离散数学 - 谓词逻辑


谓词逻辑处理谓词,即包含变量的命题。

谓词逻辑 – 定义

谓词是在某个特定域上定义的一个或多个变量的表达式。带有变量的谓词可以通过给变量赋值或量化变量来构成命题。

以下是谓词的一些示例 -

  • 设 E(x, y) 表示“x = y”
  • 设 X(a, b, c) 表示“a + b + c = 0”
  • 设 M(x, y) 表示“x 与 y 结婚”

结构良好的公式

格式良好的公式 (wff) 是包含以下任意一项的谓词 -

  • 所有命题常量和命题变量都是 wffs

  • 如果 x 是变量且 Y 是 wff,则 $\forall x Y$ 和 $\exists x Y$ 也是 wff

  • 真值和假值是wffs

  • 每个Atomics式都是一个wff

  • 所有连接 wff 的连接词都是 wff

量词

谓词的变量由量词来量化。谓词逻辑中有两种类型的量词 - 通用量词和存在量词。

通用量词

通用量词指出,其范围内的陈述对于特定变量的每个值都成立。它由符号$\forall$ 表示。

$\forall x P(x)$ 被读取为对于 x 的每个值,P(x) 都为 true。

示例- “人是终有一死的”可以转化为命题形式 $\forall x P(x)$,其中 P(x) 是谓词,表示 x 是终有一死的,并且话语的宇宙是所有人。

存在量词

存在量词指出其范围内的陈述对于特定变量的某些值是正确的。它由符号$\exists $ 表示。

$\exists x P(x)$ 被读取为对于 x 的某些值,P(x) 为 true。

示例- “有些人不诚实”可以转换为命题形式 $\exists x P(x)$,其中 P(x) 是谓词,表示 x 不诚实,而话语范围是某些人。

嵌套量词

如果我们使用的量词出现在另一个量词的范围内,则称为嵌套量词。

例子

  • $\forall\ a\: \存在 b\: P (x, y)$ 其中 $P (a, b)$ 表示 $a + b = 0$

  • $\forall\ a\: \forall\: b\: \forall\: c\: P (a, b, c)$ 其中 $P (a, b)$ 表示 $a + (b + c) = ( a + b) + c$

注意- $\forall\: a\: \exists b\: P (x, y) \ne \exists a\: \forall b\: P (x, y)$