理论教育 FQC可证公式-数理逻辑思想方法

FQC可证公式-数理逻辑思想方法

时间:2023-11-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:(1)xα→α.证明(2)α→xα,x不在α中自由出现.证明由于x不在α中自由出现,当然更不会在xα中自由出现,所以我们可以使用+规则.(3)αxα,x不在α中自由出现.证明在以后的证明中,如果α→β和β→α均成立,则αβ成立.详细证明同(3),略去.(4)α→xα.证明(5)xα→α,x不在α中自由出现.证明由于x不在α中自由出现,当然更不会在xα中自由出现,所以我们可以使用-规则.(6)αxα

FQC可证公式-数理逻辑思想方法

(1)∀xα→α.

证明

(2)α→∀xα,x不在α中自由出现.

证明

由于x不在α中自由出现,当然更不会在∀xα中自由出现,所以我们可以使用∀+规则.

(3)α↔∀xα,x不在α中自由出现.

证明

(4)α→∃xα.

证明

(5)∃xα→α,x不在α中自由出现.

证明

由于x不在α中自由出现,当然更不会在∃xα中自由出现,所以我们可以使用∃-规则.

(6)α↔∃xα,x不在α中自由出现.

证明 由(4)和(5)可得.

(7)∀xα→∃xα.

证明

(8)∃xα→∀xα,x不在α中自由出现.

证明

由于x不在α中自由出现,当然更不会在∃xα和∀xα中自由出现,因此∃-和∀+规则在这里都可以使用.

(9)∀xα↔∃xα,x不在α中自由出现.

证明 由(7)和(8)可得.

从(3),(6)和(9)中可以看出:对于不在一个公式中自由出现的个体变项,用全称量词修饰和不用量词修饰,用存在量词修饰和不用量词修饰,以及用全称量词修饰和用存在量词修饰所得结果都是可证等值的.

(10)∀x∀yα→∀y∀xα.

证明

(11)∃x∃yα→∃y∃xα.

证明

(12)∃x∀yα→∀y∃xα.

证明

(10),(11)和(12)刻画了重叠量词的特征.(10)和(11)中的→可以换成↔,由此可得:同名的量词可以任意交换,交换后所得的结果跟原公式仍然是可证等值的.但是,(12)中的→不能换成↔.由此可得:不同名的量词不能任意交换.否则,交换后的结果跟原公式不是可证等值的.

(13)∀x(α∧β)→∀xα∧∀xβ.

证明

(14)∀xα∧∀xβ→∀x(α∧β).

证明

(15)∀x(α∧β)↔∀xα∧∀xβ.

证明 由(13)和(14)可得.

(16)∀x(α∧β)→α∧∀xβ.

证明

(17)α∧∀xβ→∀x(α∧β),x不在α中自由出现.

证明

(18)∀x(α∧β)↔α∧∀xβ,x不在α中自由出现.

证明 由(16)和(17)可得.

(19)∀x(α∧β)↔∀xα∧β,x不在β中自由出现.

证明 证法同(16),(17)和(18).

(15)是全称量词对于合取的分配律.(18)和(19)分别是全称量词对合取的右和左的移置律.

(20)∃x(α∧β)→∃xα∧∃xβ.

证明

(21)∃x(α∧β)→∃xα∧β,x不在β中自由出现.

证明

(22)∃xα∧β→∃x(α∧β),x不在β中自由出现.

证明

(23)∃x(α∧β)↔∃xα∧β,x不在β中自由出现.

证明 由(21)和(22)可得.

(24)∃x(α∧β)↔α∧∃xβ,x不在α中自由出现.

证明 证法同(21),(22)和(23).

(23)和(24)分别是存在量词对合取的左、右移置律.虽然(20)成立,但其中的→不能换成↔,所以对于存在量词来说,合取分配律不成立.

(25)∀x(α∨β)→∀xα∨β,x不在β中自由出现.

证明

(26)∀xα∨β→∀x(α∨β),x不在β中自由出现.

证明

(27)∀x(α∨β)↔∀xα∨β,x不在β中自由出现.

证明 由(25)和(26)可得.

(28)∀x(α∨β)↔α∨∀xβ,x不在β中自由出现.

证明 证法同(25),(26)和(27).

(29)∀xα∨∀xβ→∀x(α∨β).

证明

(27)和(28)分别是全称量词对析取的左、右移置律.虽然(29)成立,但其中的→不能换成↔,所以对于全称量词来说,析取分配律不成立.

(30)∃x(α∨β)→∃xα∨∃xβ.

证明

(31)∃xα∨∃xβ→∃x(α∨β).

证明

(32)∃x(α∨β)↔∃xα∨∃xβ.

证明 由(30)和(31)可得.(www.daowen.com)

(33)∃x(α∨β)→∃xα∨β,x不在β中自由出现.

证明

(34)∃xα∨β→∃x(α∨β),x不在β中自由出现.

证明

(35)∃x(α∨β)↔∃xα∨β,x不在β中自由出现.

证明 由(33)和(34)可得.

(36)∃x(α∨β)↔α∨∃xβ,x不在α中自由出现.

证明 证法同(33),(34)和(35).

(35)和(36)分别是存在量词对于析取的左、右移置律.(32)是存在量词对于析取的分配律.

(37)∀x⇁α→⇁∃xα.

证明

(38)⇁∃xα→∀x⇁α.

证明

(39)∀x⇁α↔⇁∃xα.

证明 由(37)和(38)可得.

(40)∃x⇁α→⇁∀xα.

证明

(41)⇁∀xα→∃x⇁α.

证明

(42)⇁∀xα↔∃x⇁α.

证明 由(40)和(41)可得.

(43)∀xα→⇁∃x⇁α.

证明

(44)⇁∃x⇁α→∀xα.

证明

(45)∀xα↔⇁∃x⇁α.

证明 由(43)和(44)可得.

(46)∃xα→⇁∀x⇁α.

证明

(47)⇁∀x⇁α→∃xα.

证明

(48)∃xα↔⇁∀x⇁α.

证明 由(46)和(47)可得.

(49)∀x(α→β)→(∀xα→∀xβ).

证明

(50)∀x(α→β)→(∃xα→∃xβ).

证明

(51)∀x(α→β)→(α→∀xβ),x不在α中自由出现.

证明

(52)(α→∀xβ)→∀x(α→β),x不在α中自由出现.

证明

(53)∀x(α→β)↔(α→∀xβ),x不在α中自由出现.

证明 由(51)和(52)可得.

(54)∃x(α→β)→(α→∃xβ),x不在α中自由出现.

证明

(55)(α→∃xβ)→∃x(α→β),x不在α中自由出现.

证明

(56)∃x(α→β)↔(α→∃xβ),x不在α中自由出现.

证明 由(54)和(55)可得.

(57)(∀xα→β)→∃x(α→β),x不在β中自由出现.

证明

(59)(∀xα→β)↔∃x(α→β),x不在β中自由出现.

证明 由(57)和(58)可得.

(60)∀x(α→β)→(∃xα→β),x不在β中自由出现.

证明

(61)(∃xα→β)→∀x(α→β),x不在β中自由出现.

证明

(62)∀x(α→β)↔(∃xα→β),x不在β中自由出现.

证明 由(60)和(61)可得.

(49)~(62)刻画了量词与蕴涵之间的关系.其中,(53)和(56)是量词对于蕴涵的移置律.(59)和(62)叫做量词转换律,它们把全称量词转换为存在量词,把存在量词转换为全称量词.(49)中的→不能换成↔,即全称量词对蕴涵的分配律不成立.

(63)∀x(α→β)→(∀x(β→γ)→∀x(α→γ)).

证明

(64)∀x(α↔β)→(∀xα↔∀xβ).

证明

(65)∀x(α↔β)→(∃xα↔∃xβ).

证明

(66)∀x(α↔β)→(∀x(β↔γ)→∀x(α↔γ)).

证明

(64)~(66)刻画了量词与等值之间的关系.

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