离散数学-1-4 真值表与等价公式
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离散数学部分概念和公式总结命题:称能判断真假的陈述句为命题。
命题公式:若在复合命题中,p、q、r等不仅可以代表命题常项,还可以代表命题变项,这样的复合命题形式称为命题公式。
命题的赋值:设A为一命题公式,p ,p ,…,p 为出现在A中的所有命题变项。
给p ,p ,…,p 指定一组真值,称为对A的一个赋值或解释。
若指定的一组值使A的值为真,则称成真赋值。
真值表:含n(n≥1)个命题变项的命题公式,共有2^n组赋值。
将命题公式A在所有赋值下的取值情况列成表,称为A的真值表。
命题公式的类型:(1)若A在它的各种赋值下均取值为真,则称A为重言式或永真式。
(2)若A在它的赋值下取值均为假,则称A为矛盾式或永假式。
(3)若A至少存在一组赋值是成真赋值,则A是可满足式。
主析取范式:设命题公式A中含n个命题变项,如果A得析取范式中的简单合取式全是极小项,则称该析取范式为A的主析取范式。
主合取范式:设命题公式A中含n个命题变项,如果A得析取范式中的简单合析式全是极大项,则称该析取范式为A的主析取范式。
命题的等值式:设A、B为两命题公式,若等价式A?B是重言式,则称A与B 是等值的,记作A<=>B。
约束变元和自由变元:在合式公式xA和 xA中,称x为指导变项,称A为相应量词的辖域,x称为约束变元,x的出现称为约束出现,A中其他出现称为自由出现(自由变元)。
一阶逻辑等值式:设A,B是一阶逻辑中任意的两公式,若A?B为逻辑有效式,则称A与B是等值的,记作A<=>B,称A<=>B为等值式。
前束范式:设A为一谓词公式,若A具有如下形式Q1x1Q2x2Qk…xkB,称A为前束范式。
集合的基本运算:并、交、差、相对补和对称差运算。
笛卡尔积:设A和B为集合,用A中元素为第一元素,用B中元素为第二元素构成有序对组成的集合称为A和B的笛卡尔积,记为A×B。
二元关系:如果一个集合R为空集或者它的元素都是有序对,则称集合R是一个二元关系。
离散数学-----命题逻辑逻辑:是研究推理的科学。
公元前四世纪由希腊的哲学家亚里斯多德首创。
作为一门独立科学,十七世纪,德国的莱布尼兹(Leibniz)给逻辑学引进了符号, 又称为数理逻辑(或符号逻辑)。
逻辑可分为:1. 形式逻辑(是研究思维的形式结构和规律的科学,它撇开具体的、个别的思维内容,从形式结构方面研究概念、判断和推理及其正确联系的规律。
)→数理逻辑(是用数学方法研究推理的形式结构和规律的数学学科。
它的创始人Leibniz,为了实现把推理变为演算的想法,把数学引入了形式逻辑中。
其后,又经多人努力,逐渐使得数理逻辑成为一门专门的学科。
)2. 辩证逻辑(是研究反映客观世界辩证发展过程的人类思维的形态的。
)一、命题及其表示方法1、命题数理逻辑研究的中心问题是推理,而推理的前提和结论都是表达判断的陈述句,因而表达判断的陈述句构成了推理的基本单位。
基本概念:命题:能够判断真假的陈述句。
命题的真值:命题的判断结果。
命题的真值只取两个值:真(用T(true)或1表示)、假(用F(false)或0表示)。
真命题:判断为正确的命题,即真值为真的命题。
假命题:判断为错误的命题,即真值为假的命题。
因而又可以称命题是具有唯一真值的陈述句。
判断命题的两个步骤:1、是否为陈述句;2、是否有确定的、唯一的真值。
说明:(1)只有具有确定真值的陈述句才是命题。
一切没有判断内容的句子,无所谓是非的句子,如感叹句、祁使句、疑问句等都不是命题。
(2)因为命题只有两种真值,所以“命题逻辑”又称“二值逻辑”。
(3)“具有确定真值”是指客观上的具有,与我们是否知道它的真值是两回事。
2、命题的表示方法在书中,用大写英文字母A,B,…,P,Q或带下标的字母P1,P2,P3 ,…,或数字(1),*2+, …,等表示命题,称之为命题标识符。
命题标识符又有命题常量、命题变元和原子变元之分。
命题常量:表示确定命题的命题标识符。
命题变元:命题标识符如仅是表示任意命题的位置标志,就称为命题变元。
离散数学第一章1.1命题及其表示法1.1.1 命题的概念数理逻辑将能够判断真假的陈述句称作命题。
1.1.2 命题的表示命题通常使用大写字母A,B,…,Z或带下标的大写字母或数字表示,如A i,[10],R等,例如A1:我是一名大学生。
A1:我是一名大学生.[10]:我是一名大学生。
R:我是一名大学生。
1.2命题联结词1.2.1 否定联结词﹁PP P0 11 01.2.2 合取联结词∧P∧P Q Q0 0 00 1 01 0 01 1 11.2.3 析取联结词∨P∨P Q Q0 0 00 1 11 0 11 1 11.2.4 条件联结词→P Q Q0 0 10 1 11 0 01 1 11.2.5 双条件联结词?P?P Q Q0 0 10 1 01 0 01 1 11.2.6 与非联结词↑P↑P Q Q0 0 10 1 11 0 11 1 0性质:(1)P↑P?﹁(P∧P)?﹁P;(2)(P↑Q)↑(P↑Q)?﹁(P↑Q)? P∧Q;(3)(P↑P)↑(Q↑Q)?﹁P↑﹁Q? P∨Q。
1.2.7 或非联结词↓P↓P Q Q0 0 10 1 01 0 0性质:(1)P↓P?﹁(P∨Q)?﹁P;(2)(P↓Q)↓(P↓Q)?﹁(P↓Q)?P∨Q;(3)(P↓P)↓(Q↓Q)?﹁P↓﹁Q?﹁(﹁P∨﹁Q)?P∧Q。
1.3 命题公式、翻译与解释1.3.1 命题公式定义命题公式,简称公式,定义为:(1)单个命题变元是公式;(2)如果P是公式,则﹁P是公式;(3)如果P、Q是公式,则P∧Q、P∨Q、P→Q、P?Q 都是公式;(4)当且仅当能够有限次的应用(1) 、(2)、(3) 所得到的包括命题变元、联结词和括号的符号串是公式。
例如,下面的符号串都是公式:((((﹁P)∧Q)→R)∨S)((P→﹁Q)?(﹁R∧S))(﹁P∨Q)∧R以下符号串都不是公式:((P∨Q)?(∧Q))(∧Q)1.3.2 命题的翻译可以把自然语言中的有些语句,转变成数理逻辑中的符号形式,称为命题的翻译。
A.定义1.简单命题/原子命题、复合命题2.定义1.1:否定式、否定联结词3.定义1.2:合取式、合取联结词4.定义1.3:析取式、析取联结词定义1.4:蕴含式、前件、后件、蕴含联结词;规定19.4、20.45.定义1.5:等价式、等价联结词;规定6.联结词的定义(真值表)表1.1、优先级7.命题常项、命题变项(不是命题)、合式公式8.定义1.6:原子命题公式、公式、子公式9.定义1.7:公式层次10.定义1.8:赋值/解释、成真赋值、成假赋值11.定义1..9:真值表12.定义1..10:重言式/永真式、矛盾式/永假式、可满足式13.哑元************************重点:命题逻辑等值演算***************15.等值演算、置换规则4.116.定义2.2:文字、简单析取式、简单合取式17.定义2.3:析取范式、合取范式、范式18.定义2.4:极小项、极大项定义2.5:主析取范式、主合取范式********************************一阶逻辑**********************19.个体词、个体常项、个体变项、个体域/论域、全总个体域20.谓词、谓词常项、谓词变项、n元谓词、0元谓词量词、全称量词、存在量词全称蕴含、存在合取P71 5.3********************************集合代数**********************21.定义6.1:子集、包含22.定义6.2:相等23.定义6.3:真子集定义6.4:空集P139 124.n元集、m元子集、(单元集)25.定义6.5:幂集公式:26.定义6.6:全集27.定义6.7:并集、交集、相对补集、不交28.定义6.8:对称差集29.定义6.9:绝对补集30.定义6.10:广义并31.定义6.11:广义交幂等律、结合律、交换律、分配律、同一律、零律、排中律、矛盾律、吸收律、德摩根律、双重否定律eg6.8,P108 36****************************重点:二元关系***********************32.定义7.1:有序对/序偶33.定义7.2:笛卡尔积性质P11134.定义7.3:二元关系/关系P139 735.定义7.4:从A到B的二元关系、A上的二元关系、空关系36.定义7.5:A上的全域关系(E)、恒等关系(I)、小于等于关系(L)、整除关系(D)、包含关系(R)37.关系矩阵(x行,y列)、关系图38.定义7.6:定义域、值域、域39.定义7.7:逆关系40.定义7.8:右复合(左复合)41.定义7.9:R在A上的限制、A在R下的像42.定义7.10:关系的n次幂定义7.11:自反、反自反定义7.12:对称、反对称定义7.13:传递43.定义7.15:等价关系(性质)P142 32(4)、4144.定义7.16:等价类45.定义7.17:商集46.定义7.18:划分、划分块 P134 eg7.1847.定义7.19:偏序关系(性质)48.定义7.20:小于、可比49.定义7.21:全序关系/线序关系50.定义7.22:偏序集P13551.定义7.23:偏序集中顶点的覆盖关系(为画哈斯图)P143 43(2)***************************函数*******************************53.定义8.1:函数54.定义8.2:函数相等55.定义8.3:从A到B的函数P171 6(8)(9)56.定义8.4:从A到B的函数的集合B A57.定义8.5:A1在ƒ下的像、函数的像、完全原像定义8.6:满射、单射、双射/一一映射P173 2558.定义8.7: 常函数、恒等函数、单调递增、单调递减、严格单调递减、特征函数、自然映射59.反函数(双射)*************************代数系统*****************************60.定义9.2:一元运算定义9.3:可交换/交换律定义9.4:可结合/结合律定义9.5:幂等律、幂等元61.定义9.6:可分配/分配律62.定义9.7:吸收律63.定义9.8:左单位元(右单位元)、单位元/幺元64.定义9.9:左零元(右零元)65.定义9.10:左逆元(右逆元)、逆元、可逆66.定义9.11:消去律、左消去律(右消去律)注意P183 eg9.667.定义9.12:代数系统/代数、特异元素/代数常数68.定义9.13:具有相同的构成成分/同类型69.定义9.14:子代数系统/子代数、平凡的子代数、真子代数(函数对子集封闭)70.定义9.15:积代数、因子代数************************************群与环***************************************半群与群都是具有一个二元运算的代数系统71.定义 10.1:半群()、幺半群/独异点()、群()72.有理数加群、整数加群、实数加群、复数加群、四元群、子代数、语言73.定义 10.2:有限群、无限群、平凡群、交换群/Abel群74.定义 10.3:n次幂75.定义 10.4:(元素的)阶/周期、k阶元、无限阶元***********************************格与布尔代数**********************************格与布尔代数是具有两个二元运算的代数系统定义11.1:格(偏序集定义的)P22176.幂集格、子群格77.定义11.2:对偶命题、格的对偶原理78.定义11.3:格(代数系统定义的)79.定义11.4:子格80.定义11.5:分配格81.定义11.6:全上界、全下界82.定义11.7:有界格83.定义11.8:补元84.定义11.9:有补元定义11.10:布尔格/布尔代数(有补分配格)85.定义11.11:布尔代数(代数系统定义)86.定义11.12:原子**********************************14.图的基本概念********************************87.无序积A&B88.定义14.1:无向图、顶点集、顶点/结点、边集、无向边/边89.定义14.2:有向图、无向边/边90.(P294)图、阶、n阶图;零图、平凡图;空图;标定图、非标定图;基图;端点、关联、关联次数、环、相邻;始点、终点、孤立点;邻域、闭邻域、关联集、后继元集、先驱元集91.定义14.3:平行边、重数、多重图、简单图92.定义14.4:度数/度、出度、入度、最大度、最小度、悬挂顶点、悬挂边、偶度(奇度)顶点93.度数列、可图化的、可简单图化的,出度列、入度列94.定义14.6:n阶无向完全图/n阶完全图、n阶有向完全图、n阶竞赛图95.定义14.7:k-正则图96.定义14.8:母图、真子图、生成子图、导出的子图97.定义14.10:删除边e、删除E’、删除顶点v、删除V‘、边的收缩、新加边删点边不留,删边点还在98.定义14.11:通路、始点、终点、长度、回路、简单通路、简单回路、初级通路/路径、初级回路/圈、奇圈、偶圈、复杂通路、复杂回路99.定义14.12:连通、连通图、非连通图100.定义14.13:连通分支、连通分支数101.定义14.14:短程线、距离102.定义14.15:点割集、割点103.定义14.16:边割集/割集、割边/桥104.定义14.21:弱连通图/连通图、单向连通图、强连通图105.定义14.22:二部图/二分图/偶图,完全二部图定义14.23:无向图关联次数、关联矩阵定义14.24:有向图关联矩阵定义14.25:邻接矩阵定义14.26可达矩阵**********************************15.欧拉图与哈密顿图****************************106.定义15.1:欧拉通路、欧拉回路、欧拉图、半欧拉图107.定义15.2:哈密顿通路、哈密顿回路、哈密顿图、半哈密度图**********************************16.树*****************************************108.定义16.1:无向树/树、森林、平凡树、树叶、分支点109.定义16.2:生成树、树枝、弦、余树110.定义16.:5:权、最小生成树111.避圈法(Kruskal算法)B.定理1.定理2.1:简单析取式是重言式的充要条件;简单合取式是矛盾式的充要条件2.定理2.2:析取范式(矛盾式)、合取范式(重言式)3.定理2.3:范式存在定理4.定理2.4:极小项和极大项关系5.定理2.5:主析、主合存在并唯一6.定理6.1:子集是一切集合的子集推论:空集是唯一的7.定理7.1:逆关系性质8.定理7.2:复合结合律、逆9.定理7.3:关系与恒等关系复合10.定理7.4:复合分配律注意交11.定理7.5:限制和像的分配律注意像的交12.定理7.6:有穷集上只有又穷多个不同的二元关系13.定理7.7:关系的幂性质14.定理7.8:有穷集A上的关系R的幂序列R0,R1,R2等是一个呈现周期性变化的序列15.定理7.9:五大性质16.定理7.14:等价关系的性质17.定理8.1:函数的复合(关系的右复合)推论1:函数复合结合律推论2:ƒ:A→B,g:B→C,则ƒ。
第一章命题逻辑1.1 命题及其表示方法1.2 联结词1.3 命题公式与翻译1.4 真值表与等价公式1.5 重言式与蕴含式1.6 其它联结词1.7 对偶与范式1.8 推理理论1.1 命题及其表示方法命题:具有确定真值的陈述句命题的类型(原子命题和复合命题)命题的表示(一个命题标识符(比如P)表示确定的命题)重点:如何判断语句是否为命题。
1.2 联结词否定⌝合取∧析取∨条件→双条件↔重点:五种联结词的含义、真值表1.3 命题公式与翻译命题公式符号化:所谓命题的符号化就是把一个用文字叙述的句子相应地写成由命题标识符、联结词和括号表示的合式公式。
命题符号化的重要性命题符号化是很重要的,一定要掌握好,在命题推理中最先遇到的就是符号化一个问题,解决不好,等于说推理的首要前提没有了。
重点:命题的符号化符号化应该注意下列事项:①确定给定句子是否为命题。
②句子中连词是否为命题联结词。
③要正确地表示原子命题和适当选择命题联结词。
1.4 真值表与等价公式真值表的构造方法(1) 找出公式中所含的全体命题变元P1, P2, …, Pn, (若无下角标就按字典顺序排列), 列出2n个赋值. 赋值从00…0开始, 然后按二进制加法依次写出各赋值, 直到11…1为止.(2) 按从低到高的顺序写出公式的各个层次.(3) 对应各个赋值计算出各层次的真值, 直到最后计算出公式的真值.等价关系的含义等价式的判别方法•真值表法•等价演算法基本等价式(必须掌握)(1)对合律(双重否定):⌝⌝P⇔P(2)幂等律:P∧P⇔P,P∨P⇔P(3)结合律:(P∧Q)∧R⇔P∧(Q∧R),(P∨Q)∨R⇔P∨(Q∨R)(4)交换律:P∧Q⇔Q∧P,P∨Q⇔Q∨P(5)分配律:P∧(Q∨R)⇔(P∧Q)∨(P∧R),P∨(Q∧R)⇔(P∨Q)∧(P∨R)(6)德·摩根律:⌝ (P∧Q) ⌝⇔P∨⌝Q,⌝ (P∨Q) ⌝⇔P∧⌝Q(7)吸收律:P∧(P∨Q)⇔P,P∨(P∧Q)⇔P(8)同一律:P∧T⇔P,P∨F⇔P(9)零律:P∧F⇔F,P∨T⇔T(10)否定律:P∧⌝P⇔F,P∨⌝P⇔T(11) 条件式转化律:P→Q⌝⇔P∨Q,P→Q⌝⇔Q→⌝P(12) 双条件式转化律:P↔Q ⇔(P→Q)∧(Q→P) ⇔(P∧Q)∨(⌝P∧⌝Q)⌝ (P↔Q) ⇔P⌝↔Q ⌝⇔P↔Q(13) 输出律(CP规则):P→(Q→R) ⇔(P∧Q)→R重点:等价式的证明、基本等价式1.5 重言式与蕴含式重言式或永真公式定义1-5.1 给定一命题公式,若无论对分量作怎样的指派,其对应的真值永为真,则称该命题公式为重言式或永真公式。