命题逻辑等值演算

1设A与B均为含n个命题变项的公式, 判断下列命题是否为真？.（1）A B 当且仅当 A B是可满足式.该命题为真该命题为假（2）A B 当且仅当 A与B有相同的主析取范式.该命题为真该命题为假（3）若A为重言式, 则A的主析取范式中含有2n个极小项.该命题为真该命题为假（4）若A为矛盾式, 则A的主析取范式为1.该命题为真该命题为假（5）若A为矛盾式, 则A的主合取范式为1.该命题为真该命题为假（6）任何公式A都能等值地化为联结词集{∧、∨} 中的公式.该命题为真该命题为假（7）任何公式A都能等值地化为联结词集{┐、→、∧}中的公式.该命题为真该命题为假用等值演算法来判断下列公式的类型.2.（1）(p→q)→(┐q→┐p)（2）┐(p→q)∧r∧q（3）(p→q)∧┐p3用主析取范式法判断题2中3个公式的类型, 并求公式的成真赋值. .题2中三个公式如下：（1）(p→q)→(┐q→┐p)（2）┐(p→q)∧r∧q（3）(p→q)∧┐p求题2中3个公式的主合取范式, 并求公式的成假赋值.4.题2中三个公式如下：（1）(p→q)→(┐q→┐p)（2）┐(p→q)∧r∧q （3）(p→q)∧┐p5 . 已知命题公式A中含3个命题变项p, q, r, 并知道它的成真赋值分别为001, 010, 111, 求A的主析取范式和主合取范式.6. 用等值演算法证明下面等值式.（1）(┐p∨q)∧(p→r)p→(q∧r)（2）(p∧q)∨┐(┐p∨q)p7.求公式(p→┐q)∧r在以下各联结词完备集中与之等值的一个公式：（1）{┐,∧, ∨}（2）{┐,∧}（3）{┐,∨}（4）{┐, →}（5）{↑}8.用等值演算法求解下面问题.某公司要从赵、钱、孙、李、周五名新毕业的大学生中选派一些人出国学习. 选派必须满足以下条件：（1）若赵去, 则钱也去（2）李、周中至少去一人（3）钱、孙中去且仅去一人（4）孙、李两人都去或都不去（5）若周去, 则赵、钱也同去问该公司应选派哪些人出国？例题分析题1分析：（1）A B 当且仅当 A B为重言式, 而不是可满足式.（2）A B说明A与B有相同的成真赋值, 因而有相同的主析取范式；反之若A与B有相同的主析取范式,说明它们有相同的成真赋值,当然也有相同的成假赋值. 因而A B为重言式,故A B.（3）若A为重言式, 说明2n个赋值都是成真赋值, 因而主析取范式中含有2n个极小项.（4）若A为矛盾式, 则A无成真赋值, 因而A的主析取范式不含任何极小项, 规定A的主析取范式为0, 而不是1. 若是1, 则A1, 这与A为矛盾式不是矛盾了吗？（5）若A为矛盾式, 则A的2n个赋值都是成假赋值, 因而主合取范式应含有2n个极大项, 而不是1. 若为1,则A1, A不就成了重言式了吗？（6）{∧、∨}不是联结词完备集. 因而, 有的公式不能等值地化为它中的公式. 例如：p q ┐p∨q ┐(p∧┐q) ... 但无论如何不能只含联结词∧和∨.（7）{┐、→}是联结词完备集, 在它中再加一个联结词∧, 所得集合{┐、→、∧}也为完备集, 因而任何公式A都能等值地化为联结词集{┐、→、∧}中的公式.题2分析：（1）(p→q)→(┐q→┐p)┐(┐p∨q)∨(q∨┐p) (蕴涵等值式)(p∧┐q)∨(┐p∨q) (德·摩根律、交换律)((p∧┐q)∨┐p)∨q (结合律)((p∨┐p)∧(┐q∨┐p))∨q (分配律)(1∧(┐p∨┐q))∨q (排中律、交换律)┐p∨(┐q∨q) (同一律、结合律)┐p∨1 (排中律)1 (零律)由于该公式与1等值, 故它为重言式.（2）┐(p→q)∧r∧q┐(┐p∨q)∧q∧r (蕴含等值式、交换律)p∧(┐q∧q)∧r (德·摩根律、结合律)p∧0∧r (矛盾律)0 (零律)由于公式与0等值, 故它为矛盾式.（3）(p→q)∧┐p(┐p∨q)∧┐p (蕴含等值式)┐p (吸收律)由最后一步可知, 该公式既有成真赋值00和01, 又有成假赋值10和11, 故它为可满足式.注意：等项演算的过程不是唯一的, 但重言式一定与1等值, 矛盾式一定与0等值. 而可满足式化简到能观察出成真和成假赋值都存在即可.题3分析：求主析取范式可用真值表法, 也可以用等值演算法, 这里用等值演算法.（1）(p→q)→(┐q→┐p)┐(┐p∨q)∨(q∨┐p) (消去→)(p∧┐q)∨┐p∨q(┐内移) (已为析取范式)(p∧┐q)∨(┐p∧┐q)∨(┐p∧q)∨(┐p∧q)∨(p∧q)（*）m2∨m0∨m1∨m1∨m3m0∨m1∨m2∨m3 (幂等律、排序)(*)由┐p及q派生的极小项的过程如下：┐p┐p∧(┐q∨q)(┐p∧┐q)∨(┐p∧q)q(┐p∨p)∧q(┐p∧q)∨(p∧q)熟练之后, 以上过程可不写在演算过程中. 该公式中含n=2个命题变项, 它的主析取范式中含了22=4 个极小项, 故它为重言式, 00, 01, 10, 11全为成真赋值.（2）┐(p→q)∧r∧q┐(┐p∨q)∧r∧q (消去→)p∧┐q∧q∧r(┐内移)0 (矛盾律和零律)该公式的主析取范式为0, 故它为矛盾式, 00, 01, 10, 11全为成假赋值, 无成真赋值.（3）(p→q)∧┐p(┐p∨q)∧┐p (消去→)┐p∨(┐p∧q) (分配律、幂等律) 已为析取范式(┐p∧┐q)∨(┐p∧q)m0∨m1主析取范式中含2个极小项, 成真赋值为00和01.题4分析：求公式的主合取范式一般可有三种方法：（i）真值表法；（ii）等值演算法；（iii）用主析取范式求主合取范式.这里用方法（iii）, 其余两种方法留给读者.（1）由题3可知, 主析取范式为：(p→q)→(┐q→┐p)m0∨m1∨m2∨m3因而该公式为重言式, 它的主合取范式为1, 无成假赋值.（2）由题3可知, 它为矛盾式, 即它的主析取范式为0, 因而无成真赋值, 于是主合取范式含8个极大项,即：┐(p→q)∧r∧q M0∧M1∧M2∧M3∧M4∧M5∧M6∧M7（3）该公式的主析取范式中含2个极小项m0和m1, 故主合取范式中含22-2=2个极大项M2和M3, 即(p→q)∧┐p M2∧M3成假赋值为10和11.题5分析：由于公式含3个命题变项, 并且已知有3个成真赋值001, 010, 111, 因而有5个成假赋值000, 011, 100, 101, 110.成真赋值对应的极小项分别为m1, m2, m7, 故主析取范式为A m1∨m2∨m7成假赋值对应的极大项分别为M0, M3, M4, M5, M6, 故主合取范式为A M0∧M3∧M4∧M5∧M6注意：公式的真值表与主析取范式(主合取范式)可以相互唯一确定.题6分析：用等值演算法证明A B, 可以有3种方式. 从A出发, 证到B；从B出发证到A；或证明A C和BC,由于等值关系有传递性和对称性, 故A B.题7分析：（1）(p→┐q)∧r(┐p∨┐q)∧r (已满足要求)（2）(p→┐q)∧r(┐p∨┐q)∧r┐(p∧q)∧r (已满足要求)（3）(p→┐q)∧r(┐p∨┐q)∧r┐┐((┐p∨┐q)∧r)┐(┐(┐p∨┐q)∨┐r) (已满足要求)（4）(p→┐q)∧r┐┐((p→┐q)∧r)┐(┐(p→┐q)∨┐r)┐( (p→┐q)→┐r) (已满足要求)（5）(p→┐q)∧r(┐p∨┐q)∧r┐(p∧q)∧r(p↑q)∧r┐┐((p↑q)∧r)┐((p↑q)↑r)((p↑q)↑r)↑((p↑q)↑r)注意：以上各式的推导和最后形式不唯一.题8分析：解此类问题的步骤应为：① 将简单命题符号化② 写出各复合命题③ 写出由各复合命题组成的合取式④ 将写出的公式化成析取范式, 给出其成真赋值, 即可得到答案.具体解法如下：① 令 p：派赵去q：派钱去r：派孙去s：派李去u：派周去② (1) p→q(2) s∨u(3) ((q∧┐r)∨(┐q∧r))(4) ((r∧s)∨(┐r∧┐s))(5) u→(p∧q)③ 设A=(p→q)∧(s∨u)∧((q∧┐r)∨(┐q∧r))∧((r∧s)∨(┐r∧┐s))∧(u→(p∧q))④ 求A的析取范式(用等值演算法), 简要过程如下：A(┐p∨q)∧(s∨u)∧((q∧┐r)∨( ┐q∧r))∧((r∧s)∨(┐r∧┐s))∧(┐u∨(p∧q))(┐p∨q)∧((q∧┐r)∨(┐q∧r))∧((r∧s)∨(┐r∧┐s))∧(s∨u)∧(┐u∨(p∧q))((┐p∧q∧┐r)∨(q∧┐r)∨(┐p∧┐q∧r))∧((r∧s)∨(┐r∧┐s))∧(s∨u)∧(┐u∨(p∧q))((q∧┐r)∨(┐p∧┐q∧r))∧((r∧s)∨(┐r∧┐s))∧(s∨u)∧(┐u∨(p∧q)) （用了吸收律）((┐p∧┐q∧r∧s)∨(q∧┐r∧┐s))∧(s∨u)∧(┐u∨(p∧q))((┐p∧┐q∧r∧s)∨(┐p∧┐q∧r∧s∧u)∨(q∧┐r∧┐s∧u))∧(┐u∨(p∧q))(┐p∧┐q∧r∧s∧┐u)∨(p∧q∧┐r∧┐s∧u)最后一步得到一个主析取范式, 含有两个极小项. 当p, q, r, s, u取值分别为0, 0, 1, 1, 0 或 1, 1, 0, 0, 1 时, A为真, 故公司应派孙、李去, 而赵、钱、周不去,或赵、钱、周去, 而孙、李不去.注意, 在演算中, 多次用了矛盾律和同一律.返回例题答案题1答案：（1）为假；（2）为真；（3）为真；（4）为假；（5）为假；（6）为假；（7）为真.题2答案：（1）为重言式；（2）为矛盾式；（3）为可满足式.题3答案：（1）为重言式, 00, 01, 10, 11为成真赋值.（2）为矛盾式, 无成真赋值. （3）为可满足式, 成真赋值为00和01.题4答案：（1）该公式的主合取范式为1, 无成假赋值.（2）它的主合取范式为：M0∧M1∧M2∧M3∧M4∧M5∧M6∧M7, 8个赋值全是成假赋值.（3）该公式的主析取范式为M2和M3, 成假赋值为10和11.题5答案：A的主析取范式为 m1∨m2∨m7；A的主合取范式为 M0∧M3∧M4∧M5∧M6.题6答案：（1）从左出发证(┐p∨q)∧(p→r)(┐p∨q)∧(┐p∨r) (蕴涵等值式)┐p∨(q∧r) (分配律)p→(q∧r) (蕴涵等值式)也可以从右出发证(请读者自己证).（2）从右出发证pp∧1 (同一律)p∧(q∨┐q) (排中律)(p∧q)∨(p∧┐q) (分配律)(p∧q)∨┐┐(p∧┐q) (双重否定律)(p∧q)∨┐(┐p∨q) (德·摩根律)题7答案：答案不唯一, 参看分析.题8答案：应该派赵、钱、周或派孙, 李去.返回。