :P 2008年奥运会在北京举行. .T(2) :Q 22 5.⨯= .F(3) :R 计算机程序的发明者是诗人拜伦. .F(2) 3, 35,+ 3(41).+- 例3 (1) 今天没有数学考试.(2) 下午,我写信或做练习.(3) 王芳不但用功,而且成绩优秀.(4) 如果太阳从西边出来了,那么地球停止转动.(5) 2是素数,当且仅当三角形有三条边.特征分析(a)存在自然语言中的虚词.(b)语句可以分解,细化.定义2 称下列符号为逻辑联结词否定 ⌝ 非 P ⌝析取 ∨ 或者 P Q ∨合取 ∧ 且 P Q ∧蕴涵 → 若----,则----- P Q →等价 ↔ 当且仅当 P Q ↔逻辑联结词真值的规定例4 将下列命题符号化.(1) 小李聪明,但不用功. ()P Q ∧⌝(2) 单位派小王或小苏出差. P Q ∨(3) 如果椅子是紫色的,且是园的,那么地是平的. ()P Q R ∧→ (4) n 是偶数当且仅当它能被2整除. P Q ↔注 1 逻辑联结词:运算符.顺序 ,,,,.⌝∧∨→↔2 自然语言中 虽然---,但是----; 不但---,而且----; ∧只有----,才----; 除非----,才-----; →3 ∨ 可兼或(相容) ∨ 不可兼或(排斥)小王是山东人或是河北人. ()()P Q P Q P Q ∨⇔∧⌝∨⌝∧4 ,P Q -----------------------简单命题()P Q R ∨→-----------复合命题(由简单命题及逻辑联结词按一定规则组成)5 复合命题的真值由简单命题和逻辑联结词真值规定共同确定.“若雪是黑的,那么太阳从西边出来了.”P :雪是黑的. :Q 太阳从西边出来了.P Q → 真值 为 T6 蕴含联结词的真值规定解释“若天下雨,那么我带伞.”何时自食其言.前件:P 天下雨.后件:Q 我带伞.则有命题 P Q → 仅当天下雨,我没有带伞时才自其言,即当前件为T ,后件为F 时,命题才为F .对应的真值情况如下:(3) 3,;43;ππ-221, 5.;23;24|x y x x y x y ==++-定义3 真值确定的命题,称为命题常元1,0,否则为命题变元,记号仍用,.P Q命题公式是由按下列规则生成的符号串(1)命题常元是命题公式(2)命题变元是命题公式(3)若,P Q 是命题公式,则,,,,P P Q P Q P Q P Q ⌝∨∧→↔也是命题公式.(4)有限次运用(1),(2),(3)得到的字符串也是命题公式.注 1 递归定义.():,,,().P Q R P P P Q P Q R ⌝→∧⌝⌝→⌝→∧2 ,(()Q P Q ∧∨不是命题公式.(4) 定义4 命题公式中,命题变元的一组确定的真值,称为该公式的一个真值指派.真值指派的全体构成的表,称为该公式的真值表.注 命题公式12(,,,)n A P P P 一共有2n 个真值指派.例5 求命题公式()Q P Q P ∧→→的真值表.解(5) 22sin cos 1,arcsin 2,30.x x x x +=≥+>例6 讨论下列命题公式的真值情况.(),P P Q ⌝→→ (),P Q P ∧∧⌝ ().P P Q ∨⌝→ 解定义5 命题公式12(,,,)n A P P P 在2n 个真值指派下其值⎧⎪⎨⎪⎩永真永假至少有一个真 称A 为重言式矛盾式可满足式(1) 数理逻辑、命题逻辑研究的内容。
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。
第2讲简易逻辑一、命题(一)知识归纳:1.可以判断真假的语句叫命题。
①含有逻辑联结词,如“p或q”、“p且q”、“非p”形式的命题称复合命题。
②复合命题的真值表:“非p”形式的复合命题与p的真假相反;“p或q”形式的复合命题当p与q同时为假时为假,其它情况时为真;“p且q“形式的复合命题当p与q同时为真时为真,其它情况时为假。
2.命题的四种形式:①原命题:若p则q;逆命题:若q则p;否命题:若p则q;逆否命题:若q 则p。
②一个命题与它的逆否命题是等价的。
③(p或q)= p且q,(p且q)= (p或q)。
(二)学习要点:1.复合命题真假的判断提学习上的难点,应从“真值表”、“集合”、“逆命题”等多个角度进行分析。
2.由简单命题构成复合命题,不一定是简单地加是“或、且、非”等逻辑联结词,另外应注意含“或、且、非”等词汇的命题也不一定是复合命题,在进行命题的合成或分解时一定要检验是否符合复合命题的“真值表”,如果不符要作语言上的调整。
3.命题的“否定”是学习上的重点,因为这是“反证法”证明的第一步,必须注意,命题的“否定”与一个命题的“否命题”是两个不同的概念,对命题p的否定(即非p)是否定命题p所作的判断,而“否命题”是对“若p则q“形式的命题而言,同时否定它的条件与结论。
但应注意,关于命题的学习只需作一般性的了解,不必过分钻牛角尖,高考基本上没有要求。
【例1】写出由下述各命题构成的“p或q”,“p且q”,“非p”形式的复合命题,并指出所构成的这些复合命题的真假。
{解析}由简单命题构成复合命题,一定要检验是否符合“真值表”如果不符要作语言上的调整。
(1)p:9是144的约数,q:9是225的约数.(2)p:方程x2-1=0的解是x=1,q:方程x2-1=0的解是x=-1,(3)p:实数的平方是正数,q:实数的平方是0.{解析}(1)p或q:9是144或225的约数;p且q:9是144与225的公约数,(或写成:9是144的约数,且9是225的约数);非p:9不是144的约数.∵p真,q真,∴“p或q”为真,“p且q”为真,而“非p”为假.(2)p或q:方程x2-1=0的解是x=1,或方程x2-1=0的解是x=-1(注意,不能写成“方程x2-1=0的解是x=±1”,这与真值表不符);p且q:方程x2-1=0的解是x=1,且方程x2-1=0的解是x=-1;非p:方程x2-1=0的解不都是x=1(注意,在命题p中的“是”应理解为“都是”的意思);∵p假,q假,∴“p或q”与,“p且q”均为假,而“非p”为真.(3)p或q:实数的平方都是正数或实数的平方都是0;p且q:实数的平方都是正数且实数的平方都是0;非p:实数的平方不都是正数,(或:存在实数,其平方不是正数);∵p假,q假,∴“p或q”与“p且q”均为假,而“非p”为真.{评析}在命题p或命题q的语句中,由于中文表达的习惯常常会有些省略,这种情况下应作词语上的调整。