第三章谓词演算基础教学讲义
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谓词演算1. 简介谓词演算(Predicate Calculus),也称为一阶逻辑(First-order Logic),是数理逻辑中的一种形式化的推理系统。
它用于描述和推理关于对象和关系的陈述,是人工智能、计算机科学和哲学等领域的基础。
谓词演算包含两个基本要素:谓词和量词。
谓词是用来描述关系或性质的符号,比如“是父母关系”、“是红色的”等。
量词则用来描述对象的数量,包括全称量词(∀,表示“对于所有的”)和存在量词(∃,表示“存在一个”)。
2. 语法和符号谓词演算的语法包括常量、变量、谓词、逻辑连接词和量词。
常量是指具体的对象,比如“John”、“Mary”等;变量是用来代表任意对象的符号,比如“x”、“y”等;谓词是描述关系或性质的符号,比如“父母关系”、“红色”等;逻辑连接词包括逻辑与(∧)、逻辑或(∨)、逻辑非(¬)等;量词包括全称量词(∀)和存在量词(∃)。
谓词演算的公式可以使用一组符号来表示,包括谓词符号、变量符号、逻辑连接词和量词符号。
例如,公式∀x P(x) 表示“对于所有的x,P(x)成立”。
其中,∀是全称量词符号,x是变量符号,P是谓词符号。
3. 公理和推理规则谓词演算的推理过程基于一组公理和推理规则。
公理是被认为是真实的陈述,推理规则则是从已知的真实陈述推导出新的真实陈述。
谓词演算的常见公理包括等价律、同一律、排中律等。
等价律指出如果两个公式在所有情况下都具有相同的真值,则它们是等价的。
同一律指出对于任何公式P,P∨⊥等价于P。
排中律指出对于任何公式P,P∨¬P成立。
推理规则包括假言推理、全称推理、存在推理等。
假言推理指出如果有一个条件为真的陈述,则可以得出结果为真的结论。
全称推理指出如果一个全称陈述为真,则可以将变量替换为任意对象得出新的真实陈述。
存在推理指出如果一个存在陈述为真,则可以将变量替换为一个特定对象得出新的真实陈述。
4. 示例为了更好地理解谓词演算,我们可以通过一个简单的例子来说明。