Galerie de cartes mentales Mathématiques discrètes Chapitre 4 Logique des prédicats
Il s'agit d'une carte mentale sur la logique des prédicats du chapitre 4 de Mathématiques discrètes, y compris les individus, les prédicats, les quantificateurs et les fonctions, la symbolisation des formules et des propositions de prédicats, les paradigmes de prédicats des formules de prédicats, etc.
Modifié à 2023-11-18 10:36:19This is a mind map about bacteria, and its main contents include: overview, morphology, types, structure, reproduction, distribution, application, and expansion. The summary is comprehensive and meticulous, suitable as review materials.
This is a mind map about plant asexual reproduction, and its main contents include: concept, spore reproduction, vegetative reproduction, tissue culture, and buds. The summary is comprehensive and meticulous, suitable as review materials.
This is a mind map about the reproductive development of animals, and its main contents include: insects, frogs, birds, sexual reproduction, and asexual reproduction. The summary is comprehensive and meticulous, suitable as review materials.
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prédis la logique
Individus, prédicats, quantificateurs et fonctions
individuel
L'objet considéré par la proposition est appelé un individu
Un individu est quelque chose qui existe indépendamment. Les individus peuvent être spécifiques, comme 5, 3, 2 et Zhang San peut aussi être abstrait, comme les gens.
Les individus spécifiques et spécifiques sont appelés constantes individuelles
Les individus incertains sont appelés variables individuelles
Lorsqu’on discute d’individus, il est généralement nécessaire de préciser la portée de la discussion individuelle, appelée domaine individuel, représenté par D. On suppose généralement que D n'est pas vide
Nous prenons tous les objets imaginables du monde, comme tous les animaux, toutes les plantes L'ensemble composé d'objets, de toutes les lettres, de tous les chiffres, etc. est appelé le domaine individuel total, simplement Appelé domaine global, il s’agit du plus grand domaine individuel.
prédicat
Les mots qui expriment des propriétés individuelles et des relations entre individus sont appelés prédicats. le prédicat est une relation
Le prédicat qui exprime les propriétés d’un individu est appelé prédicat à 1 élément, qui exprime les propriétés de n individus. Le prédicat de la relation entre est appelé prédicat n-aire.
Pour tout prédicat n-aire, afin d'exprimer à la fois le prédicat et son arité, Comme pour exprimer une fonction n-aire, elle s'exprime sous la forme P(x1, x2, · · · , xn).
Et G(x, y) : x > y, c'est une fonction sur les propositions, appelées fonctions propositionnelles
La sélection du prédicat est liée au domaine individuel
Si l'on considère l'univers, deux prédicats sont nécessaires
P(x) est appelé le prédicat caractéristique,
quantificateur
Une autre façon de faire de P(x) une proposition est de quantifier les variables individuelles x
quantification universelle
La quantification existe.
Les mots qui expriment des caractéristiques quantitatives individuelles sont appelés quantificateurs.
quantificateur universel ∀
quantificateur existentiel ∃
La quantification actuelle n'est effectuée que sur des individus et non sur des prédicats, c'est pourquoi on l'appelle prédicats de premier ordre. logique des mots
Le quantificateur doit être suivi de Variables de volume, telles que ∀x, ∀y, · · · , ∀δ, ∃x, ∃y, · · · , ∃δ. Par conséquent, ∀x, ∃x est un dans l'ensemble. Les variables individuelles qui suivent le quantificateur sont appelées variables guides.
Si toutes les variables individuelles de la fonction propositionnelle sont quantifiées, nous obtenons une proposition question
Le rôle ou la juridiction du quantificateur ∀x ou ∃x est appelé la portée ou la portée de ∀x ou ∃x, et la variable individuelle x dans la portée est appelée la variable de contrainte.
S'il y a des parenthèses après le quantificateur, la partie à l'intérieur des parenthèses est sa portée, comme ∀x(P(x)→D(x));
S'il n'y a pas de parenthèses, la partie adjacente au quantificateur est la portée, telle que ∃xP(x).
Les variables qui ne sont liées par aucun quantificateur sont appelées variables libres
des lettres
Pour exprimer « le père de Zhang San », « la somme des carrés de deux nombres », etc., nous devons utiliser des fonctions Les nombres sont communément appelés fonctions dans la logique des prédicats.
Symbolisation des formules et propositions de prédicats
formule de prédicat
La formule de prédicat (formule de prédicat) est appelée formule, ce qui est la même chose que la compréhension de la formule de proposition. De cette façon, tant qu'il s'agit d'une chaîne de symboles ou d'une expression correctement écrite avec une signification claire (y compris les prédicats) est la formule du prédicat
Correspond à tout nombre naturel n, prédicat n-aire P et n individus arbitraires t1,t2, · · · ,tn, P(t1,t2, · · · ,tn) est une formule prédicat.
A est une formule prédicat, alors ¬A est une formule prédicat.
Si A et B sont des formules de prédicat, alors A ⋆ B est une formule de prédicat, où ⋆ est une formule binaire Connecteurs logiques.
Si A est une formule de prédicat, alors ∀xA, ∃xA sont des formules de prédicat.
La chaîne de symboles obtenue en utilisant (1)(2)(3)(4) ci-dessus un nombre fini de fois est le seul prédicat formule.
Si A et B sont des formules de prédicat, alors A ⋆ B est une formule de prédicat, où ⋆ est une formule binaire Connecteurs logiques.
Symbolisation des propositions
Les étapes pour symboliser les propositions dans la logique des prédicats sont les suivantes
(1) Trouvez toutes les constantes individuelles de la proposition et exprimez-les avec a, b, c, · · · , ai, bi, · · · ;
(2) Identifier tous les prédicats qui doivent être sélectionnés dans un domaine individuel donné, en accordant une attention particulière aux propriétés Sélection de prédicats ;
(3) Détermination du quantificateur ;
(4) Déterminer le libellé ;
(5) Trouvez les connecteurs pour symboliser la proposition donnée.
Explication et types de formules de prédicats
Explication de la formule du prédicat
Il existe une infinité d'interprétations de la formule du prédicat, et chaque interprétation (interprétation) I se compose de 5 Composé de pièces,
Spécifiez le domaine individuel D.
Attribuer des valeurs de vérité aux arguments propositionnels dans les formules de prédicats
Interpréter les constantes individuelles et leurs variables libres dans la formule de prédicat comme spécifiant le domaine individuel D éléments dans
Interpréter les fonctions dans les formules de prédicat comme des fonctions sur D
Interpréter les prédicats dans les formules de prédicats comme des prédicats sur D
Équivalence logique de deux quantificateurs éliminateurs
Type de formule de prédicat
Une formule de prédicat qui est vraie quelle que soit l'interprétation est appelée une formule permanente vraie ou valide.
(Théorème de substitution de formule éternellement vraie) Pour toute formule éternellement vraie en logique propositionnelle, telle que (p → q) ∧ p → q, remplacez toutes les variables propositionnelles par n'importe quelle formule de prédicat A, B respectivement La formule du prédicat (A → B) ∧ A → B obtenue par p, q est la formule vraie éternelle
Il existe à la fois une interprétation de 1 et un prédicat qui a une interprétation de 0 La formule est dite neutre ou accidentelle
La formule du prédicat neutre ne peut pas être déterminée en un nombre fini d'étapes ; la formule du prédicat toujours vraie (ou toujours fausse) peut être déterminée en Détermination en étapes limitées.
Raisonnement en logique des prédicats
implication logique
Supposons que H1, H2, · · · , Hn et C soient des formules propositionnelles. Si H1, H2, · · · , Hn sont tous vrais, On peut conclure que C est nécessairement vrai, alors on dit que l'inférence de C est dérivée de H1, H2, · · · ,Hn La forme est valide (forme d'argument valide), notée H1, H2, · · · ,Hn ⇒ C.
Supposons que H1, H2, · · · ,Hn et C soient des formules propositionnelles, alors le remplissage de H1,H2, · · · ,Hn ⇒ C La condition nécessaire est que H1 ∧ H2 ∧ · · · ∧ Hn → C soit une formule permanente, Autrement dit, H1 ∧ H2 ∧ · · · ∧ Hn ⇒ C
règles d'inférence de base
L’implication logique suivante est valable : (1) ∀xA(x) ∨ ∀xB(x) ⇒ ∀x(A(x) ∨ B(x)). (2) ∃x(A(x) ∧ B(x)) ⇒ ∃xA(x) ∧ ∃xB(x).
Prédicat forme normale de formule de prédicat
Définition de la forme normale du prédicat de la formule du prédicat
Supposons que A soit une formule de prédicat, si A = Q1x1Q2x2 · · · Qnxn(· · · B · · ·)(n ≥ 0), Où Qi est ∀ ou ∃ et qu’il n’y a pas de composante dans B, on l’appelle A = Q1x1Q2x2 · · · Qnxn(· · · B · · ·) est la forme normale directe de A
Calcul de la forme normale de la formule de prédicat
1. Réduisez les connecteurs logiques à des formules de prédicats contenant uniquement ¬, ∧, ∨.
2. Utilisez les deux expressions équivalentes suivantes pour déplacer le connecteur négatif vers l’intérieur. (1) ¬∀xA(x) = ∃x¬A(x) (2) ¬∃xA(x) = ∀x¬A(x)
3. Utilisez des expressions équivalentes pour déplacer tous les quantificateurs au premier plan, en utilisant des techniques de renommage si nécessaire.
Formules de prédicat logiquement équivalentes
Définition de l'équivalent de la formule du prédicat
Supposons que A et B sont des formules de prédicats. Si A et B ont la même valeur quelle que soit l'interprétation, Alors A et B sont dits logiquement équivalents, notés A = B.
La condition nécessaire et suffisante pour A = B est que la formule du prédicat A ↔ B soit toujours vraie.
équivalence de base
¬∀xA(x) = ∃x¬A(x).
¬∃xA(x) = ∀x¬A(x).
∀x(A(x) ∧ B) = ∀xA(x) ∧ B
∀x(A(x) ∨B) = ∀xA(x) ∨B
∃x(A(x) ∧ B) = ∃xA(x) ∧ B
∃x(A(x) ∨ B) = ∃xA(x) ∨ B.
∀x(A(x) ∧ B(x)) = ∀xA(x) ∧ ∀xB(x)
∀ est attribuable à ∧, mais ∀x(A(x) ∨ B(x)) ̸= ∀xA(x) ∨ ∀xB(x). Par exemple, Étant donné l'interprétation I, D = Z, A(x) : x est pair, B(x) : x est impair.
∃x(A(x) ∨ B(x)) = ∃xA(x) ∨ ∃xB(x)
∃ est attribuable à ∨, mais ∃x(A(x) ∧ B(x) ̸= ∃xA(x) ∧ ∃xB(x).
mot à double poids
∀x∀yA(x, y) = ∀y∀xA(x, y).
∃x∃yA(x, y) = ∃y∃xA(x, y)
Le théorème de substitution équivalent est toujours valable dans la logique des prédicats.