离散数学 第一章 命题逻辑 14真值表与等价公式

定义1-4。1在命题公式中,对于分量指派真值的各种可能组合,就确定了这个命题公式的各种真值情况,把它汇列成表,就是命题公式的真值表。
    现举例说明如下:
        例题1 构造┓p∨q的真值表。
            解

1-4.1

p

q

┓p

┓p∨q

t

t

f

t

t

f

f

f

f

t

t

t

f

f

t

t

 

例题2 给出(p∧q)∧┓p的真值表。

1-4.2

p

q

p∧q

┓p

(p∧q)∧┓p

t

t

t

f

f

t

f

f

f

f

f

t

f

t

f

f

f

f

t

f

例题3 给出(p∧q)∨(┓p∧┓q)的真值表。

1-4.3

p

q

┓p

┓q

p∧q

┓p∧┓q

(p∧q)∨(┓p∧┓q)

t

t

f

f

t

f

t

t

f

f

t

f

f

f

f

t

t

f

f

f

f

f

f

t

t

f

t

t

例题4给出┓(p∧q)«┓p∨┓q)的真值表。

1-4.4

p

q

p∧q

┓(p∧q)

┓p

┓q

┓p∨┓q

┓(p∧q)«(┓p∨┓q)

t

t

t

f

f

f

f

t

t

f

f

t

f

t

t

t

f

t

f

t

t

f

t

t

f

f

f

t

t

t

t

t

      由表1-4.4(表1-4.2)可以看出,有一类公式不论命题变元作何种指派,其真值永为真(假),我们把这类公式记为t(f)。

在真值表中,命题公式真值的取值数目,决定于分量的个数。例如,由2个命题变元组成的命题公式共有四种可能的真值,由8个命题变元组成的命题公式共有八种可能的真值。一般说来,n个命题变元组成的命题公式共有2n种真值情况。

从真值表中可以看到,有些命题公式在分量的不同指派下,其对应的真值与另一命题公式完全相同,如┓p∨q与p→q的对应真值相同,如表1-4.5所示。

1-4.5

p

q

┓p∨q

p→q

t

t

t

t

t

t

f

f

f

t

t

t

f

f

t

t

 

同理(p∧q)∨(┓p∧┓q)与p«q对应的真值相同,如表1-4.6所表示。

1-4.6

p

q

p«q

(p∧q)∨(┓p∧┓q)

t

t

t

t

t

f

f

f

f

t

f

f

f

f

t

t

 

定义1-4.2给定两个命题公式a和b,设p1,p2,…,pn为所有出现于a和b中的原子变元,若给p1,p2,…,pn任一组真值指派,a和b的真值都相同,则称a和b是等价的或逻辑相等。记作aûb.

例题5 证明p«qûp→q)∧(q→p)

证明列出真值表

1-4.7

p

q

p→q

q→p

p«q

(p→q)∧(q→p)

t

t

t

t

t

t

t

f

f

t

f

f

f

t

t

f

f

f

f

f

t

t

t

t

      由表1-4.7可知p«q与(p→q)∧(q→p)真值相同,命题得证。

1-4.8列出的命题定律,都可以用真值表予以验证。

1-4。8

对合律

┓┓pûp

1

冥等律

p∨pûp, p∧pûp

2

结合律

(p∨q)∨rûp∨(q∨p)

(p∧q)∧rûp∧(q∧p)

3

交换律

p∨qûq∨p

p∧qûq∧p

4

分配律

p∨(q∧r) û (p∨q)∧(p∨r)

p∧(q∨r) û (p∧q)∨(p∧r)

5

吸收律

p∨(p∧q) ûp

p∧(p∨q) ûp

6

德·摩托律

┓(p∨q) û┓p∧┓q

┓(p∧q) û┓p∨┓q

7

同一律

p∨fûp, p∧tûp

8

零律

p∨tût, p∧fûf

9

否定律

p∨┓pût, p∧┓pûf

10

例题6验证吸收律  p∨(p∧q)ûp
p∧(p∨q)ûp

证明列出真值表

1-4.9

p

q

(p∧q)

p∨(p∧q)

(p∨q)

p∧(p∨q)

t

t

t

t

t

t

t

f

f

t

t

t

f

t

f

f

t

f

f

f

f

f

f

f

 

由表1-4.9可知吸收律成立。

在一个命题公式中,如果用公式置换命题的某个部分,一般地将会产生某种新的公式,例如q→(p∨(p∧q))中以(┓p→q)取代(p∧q),则q→(p∨(┓p→q))就与原式不同。为了保证取代后的公式与原始公式是等价的,故需对置换作出一些规定。

定义1-4.3如果x是合式公式a的一部分,且x本身也是一个合式公式,则称x为公式a的子公式。

定理1-4.1设x是合式公式a的子公式,若xûy,如果将a中的x用y来置换,所得到公式b与公式a等价,即aûb。
    证明 因为在相应变元的任一种指派情况下,x与y的真值相同,故以y取代x后,公式b与公式a在相应的指派情况下,其真值亦必相同,故aûb。
    满足定理1-4。1条件的置换称为等价置换(等价代换)。

例题7 证明q→(p∨(p∧q))ûq→p
证明 设a:q→(p∨(p∧q))
 因为      p∨(p∧q)
ûp
  故   b:q→p,即a
ûb
 对aûb亦可用表1-4.10予以验证:

1-4.10

p

q

p∧q

p∨(p∧q)

q→(p∨(p∧q))

q→p

t

t

t

t

t

t

t

f

f

t

t

t

f

t

f

f

f

f

f

f

f

f

t

t

我们有了最基本的命题公式的等价关系,再利用定理1-4.1就可以推理一些更为复杂的命题等价公式。现举例说明如下:

例题8 证明(p∧q)∨(p∧┓q) ûp
证明 (p∧q)∨(p∧┓q) ûp∧(q∨┓q)ûp∧tûp

例题9 证明p→(q→r)û→(p→r)û┓r→(q→┓p)
证明p→(q→r)û┓p∨(┓q∨r) û┓q∨(┓p∨r) ûq→(p→r)
又 p→(q→r)û┓p∨(┓q∨r) ûr∨(┓q∨┓p) û┓r→(q→┓p)

例题10证明((p∧q)∧┓(┓p∧(┓q∨┓r)))∨(┓p∧┓q)∨(┓p∨┓r) ût
证明 原式左边û((p∧q)∧┓(┓p∧(q∨r)))
                 ∨(p∧q)∨┓(p∧r)
             
û((p∧q)∧(p∨(q∨r))∨┓(p∧q)∨┓(p∧r)
             
û((p∧q)∧(p∨q)∧(p∧r)))∨┓((p∧q)∧(p∧r))
             
û((p∧q)∧(p∧r))∨┓((p∧q)∧(p∧r))
             
ût

原文地址:https://www.cnblogs.com/emanlee/p/1799092.html