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

更新时间:2026-01-13 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

(1)图示∀xα→α.

证明

(2)图示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)图示α↔∀xα,x不在α中自由出现.

证明

(4)图示α→∃xα.

证明

(5)图示∃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)图示α↔∃xα,x不在α中自由出现.

证明 由(4)和(5)可得.

(7)图示∀xα→∃xα.

证明

(8)图示∃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)图示∀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)图示∀x∀yα→∀y∀xα.

证明

(11)图示∃x∃yα→∃y∃xα.

证明

(12)图示∃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)图示∀x(α∧β)→∀xα∧∀xβ.

证明

(14)图示∀xα∧∀xβ→∀x(α∧β).

证明

(15)图示∀x(α∧β)↔∀xα∧∀xβ.

证明 由(13)和(14)可得.

(16)图示∀x(α∧β)→α∧∀xβ.

证明

(17)图示α∧∀xβ→∀x(α∧β),x不在α中自由出现.

证明

(18)图示∀x(α∧β)↔α∧∀xβ,x不在α中自由出现.

证明 由(16)和(17)可得.

(19)图示∀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)图示∃x(α∧β)→∃xα∧∃xβ.

证明

(21)图示∃x(α∧β)→∃xα∧β,x不在β中自由出现.

证明

(22)图示∃xα∧β→∃x(α∧β),x不在β中自由出现.

证明

(23)图示∃x(α∧β)↔∃xα∧β,x不在β中自由出现.

证明 由(21)和(22)可得.

(24)图示∃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)图示∀x(α∨β)→∀xα∨β,x不在β中自由出现.

证明

(26)图示∀xα∨β→∀x(α∨β),x不在β中自由出现.

证明

(27)图示∀x(α∨β)↔∀xα∨β,x不在β中自由出现.

证明 由(25)和(26)可得.

(28)图示∀x(α∨β)↔α∨∀xβ,x不在β中自由出现.

证明 证法同(25),(26)和(27).

(29)图示∀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)图示∃x(α∨β)→∃xα∨∃xβ.

证明

(31)图示∃xα∨∃xβ→∃x(α∨β).

证明

(32)图示∃x(α∨β)↔∃xα∨∃xβ.

证明 由(30)和(31)可得.(https://www.daowen.com)

(33)图示∃x(α∨β)→∃xα∨β,x不在β中自由出现.

证明

(34)图示∃xα∨β→∃x(α∨β),x不在β中自由出现.

证明

(35)图示∃x(α∨β)↔∃xα∨β,x不在β中自由出现.

证明 由(33)和(34)可得.

(36)图示∃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)图示∀x⇁α→⇁∃xα.

证明

(38)图示⇁∃xα→∀x⇁α.

证明

(39)图示∀x⇁α↔⇁∃xα.

证明 由(37)和(38)可得.

(40)图示∃x⇁α→⇁∀xα.

证明

(41)图示⇁∀xα→∃x⇁α.

证明

(42)图示⇁∀xα↔∃x⇁α.

证明 由(40)和(41)可得.

(43)图示∀xα→⇁∃x⇁α.

证明

(44)图示⇁∃x⇁α→∀xα.

证明

(45)图示∀xα↔⇁∃x⇁α.

证明 由(43)和(44)可得.

(46)图示∃xα→⇁∀x⇁α.

证明

(47)图示⇁∀x⇁α→∃xα.

证明

(48)图示∃xα↔⇁∀x⇁α.

证明 由(46)和(47)可得.

(49)图示∀x(α→β)→(∀xα→∀xβ).

证明

(50)图示∀x(α→β)→(∃xα→∃xβ).

证明

(51)图示∀x(α→β)→(α→∀xβ),x不在α中自由出现.

证明

(52)图示(α→∀xβ)→∀x(α→β),x不在α中自由出现.

证明

(53)图示∀x(α→β)↔(α→∀xβ),x不在α中自由出现.

证明 由(51)和(52)可得.

(54)图示∃x(α→β)→(α→∃xβ),x不在α中自由出现.

证明

(55)图示(α→∃xβ)→∃x(α→β),x不在α中自由出现.

证明

(56)图示∃x(α→β)↔(α→∃xβ),x不在α中自由出现.

证明 由(54)和(55)可得.

(57)图示(∀xα→β)→∃x(α→β),x不在β中自由出现.

证明

(59)图示(∀xα→β)↔∃x(α→β),x不在β中自由出现.

证明 由(57)和(58)可得.

(60)图示∀x(α→β)→(∃xα→β),x不在β中自由出现.

证明

(61)图示(∃xα→β)→∀x(α→β),x不在β中自由出现.

证明

(62)图示∀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)图示∀x(α→β)→(∀x(β→γ)→∀x(α→γ)).

证明

(64)图示∀x(α↔β)→(∀xα↔∀xβ).

证明

(65)图示∀x(α↔β)→(∃xα↔∃xβ).

证明

(66)图示∀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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