第二章 逻辑和证明 谓词和量词 命题在表达逻辑推理时有局限性:没有进一步分析原子命题的构成方式 苏格拉底三段论在命题的框架下无法分析

Slides:



Advertisements
Similar presentations
人的性别遗传 合肥市第四十九中学 丁 艳. 男女成对染色体排序图 1 、男性和女性各 23 对染色体有何异同 ? 哪 一对被称为性染色体 ? 2 、这两幅图中,哪幅 图显示的是男性的染色 体?哪幅图显示的是女 性染色体? 3 、图中哪条染色体是 Y 染色体?它与 X 染色体 在形态上的主要区别是.
Advertisements

商管群科科主任 盧錦春 年 3 月份初階建置、 4 月份進階建置、 5 月份試賣與對外營業。
第 5 章 基因突变及其他变异 第 3 节 人类遗传病 【思考】 感冒是不是遗传病? 先天性疾病、地方性疾病和遗传 病有什么关系?
XX啤酒营销及广告策略.
第四章:长期股权投资 长期股权投资效果 1、控制:50%以上 有权决定对方财务和经营.
1、一般地说,在生物的体细胞中, 和 都是成对存在的。
辨性别 A B. 辨性别 A B 第三节人类染色体与性别决定 昌邑市龙池初中 杨伟红 学习目标 1.理解人的染色体组成和传递规律。 2.解释人类性别决定的原理。 3.通过探究活动,解读数据了解生男生女的比例。
2.4 人的性别遗传.
第三章 平面直角坐标系(复习) 付村中学 张鑫.
这是一个数字的 乐园 这里埋藏着丰富的 宝藏 请跟我一起走进数学的 殿堂.
杭州中学数学网: 第三章《直线与方程》 第四章《圆与方程》 《解析几何初步》 教学解读 杭州市教育局教研室 李学军 联系电话 电子信箱 杭州中学数学网:
解析几何 空间直角坐标系 阜宁县东沟中学高一数学组.
Statistical Probability for Production Simulation
5.1 二元一次不等式(组)与平面区域 神木职教中心数学组:杨荣.
一、平面点集 定义: x、y ---自变量,u ---因变量. 点集 E ---定义域, --- 值域.
4.1.2  圆的一般方程.
第13讲 二次函数.
22.3 实际问题与一元二次方程(1).
平面直角坐标系(1) 营口市第十七中学 杨晋.
欢迎大家来到生命科学课堂.
初中语文总复习 说明文 阅读专题 西安市第六十七中学 潘敏.
管理学基本知识.
清仓处理 跳楼价 满200返160 5折酬宾.
滁州学院首届微课程教学设计竞赛 课程名称:高等数学 主讲人:胡贝贝 数学与金融学院.
“深入推进依法行政加快建设法治政府” -《法治政府建设实施纲要》解读
第六节 可降阶的二阶微分方程 一、 型的微分方程 二、 型的微分方程 三、 型的微分方程.
第二节 命题及其关系、充分条件与必要条件.
常用逻辑语.
第4讲 充分条件和必要条件.
§1.2 命题及其关系、充分条 件与必要条件 基础知识 自主学习
1、命题:可以判断真假的语句,可写成:若p则q。 2、四种命题及相互关系:
充分条件与必要条件习题课 1.
1.1.2 四 种 命 题.
常用逻辑用语 知识体系: 命题 常用逻辑性用语 充分条件、必要条件、充要条件 基本逻辑连结词 量词.
高一数学 充分条件与必要条件 教育科学学院03级教育技术2班 刘文平.
1.5 充要条件.
色 弱 與 色 盲.
宠物之家 我的宠物性别? 雌(♀) or 雄(♂) 第一阶段:我的宠物我做主 第二阶段:宠物“相亲记” 第三阶段:家族诞生
会计账簿 6 会计账簿的概念、意义、种类 会计账簿的格式及登记 结帐与对账 上海大学 会计系.
课标教材下教研工作的 实践与思考 山东临沂市教育科学研究中心 郭允远.
北师大版七年级数学 5.5 应用一元一次方程 ——“希望工程”义演 枣庄市第三十四中学 曹馨.
第八章二元一次方程组 8.3实际问题与二元一次方程组.
第八章二元一次方程组 8.3实际问题与二元一次方程组 (第3课时).
海洋存亡 匹夫有责 ——让我们都来做环保小卫士 XX小学三(3)班.
国产动画 ——童年的回忆.
练习 1。点P(5a+1,12a)在圆(x-1)2+y2=1的内部,则a的取值 范围是 2.点P( )与圆x2+y2=1的位置关系是 ( )
9.1 圓的方程 圓方程的標準式.
學習講座—數學科.
第11讲 谓词公式的等值,前束范式及推理 1.谓词公式的等值. 2.谓词公式的前束范式. 3.谓词逻辑中的推理.
普通高中课程标准实验教科书 数学(必修)2 第二章 第一节
因式定理.
第一章 直角坐標系 1-2 直角坐標.
Unit 10 日常語言的翻譯 授課教師:傅皓政 老師
第5章 谓词逻辑的等值和推理演算 谓词逻辑研究的对象是重要的逻辑规律,普遍有效式是最重要的逻辑规律,而等值式、推理式都是普遍有效的谓词公式,因此等值和推理演算就成了谓词逻辑的基本内容. 这章的讨论,主要是以语义的观点进行的非形式的描述,而严格的形式化的讨论见第6章所建立的公理系统.
数理逻辑 课 程 V.
练习 将一枚骰子连掷两次,以X表示两次所得点数之 和,试写出随机变量X的分布律. 解: X =“出现的点数”
第七章  事业单位支出的核算      §第一节  支出概述     §第二节  拨出款项     §第三节  各项支出     §第四节  成本费用.
第五模块 微分方程 第三节 二阶常系数线性微分方程 一、二阶线性微分方程解的结构 二、二阶常系数线性齐次微分方程.
3.1导数的几何意义.
平面向量的坐标运算.
1.4 全称量词与存在量词 第一课时 池州一中 周卉.
(5) (-5x)(-7x+2) =__________ (6) 7x(5x2+6x-3) = _______________ -27x2
1.4 全称量词与存在量词.
数学题解答 第二章 一元一次方程 2.1从算式到方程 (第1课时) 数学题解答
4-2 配方法與公式解.
第二部分 导数与微分 在课程简介中已经谈到, 高等数学就是微积分(微分 + 积分). 对于一元函数来说, 微分本质上就是导数. 这一部分内容是“导数与微分”. 由此可见, 这一部分内容在本课程中的重要地位. 我们是在极限的基础之上讨论函数的导数和微分的. “导数与微分”是每个学习高等数学的人必须掌握的内容.
我们探究学习 成果 直线的 倾斜角与斜率.
利用十字交乘法將二次多項式化為兩個一次式的乘積。
一、格 格的定义,最大元,最小元,有界格,有补格 子格(是格不一定是子格), 给定Hasse图,判断是否分配格,布尔格
谓词逻辑初步 与推理规则.
Presentation transcript:

第二章 逻辑和证明 谓词和量词 命题在表达逻辑推理时有局限性:没有进一步分析原子命题的构成方式 苏格拉底三段论在命题的框架下无法分析 凡人都是要死的 苏格拉底是人 所以,苏格拉底是要死的 “命题函数”:含变量的判断(陈述句、“命题”) x+1>3,x+y=z*x,x是夜大学生 不是命题(为什么?),但表示了某种命题的结构 一旦给变量赋予具体值后,它们就成为命题

2.3.1 谓词 陈述句可分解为两个组成成分:主语和谓语 (原子)“命题函数”进一步分解为两个组成成分: 变量(如x,y等)和谓词(P(x), Q(x,y)等) 变量表示某个对象,谓词表示对象的性质或相互之间的关系 例1 语句(“命题函数”)“x>3”可用P(x)表示,P(x) 是一元谓词:x>3 P(x)不是命题,是“命题函数” P(2) 、P(3)、 P(4) 和P(100)都是命题 P(2) 和P(3)为假, P(4) 和P(100)为真

例2 语句(“命题函数”)“x=y+3”可表示为Q(x,y) Q(x,y)是二元谓词:x=y+3 Q(x,y)、Q(3,y)、Q(x,100)都不是命题,是“命题函数” Q(1,2)、Q(5,8)、Q(2,1)和Q(5,4)都是命题 Q(1,2)和Q(5,8)为假, Q(2,1)和Q(5,4)为真

例 语句(“命题函数”)“x=y+3且x>3”可表示为Q(x,y) P(x) P是一元谓词,Q是二元谓词,如上 Q(x,y) P(x)不是命题,是“命题函数” Q(1,2) P(1)、Q(5,8) P(5)、Q(2,1) P(2)和Q(5,4) P(5)都是命题 Q(1,2) P(1)、Q(5,8) P(5)和Q(2,1) P(2) 为假,Q(5,4) P(5)为真 n元谓词P:形为P(x1,x2,…,xn)的语句, 表示“命题函数”在n元组(x1,x2,…,xn)上的值

2.3.2 量词 从“命题函数”得到的命题的有两种方式:变量赋值、变量量化 例 语句“对所有的x,x>3”是命题,它是“命题函数”“x>3”的量化, 即对P(x)中的变量x的量化结果 语句“存在x,x>3”也是命题,它也是“命题函数”“x>3”的量化, P(x)两类量化:全称量化、存在量化

定义1 全称量化()真值表判定法 “命题函数”P(x)的全称量化是命题:“P(x)对x在其论域的所有值为真” 这个命题表示为xP(x) 称为全称量词 命题xP(x)的等价含义: “对所有x,P(x)” “对每个x,P(x)” 变量的论域:在所讨论的问题范围内,变量所可能取的值的集合

例6 谓词P(x):x+1>x,“命题函数”P(x)全称量化后得到命题 xP(x) 若论域是实数集合,则此命题为真 全称量化命题xP(x)的真假性判断 若论域是有限集{x1,x2,…,xn },则 xP(x)为真当且仅当命题P(x1)、P(x2)、…、P(xn)都为真,也即命题P(x1)P(x2)  …  P(xn) 为真 例8 判断谓词P(x):x2<10的真假 若论域是不超过3的正整数的集合,则 xP(x)为真(P(1)  P(2)  P(3)为真) 若论域是不超过4的正整数的集合,则 xP(x)为真(P(1)  P(2)  P(3)  P(4)为假) 若论域是整数集,则 xP(x)为假

例 谓词P(x):x2≥0,“命题函数”P(x)全称量化后得到命题 xP(x) 若论域是实数集合,则此命题为真 若论域是复数集合,则此命题为假 命题符号化的方法往往不止一种,与论域也有关 例5 为表示“本班每一个学生都已学过微积分” 定义谓词P(x):“x已学过微积分” 上述语句表示为 xP(x) 当论域由本班全体学生组成时,为真命题 当论域由ECNU全体学生组成时,为假命题 (接下页)

另:定义谓词P(x):“x已学过微积分”,谓词S(x):“x属于本班” 上述语句表示为x(S(x) P(x)) 论域由本班全体学生组成、由ECNU全体学生组成、 或全体人学生组成时,都为真命题 定义2 存在量化() “命题函数”P(x)的全称量化是命题:“论域中存在一个元素x,使P(x)为真” 这个命题表示为xP(x) 称为存在量词 命题xP(x)的等价含义:“有一个x,使得P(x)” “至少有一个x,使得P(x)” “对某个x,P(x)”

例9 谓词P(x):x>3,“命题函数”P(x)存在量化后得到命题xP(x) 若论域是实数集合,则此命题为真值是 存在量化命题xP(x)的真假性判断 若论域是有限集{x1,x2,…,xn },则xP(x)为真当且仅当 命题P(x1)、P(x2)、…、P(xn)至少有一个为真,也即命题P(x1) P(x2) …P(xn) 为真 例11谓词P(x):x2<10, 若论域是不超过3的正整数的集合,则 xP(x)为真(P(1) P(2) P(3)为真) 若论域是不超过4的正整数的集合,则 xP(x)为真(P(1) P(2) P(3) P(4)为真) 若论域是4—7之间的正整数的集合,则 xP(x)为假(P(4) P(5) P(6) P(7)为假) 若论域是整数集,则xP(x)为真

变量全称量词和存在量词的含义总结 约束变量:被量词作用或被赋值的变量 自由变量:非约束的变量 命题中不能含有自由变量 命题函数转变为命题时,出现在命题函数中的所有变量都必须被约束

2.3.3 翻译语句为逻辑表达式 全称量化往往需要使用蕴涵式 存在量化往往需要使用合取式 例14 符号化“有些实数是有理数”,“实数都是有理数” 解 令变量x的论域为所有的实数集合,令R(x)为语句“x为实数”,Q(x)为语句“x为有理数”。则语句“有些实数是有理数”可表示为x(R(x)∧Q(x));语句“实数都是有理数”可表示为x(R(x)∧Q(x)). 例15 用量词表达语句“这个班上某个学生去过墨西哥”和 “这个班上每个学生或去过加拿大,或去过墨西哥”。 (接下页)

解 令变量x的论域为这个班所有学生的集合,令M(x)为语句“x去过墨西哥”,C(x)为语句“x去过加拿大”。语句“这个班上某个学生去过墨西哥”可表示为xM(x).语句“这个班上每个学生或去过加拿大,或去过墨西哥”可表示为x(C(x)M(x)). 例16 把语句“每人恰有一个最好的朋友”表示为逻辑表达 式。 解 令B(x,y)为语句“ y 是x 的最好朋友”。注意本例中的句子说的是,对每个x 都有另一人y 是x 的最好朋友,而且如果z 是不同于y 的另一人,则z 不是x 的最好朋友。于 是可以把这个语句翻译为 xyz(B(x,y)∧((z≠y)→¬B(x,z)))

苏格拉底三段论的翻译 例19(需要微积分知识)用量词表示极限的定义。

例20 考虑下面这些语句,其中头两句称为前提,第三句称为结论。作为一个整体,他们被称为论证。 “所有狮子都是凶猛的。” “有些狮子不喝咖啡。” “有些凶猛的动物不喝咖啡。” 令P(x),Q(x),R(x)分别为语句“x是狮子”,“x是凶猛的”,“x喝咖啡”。假定所有动物的集合为论域,用量词及P(x),Q(x),R(x)表示上述语句。 解 可以将这些句子表示为: x(P(x) Q(x)) x(P(x)) R(x)) x(Q(x)  R(x))

2.3.4 命题函数的逻辑等价 命题的等价模式在命题函数中都成立 多重量化中的量词顺序 若两个量词相同,则它们的顺序无关紧要 若两个量词不相同,则它们的顺序是重要的 例22 令P(x,y)为语句“x+y=y+x”,量化语句xyP(x,y)真值是什么? 解 量化语句 xyP(x,y) 表示的命题是 “对所有实数x和所有实数y,x+y=y+x成立。” 因为P(x,y)对所有实数x 和y 成真,xyP(x,y)成真。

例23 令Q(x,y)表示“x+y=0”,量化语句yxQ(x,y)和xyQ(x,y)的真值是什么? 解 量化语句yxQ(x,y)表示的命题是“有个实数y能使Q(x,y)对每个实数x成立。”不管y取什么值,只有一个x的值能使x+y=0成立。因为没有实数y能使x+y=0对所有实数x成立,语句yxQ(x,y)为假。 量化语句xyQ(x,y)表示的命题是“对每个实数x都有一个实数y使Q(x,y)成立。”给定一个实数x,总有一个实数y能使x+y=0,这个实数就是y=-x。因此语句xyQ(x,y)为真。 两个变量的量化的顺序 xyP(x,y) yxP(x,y) xyP(x,y) yxP(x,y) xyP(x,y)≠ yxP(x,y)

量化表达式的否定 xP(x)  xP(x) xP(x)  xP(x)

例 “本班每一个学生都已学过微积分” “本班有学生学过微积分 定义谓词P(x):“x已学过微积分” xP(x),xP(x) (B不含自由的x) (A(x)不含y)

前束范式: Qx1 Qx2… Qxn P(x1,x2,…,xn) P是不含量词的“命题函数”,Q是量词 “命题函数”→前束范式 1)消去所有没有意义的量词。 2)消除公式中的同名变量。换名,从左向右进行,直到所有的约束变量和自由变量都不同。 3)消除、和以外的联接词,用 AB替换 AB 替换AB 4)将内移到谓词前。用 xA(x)替换 xA(x) xA(x)替换 xA(x) AB替换  (AB) AB替换  (AB) A替换   A

5)将量词左推到前缀所在的位置。用 (x(A(x)∨B))替换 (x(A(x)∨B))替换 (x(A(x)∧B))替换 (x(A(x)∧B))替换 (x(A(x)∧B(x)))替换 ( x)A(x)∧ ( x)B(x) (x(A(x)∨B(x)))替换 (x)A(x)∨(x)B(x) 例24 (x)((( y)A(x)∨(z)B(z,y))→¬(y)C(x,y)的前束范式 解:(1)在A(x) 前面的量词(y)没有意义,可以去掉,得 到 D1 : (接下页)

(2)将y重新命名为u,得到 D2 : (3)在D2中消去,得到 D3 : (4)将D3 中的内移,得到 D4 : (5)将D4 中的(z)和(u)左移,得到 D5 :

习题 1. 令P(x)表示语句“单词x含字母a”。下列各项的真值是什么? 2. 令C(x,y)表示“x注册了y”,其中x的论域是你校全体学生的集合,y的论域是你校开设所有课程的集合。用简单的句子表达下列语句。 a) x(C(x, Math 222)C(x, CS 252)) b)xyz((xy)(C(x,z)C(y,z))) 3.令Q(x,y)为语句“x为y的参赛者”。用Q(x,y)、量词和逻辑连接符表达下列各句,其中x的论域是你校所有学生的集合,y的论域是所有电视智力竞赛节目。 a)每个电视智力竞赛节目都有你校的一名参赛学生。 b)你校至少有两个学生参加了Jeopardy比赛。

4.用量词表达下列语句,然后去该语句的否定并使否定符不在量词的左边。再用简单句表达这否定(不要简单的表达为“不是……”)。 a)班上每人恰恰给另外两个同班同学发过电子邮件。 b)某个学生已完成本书每道练习。 5.证明语句x(P(x)Q(x))和xP(x) xQ(x)有同样的真值。 6.把语句xP(x) xQ(x)改为前束范式。