第三章提纲
第三章 命题演算
判定有效推理形式的方法:真值表法、归谬赋值法。
生成有效推理形式的方法:公理系统、自然推演系统。
3.1 公理系统
公理系统的构成:
(1)符号库(初始符号)
(2)形成规则(符号的使用)
(3)公理(推演的起点)
(4)变形规则(推演规则)
3.2 命题演算的公理系统 L
(1)初始符号:p 1 ,p 2 , „;¬ ,→;( ,)
(2)形成规则:
(i) p1 ,p 2 ,„是合式公式;
(ii) 若A ,B 是任意合式公式,则( ¬ A ), ( A →B ) 是合式公式; (iii)所有合式公式由(i ), (ii )生成。
合式公式(well-formed formula)(wf . ):合于形成规则的式子(相当于合乎语
法的句子)。
(3)公理模式:(设A ,B ,C 是任意合式公式)
L 1 (( A →( B →A )))
L 2 (( A →( B →C )) →(( A →B ) →( A →C )))
L 3 ((( ¬ A ) →( ¬ B )) →( B →A ))
(4)推演规则:(分离规则,MP )
从( A →B ) 和 A 可得 B .
L 中的证明:
L 的合式公式序列,其中每个合式公式满足下列条件之一:
(i )L 的公理,
(ii )由在先的两个合式公式用 MP 得出。
这一序列中的最后一个合式公式称为L 中的定理。
例1 证( p1 → p1 )
例2 证((¬ p1 )→( p 1 → p2 ))
其他符号的引入(定义);已证定理的应用;其他推演规则的导出。
L中的推演:设Γ 是 L 中的合式公式(不必是 L 中的公理)的集合。Γ 中的
合式公式作为临时公理参与 L 中的证明,称为 L 中从Γ的推演,得到的结果 A 称为L 中Γ 的推论。记为 Γ┝ A
L
L 中的定理 A 可记为 Ø┝ A ,或 ┝ A
L L
3.3 公理系统的性质和评价及其意义
L 系统的性质
(1)可靠性:L 的定理都是重言式。
(2)完全性:对应于复合命题有效推理形式的重言式都是 L 的定理。
L 系统的可靠性和完全性使得:L 的定理当且仅当是第二章中的重言式,即:
L 的定理集与第二章中的重言式集完全相同。
(3)公理的独立性:L 的各条公理不能互相推出。
斯宾诺莎(1632—1677):《用几何学方法作论证的伦理学》。
“凡是想在学识方面超群绝伦的人都一致认为:在研究和传授学问时,数学方
法,即从定义、公设和公理推出结论的方法,乃是发现和传授真理最好的和最可靠的方法。这是千真万确的。” ——路德维希·梅耶尔:斯宾诺莎《笛卡儿哲学原理(依几何学方式证明)》序(1663年)。
3.4 命题演算的自然演绎系统
通过自然演绎系统进行证明和推演的步骤:
(1)引入假设;
(2)使用给定的接近于日常思维的推演规则进行推演;
(3)最后若按照规则消去假设,则得到不依赖于假设的一般定理;若保留假
设,则得到依赖于假设之下的推论。
命题演算的自然演绎系统C
(1)初始符号:p 1 ,p 2 , „;¬ ,→ ;(, )
(2)形成规则:
(i)p1,p 2,„是合式公式;
(ii)若A ,B 是任意合式公式,则( ¬ A ),( A →B ) 是合式公式;
(iii)所有合式公式由(i ), (ii )生成.
(3)推演规则:(设A ,B 是任意合式公式)
(i) 假设引入
〇 A
|
(ii) 重述
┇
| A
|┇
|〇 B
||┇
|| A
(ⅲ) 重复
┇
| A
|┇
| B
|┇
| A
(ⅳ) →引入
〇 A
|
|┇ |
| B
( A → B )
(ⅴ) ¬ 消去 〇( ¬ A )
| ┇
| B
| ( ¬ B )
A
(ⅵ) → 消去
| ┇
|( A → B ) | A | B
例1 证( p1 → p1 ) 例2 证((¬ p1 )→( p 1 → p2 ))
命题演算的自然推演系统C 与命题演算的公理系统L 等价。