离散数学及其应用-个人笔记

youziawa 发布于 23 天前 99 次阅读


本笔记根据屈婉玲教授编写的《离散数学及其应用整理》

持续更新中

第一章:命题逻辑的基本概念

1.1 命题与连结词

命题的相关定义:

  1. 命题:能判断其真值的陈述句
  2. 真值:真、假(0,1)
  3. 真命题:真值为真的命题
  4. 假命题:真值为假的命题
  5. 简单命题(原子命题):不能被分解为更简单的命题的命题
  6. 复合命题:由原子命题通过连结词组合成的命题

关于命题的判断:

  1. 判断是否为陈述句
  2. 判断它是否有唯一真值

关于连结词:

  1. 否定连结词(非)
  2. 合取连结词(交)
  3. 析取连结词(并)
  4. 蕴含连结词(非p并q)
  5. 等价连结词(相等)

注意:连结词运算顺序

(),┐,∧,∨,→

1.2 命题公式及其赋值

命题公式相关定义:

  1. 命题常项(命题常元):真值确定,不可改变的命题
  2. 命题变项(命题变元):真值可以变化的命题
  3. 合式公式(命题公式):将命题变项用连结词和圆括号按一定逻辑关系连接起来的符号串
  4. 子公式:合式公式中也为合式公式的一部分
  5. 重言式(永真式):在所有赋值下取值均为真的命题公式
  6. 矛盾式(永假式):在所有赋值下取值均为假的命题公式
  7. 可满足式:不是矛盾式的命题公式

赋值相关定义:

  1. 赋值:给公式A的全部命题变项指定一个真值
  2. 成真赋值:使公式A为1的一组值
  3. 成假赋值:使公式A为0的一组值
  4. 真值表:公式A在所有情况下的取值情况列成的表

第二章:命题逻辑等值演算

2.1 等值式

设A,B是两个命题公式,若A,B构成的等价式A↔B为重言式,则称A与B是等值的

常见等值式

注意:用等值演算不能直接证明两个公式不等值

2.2 析取范式与合取范式

  1. 文字:命题变项及其否定
  2. 简单析取式:仅由有限个文字构成的析取式
  3. 简单合取式:仅由有限个文字构成的合取式
  4. 析取范式:由有限个简单合取式的析取构成的命题公式
  5. 合取范式:由有限个简单析取式的合取构成的命题公式

主析取范式与主合取范式:

极小项的概念:

  1. 简单合取式
  2. 每个命题变项它的否定式恰好出现且仅出现一次
  3. 命题变项它的否定式按照下标从小到大排列

极大项的概念:

  1. 简单析取式
  2. 每个命题变项它的否定式恰好出现且仅出现一次
  3. 命题变项它的否定式按照下标从小到大排列

注意:

  • n个命题变项有2n个极小项和2n个极大项
  • 2n个极小项(极大项)均互不等值
  • 用mi表示第i个极小项,其中i是该极小值成真赋值的十进制表示。用Mi表示第i个极大项,其中i是该极大项成假赋值的十进制表示

主析取范式:

所有简单合取式都是极小项的析取范式

主合取范式:

所有简单析取式都是极大项的合取范式

连结词的完备集:

设S是一个连结词集合,如果任一命题公式可以由仅含S中的连接词构成的公式表示,则称S是一个连结词完备集。

第三章:命题逻辑的推理理论

3.1 推理的相关公式

推理:单向箭头,左边是前提,右边是结论

  1. 设A和B是两个命题公式,当且仅当A→B是重言式时,称从A可推出B或B是前提A的有效结论,记为A⇒B
  2. 命题公式A1,A2,……,Ak推出B的推理正确当且仅当A1^A2^……^Ak→B为重言式
  3. 推理的前提:A1,A2,……,Ak
  4. 推理的结论:B

推理公式:

3.2 自然推理系统

例1:

例2:

例3:

附加前提法

例4:这里使用了归谬法,可以多引入一个否定的结论

第四章:一阶逻辑的基本概念

4.1 谓词逻辑命题符号化

谓词逻辑命题符号化的三个基本要素:个体词、谓词和量词

1.个体词:

  • 个体词:研究对象中可以独立存在的具体的或抽象的个体(如:小智 中国 3)
  • 个体常项:表示具体或特定的客体的个体词
  • 个体变项:表示抽象或泛指的个体词
  • 个体域(论域):个体变项的取值范围(可以理解为定义域)
  • 全总个体域:由宇宙间一切事物组成的个体域

2.谓词:

  • 谓词:刻画个体词性质及个体词之间相互关系的词
  • 谓词常项:表示具体性质或关系的谓词
  • 谓词变项:表示抽象或泛指的性质或关系的谓词
  • n元谓词:含n个个体变项的谓词P
  • 0元谓词:不带个体变项的谓词(当某0元谓词为谓词常项时,该0元谓词为命题)

3.量词:

  • 量词:个体之间数量关系的词
  • 全称量词:表示个体域中所有的x
  • 存在量词:表示个体域中有一个个体x

4.2 谓词逻辑公式及其解释

在公式∀xA和∃xA中,称x为指导变元,A为量词的辖域。在∀x和∃x的辖域中,x的所有出现的称作约束出现,A中不是约束出现的其他变项均称作自由出现。

例如: