其实任何量,都有常量、变量之分,包括命题。严格来说,逻辑上的命题仅指 “命题常量”—— 能判断真假的句子叫做命题。如:2 = 2 是命题;x = 2 就不是命题。但是,在数理逻辑中,我们研究的更多的确实 “命题变量”(或叫做命题变元)。所谓命题变量,就是其取值范围为集合{真、假}(或{1,0})的变量——即有真、假之说,但真、假未知。
你的图太小,看不清。不过你的问题不难解释。根据你的描述,命题 p、q、r 其实都是命题常量,其取值为:p = q = 1,r = 0。那么你给出的命题公式,其实就是一个 “常量表达式”,类似与小学中的算式——逻辑连接词,可看作是 “运算符”。那么它的结果肯定是可求的。就像你所说,计算过程为:
(¬1 ∨ 0)↔(1 ∧ ¬0)=(0)↔(1)= 0。
作为一个计算题,这是很简单的。不过就像前面所说,逻辑真正研究的不是具体的命题常量,而是命题变量之间的关系。
提到变量,自然就想到函数。其实,命题公式就是以命题变元为自变量的多元函数(的解析式)。而真值表,就是这个函数的 “图像” —— 指明了 “全部自变量的每一种取值组合” 下,函数的取值情况。我想,这也是你觉得你的表达式(¬p ∨ r)↔(p ∧ ¬r)= 1 看似不合理的原因所在 —— 这其实就是 “函数” 与 “函数值” 的区别:
函数: F(p,r)=(¬p ∨ r)↔(p ∧ ¬r);
函数值:F(1,0)=(¬1 ∨ 0)↔(1 ∧ ¬0)=(0)↔(1)= 0;
显然,根据 p、r 的不同取值组合,我们也可以得到其他的函数值;而自变量d 全部取值组合时的函数值,就构成了 “真值表”。
从数学的角度看,命题公式又很类似代数里的 “多项式”。代数中,研究多项式的因式分解、等价变换等性质,都是把式子中的字母当作变量来处理的。现在,我们研究命题公式的各种性质,也要用变量的角度来看。
对于用变量构成的命题公式(或代数式),它们的每一次形式转化,都是 “恒等式”。即对公式中,所有变量的各种取值组合,等式恒成立。
对于逻辑连接词,我们最熟悉、也最好理解的是:且(合取)、或(析取)、非(否定)。其他连接词(如:条件、双条件)都可以转换为这三种的形式。
p → q ≡ ¬p ∨ q;
p ↔ q ≡ (p ∧ q)∨(¬p ∧ ¬q);
这些都是恒等式,用真值表就可以证明。你早晚会学到的——包括复合命题中的非运算:
非运算,是一种 “一元运算符”,即:用它进行计算的量,只有一个。可以是单个的变量(或常量),也可以是一个命题公式。非的作用就是:将它所关联的量的取值结果,取反。对于常量(或常量表达式),其结果也是可知的,也是常量。对于变量(或命题公式),其结果是未知的,也是变量。对于非,也有一些常用的恒等式:
¬(p ∨ q)≡ ¬p ∧ ¬q;
¬(p ∧ q)≡ ¬p ∨ ¬q;
这就是著名的 “德摩根律”,有点像 “乘法分配律” 吧!只是 “非” 把去括号后的运算符,也取 “反” 了。
根据上面几个恒等式,我们可以化简你给的命题表达式:
(¬p ∨ r)↔(p ∧ ¬r)
= [(¬p ∨ r)∧(p ∧ ¬r)] ∨ [ ¬(¬p ∨ r)∧ ¬(p ∧ ¬r)]
= [(¬p ∧ p ∧ r)∨(r ∧ p ∧ ¬r)] ∨ [(p ∧ ¬r)∨(¬p ∨ r)]
= [(0)∨(0)] ∨ [(p ∧ ¬r ∧ ¬p)∨(p ∧ ¬r ∧ r)]
= [0] ∨ [(0)∨(0)] ]
= 0;
其实,仔细观察可以看出:
¬(¬p ∨ r)=(p ∧ ¬r);
即:前后两个子表达式,取值总是相反的。所以,这个 “双条件”式永远不成立,即其取值恒为 0。这种命题公式,叫做 “矛盾式”。
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