北京航空航天大学 离散数学 Chapter1p2-Predicate Logic
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引言Discrete Math.离散数学研究离散对象及其相互间关系的一门数学学科。
研究离散结构的数学分支。
(辞海)计算机科学、信息科学、数字化科学的数学基础离散数学的内容:数理逻辑(Mathematics Logic)集合论(Sets)代数结构(Algebra Structure)图论(Graph Theory)组合论(Combination)线性代数(Linear Algebra)概率论(Probability Theory)……与高等数学的区别教学内容:数理逻辑(Mathematics Logic)集合论(Sets)代数结构(Algebra Structure)图论(Graph Theory)离散数学的由来与发展:一、古老历史:计数:自然数发展:图论:Konigsberg七桥问题二、年青新生:计算机:二进制运算离散数学课程设置:计算机系核心课程信息类专业必修课程其它类专业的重要选修课程离散数学的后继课程:数据结构、编译技术、算法分析与设计、人工智能、数据库、……离散数学课程的学习方法:强调:逻辑性、抽象性;注重:概念、方法与应用参考教材:1、离散数学(耿素云,屈婉玲,北大版)2、离散数学(方世昌,西安电子科大版)3、离散数学结构(第三版、影印版)(Bernard Kolman、Robert C.Busby、Sharon Ross,清华版)4、离散数学提要与范例(阮传概、卢友清,北京广播学院版)第一章命题逻辑(Proposition Logic)1、命题符号化及联结词2、命题公式及分类3、等值演算4、联结词全功能集5、对偶与范式6、推理理论逻辑学:研究推理的一门学科数理逻辑:用数学方法研究推理的一门数学学科——一套符号体系+ 一组规则数理逻辑的内容:古典数理逻辑:命题逻辑、谓词逻辑现代数理逻辑:逻辑演算、公理化集合论、递归论、模型论、证明论1、命题符号化及联结词命题(Proposition):一个有确定真或假意义的语句。
一、简答题(20分,每题5分)(1). 给出任意一组命题逻辑联结词完备集,并用真值表表示其相对应的逻辑操作。
{∧,∨,⌝},{∧,⌝},{∨,⌝}{⌝,→}(2). 给出谓词逻辑公理系统。
1).公理模式A1:Q→ (R→Q)2).公理模式A 2:(P→ (Q→R)) → ((P→Q) → (P→R))3).公理模式A 3:(⌝Q→⌝R) → (R→Q)4).公理模式A 4:∀xQ(x)→Q(x)[x/t] 其中,项t对于Q中的x是可代入的。
5).公理模式A 5:∀x(Q→R(x)) → (Q→∀xR(x)) 其中x不是Q中自由变元。
6) 推理规则<a> 分离规则(简称MP规则):从Q和Q→ R推出R。
<b> 概括规则(简称UG规则):从Q(x)推出(∀xQ(x))。
(3). 使用符号⊢和⊨解释公理系统的可靠性和完备性。
可靠性:若Γ├α,则Γ╞α。
完备性:若Γ╞α,则Γ├α。
(4). 试论述满射、单射和双射函数区别。
▪定义:设函数f : X → Y,▪(1).若对于每个y∈Y ,都存在x∈X使得f (x) = y,则称f为满射,即∀y (y∈Y →∃x (x∈X ∧f (x) = y))▪(2).若对于任意x1 ∈X, x2∈X,只要f (x1) = f (x 2),就有x 1=x2,或只要x 1≠ x2,就有f (x 1) ≠f (x 2) ,则称f 为单射,即∀x 1∀x2(x 1∈X ∧x2∈X∧f (x1) = f (x1) → x1= x2)▪(3).若函数f既是单射又是满射,则f是双射函数。
(1)(2)(3)分别按2、2、1分计算。
二、论述题(20分,每题5分)(1). 任意选用一组完备的逻辑联结词,给出命题逻辑合式公式定义。
只要逻辑联结词完备即可定义:合式公式递归定义如下: (a).常元0和1是合式公式; (b).原子公式是合式公式;(c).若Q,R 是合式公式,则(⌝Q)、(Q ∧R) 、(Q ∨R) 、(Q →R) 、(Q ↔R) 、(Q ⊕R)是合式公式。
命题逻辑基本概念1逻辑是解决推理方法的学科,中心是推理,基本要素是命题,所以称为命题逻辑。
数理逻辑则是用数学方法研究推理。
学习目的本章首先要深刻理解命题的概念,理解原子命题和符合命题的关系,在此基础之上理解逻辑联结词的定义,命题公式的定义和分类,最后熟练掌握并应用真值表的构造基本内容:z命题概念;z逻辑联结词概念,复合命题和联结词的关系;z命题符号化和翻译z合式公式概念及分类;z构造真值表判定公式类型命题(statement, proposition)概念在二值逻辑中,命题是或真或假,而不会同时又真又假的陈述句。
z陈述句;z或真或假,唯一真值;例:(1) 地球是圆的;真的陈述句,是命题(2) 2+3=5;真的陈述句,是命题(3) 你知道命题逻辑吗?非陈述句,故非命题(4) 3-x=5;陈述句,但真假随x的变化而变化,非命题(5) 请安静!非陈述句,故非命题(6) 火星表面的温度是800°C;现时不知真假的陈述句,但只能要么真要么假,故是命题(7) 明天是晴天;尽管要到第二天才能得知其真假,但的确是要么真要么假,故是命题(8) 我正在说谎;无法得知其真假,这是悖论注意: (4)不是命题,后续章节中会提到,这被称为谓词,命题函数或命题变项。
分类:z简单命题,通常用p, q, r,…,等表示命题变项,命题常项用1(T),0(F)表示;z复合命题,由简单命题和联结词构成;逻辑联结词和复合命题多个命题变项由联结词联结起来成为复合命题。
否定式和否定联结词(negation)命题p的非或否定,称为p的否定式,表示为¬p;符号¬即为否定联结词。
真值表:p¬ pT FF T严格说,¬ p不是复合命题。
例:p:今天天气好;¬p:今天天气不好p:2+5>1;¬p: 2+5≤1;在此情形下,p为真,¬p为假。
合取式和合取联结词(conjunction)p且q称为p, q的合取式,记为p∧q;符号∧即为合取联结词。