逻辑代数上命题演算 习题答案.docx
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逻辑代数上命题演算习题答案
练习6.1
1.判断下列语句哪些是命题,若是命题其真值是什么?
(1)a+b+c。
(2)x>0。
(3)请进!
(4)离散数学是计算机科学与技术专业的基础课程。
(5)2009年7月我们去意大利的米兰旅游。
(6)啊!
这里真漂亮。
(7)今天是星期四吗?
(8)我明天或者后天去天津。
(9)如果买不到飞机票,我就去不了海南。
(10)除非你陪我,否则我不去。
(11)本命题是假的。
(12)如果雪是黑的,太阳从北边升起。
解:
(1)不是命题。
(2)不是命题。
(3)不是命题。
(4)是命题。
真值是1。
(5)是命题。
真值是0。
(6)不是命题。
(7)不是命题。
(8)是命题。
真值是0。
(9)是命题。
真值是1。
(10)是命题。
真值是1。
(11)不是命题,是悖论。
(12)是命题。
真值是1。
2.指出下列语句哪些是原子命题,哪些是复合命题?
并将复合命题形式化。
(1)他去了教室,也去了机房。
(2)今晚我去书店或者去图书馆。
(3)我昨天没有去超市。
(4)我们不能既看电视又看电影。
(5)如果买不到飞机票,我就去不了海南。
(6)小王不是坐飞机去上海,就是坐高铁去上海。
(7)喜羊羊和懒羊羊是好朋友。
(8)除非小李生病,否则他每天都会练习书法。
(9)侈而惰者贫,而力而俭者富。
(韩非:
《韩非子显学》)
解:
(1)P:
他去了教室。
Q:
他去了机房。
P∧Q
(2)P:
今晚我去书店。
Q:
今晚我去图书馆。
P∨Q
(3)P:
我昨天去超市。
P
(4)P:
我们看电视。
Q:
我们看电影。
(P∧Q)
(5)P:
我买到飞机票。
Q:
我去海南。
PQ
(6)P:
小王坐飞机去上海。
Q:
小王坐高铁去上海。
(P∨Q)∧(P∧Q)或者(PQ)
(7)原子命题
(8)P:
小李生病。
Q:
小李每天都会练习书法。
PQ
(9)P:
侈。
Q:
惰。
R:
贫。
((P∧Q)R)∧((P∧Q)R)
3.判定下列符号串是否为命题公式。
(1)P∧∨Q
(2)(P∨QR)→S
(3)(P∨Q)→P
(4)P→(P∨Q
(5)P∧(P→Q)∧(P→Q)
(6)(P∨Q)(Q∧P)
(7)(P∧R)∨(P→Q)
解:
(1)不是
(2)不是
(3)是
(4)不是
(5)是
(6)是
(7)是
4.请给出下列命题公式的真值表。
(1)P∨Q
P
Q
P
P∨Q
0
0
1
1
0
1
1
1
1
0
0
0
1
1
0
1
(2)(P∧Q)∨(P∧Q)
P
Q
P
Q
P∧Q
P∧Q
(P∧Q)∨(P∧Q)
0
0
1
1
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
1
0
0
1
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
(3)(P∨Q)R
P
Q
R
P∨Q
(P∨Q)
(P∨Q)R
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
0
1
1
0
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
0
1
(4)(PQ)∧(P∧Q)
P
Q
PQ
P∧Q
(PQ)∧(P∧Q)
0
0
1
0
0
0
1
1
0
0
1
0
0
1
0
1
1
1
0
0
(5)(PQ)∨P
P
Q
PQ
(PQ)∨P
0
0
1
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
练习6.2
1.试判定下列各式是重言式、可满足式还是矛盾式。
(1)(P→Q)→(Q→P)
P
Q
P→Q
Q→P
(P→Q)→(Q→P)
0
0
1
1
1
0
1
1
0
0
1
0
0
1
1
1
1
1
1
1
由表中最后一列可以看出,原式为可满足式。
(2)┐P→(P→Q)
P
Q
┐P
P→Q
┐P→(P→Q)
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
1
0
1
1
由表中最后一列可以看出,原式为重言式。
(3)Q∧┐(P→Q)
P
Q
P→Q
┐(P→Q)
Q∧┐(P→Q)
0
0
1
0
0
0
1
1
0
0
1
0
0
1
0
1
1
1
0
0
由表中最后一列可以看出,原式为矛盾式。
(4)P∧Q→(PQ)
P
Q
P∧Q
PQ
P∧Q→(PQ)
0
0
0
1
1
0
1
0
0
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
1
由表中最后一列可以看出,原式为重言式。
(5)(PQ)∨(RQ)((P∨R)Q)
P
Q
R
PQ
RQ
(PQ)∨(RQ)
P∨R
(P∨R)Q
(PQ)∨(RQ)((P∨R)Q)
0
0
0
1
1
1
0
1
1
0
0
1
1
0
1
1
0
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
0
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
由表中最后一列可以看出,原式为可满足式。
2.证明下列逻辑等价式:
(1)AB(A∧B)∨(┐A∧┐B)
证明:
方法一
(A∧B)∨(┐A∧┐B)
(A∨┐A)∧(A∨┐B)∧(B∨┐A)∧(B∨┐B)
T∧(A∨┐B)∧(B∨┐A)∧T
(┐B∨A)∧(┐A∨B)
(BA)∧(AB)
AB
方法二:
A
B
AB
A∧B
┐A
┐B
┐A∧┐B
((A∧B)∨(┐A∧┐B))
(AB)((A∧B)∨(┐A∧┐B))
0
0
1
0
1
1
1
1
1
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
0
0
0
0
1
0
0
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
由此真值表可见(AB)((A∧B)∨(┐A∧┐B))是永真式,所以AB(A∧B)∨(┐A∧┐B)成立。
方法三假设α为一指派。
若α(AB)=1,则α(A)=α(B)。
(i)若α(A)=α(B)=0。
则α(┐A)=α(┐B)=1,从而α(┐A∧┐B)=1,进而α(A∧B)∨(┐A∧┐B)=1.
(ii)若α(A)=α(B)=1。
则α(A∧B)=1,进而α((A∧B)∨(┐A∧┐B))=1。
若α(AB)=0,则α(A)和α(B)不相等。
从而α(┐A)和α(┐B)也不相等。
则α(A∧B)=0且α(┐A∧┐B)=0,从而α((A∧B)∨(┐A∧┐B))=0。
所以(AB)(A∧B)∨(┐A∧┐B)
(2)A→(B→C)B→(A→C)
证明:
方法一
A→(B→C)
┐A∨(B→C)
┐A∨(┐B∨C)
┐B∨(┐A∨C)
┐B∨(AC)
B→(A→C)
方法二:
A
B
C
B→C
A→(B→C)
A→C
B→(A→C)
A→(B→C)B→(A→C)
0
0
0
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
0
1
0
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
由此真值表可见A→(B→C)B→(A→C)是永真式,所以A→(B→C)B→(A→C)成立。
方法三:
假设α为一指派。
若α(A→(B→C))=1,分以下二种情况:
(i)α(A)=1,则α(B→C)=1.若α(B)=0,则α(B→(A→C))=1.若α(B)=1,则α(C)=1,从而α(B→(A→C))=1.
(ii)α(A)=0,则α(A→C)=1。
从而α(B→(A→C))=1。
若α(A→(B→C))=0,则α(A)=1,α(B)=1,α(C)=0,从而α(B→(A→C))=0。
所以:
A→(B→C)B→(A→C)
(3)A→(B→C)(A→B)→(A→C)
证明:
(A→B)→(A→C)
(┐A∨B)→(┐A∨C)
┐(┐A∨B)∨(┐A∨C)
(A∧┐B)∨(┐A∨C)
(A∨┐A∨C))∧(┐B∨┐A∨C)
┐B∨┐A∨C
┐B∨(A→C)
B→(A→C)
(4)┐(┐A∨┐B)∨┐(┐A∨B)A
证明:
┐(┐A∨┐B)∨┐(┐A∨B)
(A∧B)∨(A∧┐B)
A∧(B∧┐B)
A∧T
A
3.证明下列逻辑蕴涵式:
(1)A∧BAB
证明:
(方法一)假设任一指派,使得(A∧B)=1,要证(AB)=1。
由于(A∧B)=1,于是(A)=(B)=1
从而得到(AB)=1。
故A∧BAB得证。
(方法二)
A∧B
(A∧B)∨(┐A∧┐B)
AB
(方法三)
由于
A
B
A∧B
AB
A∧B→(AB)
0
0
0
1
1
0
1
0
0
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
1
所以A∧B→(AB)是永真式,所以A∧BAB。
(2)(A→B)→AA
证明:
假设任一指派,使得(A)=0,要证((A→B)→A)=0。
由于(A)=0,于是无论B为真还是为假,都有(A→B)=1。
从而((A→B)→A)=0。
故(A→B)→AA得证。
(3)(A∨B)∧(A→C)∧(B→C)C
证明:
(方法一)假设任一指派,使得(C)=0要证((A∨B)∧(A→C)∧(B→C))=0
(1)若(A)=(B)=0
于是(A∨B)=0,此时((A∨B)∧(A→C)∧(B→C))=0
(2)若(A)=1且(B)=0
于是(A→C)=0,此时((A∨B)∧(A→C)∧(B→C))=0
(3)若(A)=0且(B)=1
于是(B→C)=0,此时((A∨B)∧(A→C)∧(B→C))=0
(4)若(A)=1且(B)=1
于是(B→C)=(A→C)=0,此时((A∨B)∧(A→C)∧(B→C))=0
故(A∨B)∧(A→C)∧(B→C)C得证。
(方法二)假设任一指派,使得((A∨B)∧(A→C)∧(B→C))=1要证(C)=1。
由于((A∨B)∧(A→C)∧(B→C))=1,所以(A∨B)=1,且(A→C)=1且(B→C)=1。
由(A∨B)=1,得到(A)=1或者(B)=1。
(1)若(A)=1,则由(A→C)=1得到(C)=1。
(2)若(B)=1,则由(B→C)=1得到(C)=1.
故(A∨B)∧(A→C)∧(B→C)C得证。
(方法三)
(A∨B)∧(A→C)∧(B→C)
(A∨B)∧(┐A∨C)∧(┐B∨C)
(A∨B)∧((┐A∨C)∧(┐B∨C))
(A∨B)∧((┐A∧┐B)∨C)
(A∨B)∧(┐(A∨B)∨C)
((A∨B)∧┐(A∨B))∨((A∨B)∧C)
F∨((A∨B)∧C)
((A∨B)∧C)
C
4.化简下列各式:
(1)(A∨┐B)∧(A∨B)∧(┐A∨┐B)
解:
(A∨┐B)∧(A∨B)∧(┐A∨┐B)
(A∨(┐B∧B))∧(┐A∨┐B)
(A∨F)∧(┐A∨┐B)
A∧(┐A∨┐B)
(A∧┐A)∨(A∧┐B)
F∨(A∧┐B)
A∧┐B
(2)(┐Q→P)→(P→Q)
解:
(┐Q→P)→(P→Q)
(Q∨P)→(┐P∨Q)
┐(Q∨P)∨(┐P∨Q)
(┐Q∧┐P)∨(┐P∨Q)
(┐Q∨┐P∨Q)∧(┐P∨┐P∨Q)
T∧(┐P∨Q)
(┐P∨Q)
(P→Q)
(3)(P→Q)(┐Q→┐P)
解:
(P→Q)(┐Q→┐P)
(┐P∨Q)(Q∨┐P)
(┐P∨Q)(┐P∨Q)
T
(4)B∨┐((┐A∨B)∧A)
解:
B∨┐((┐A∨B)∧A)
B∨(┐(┐A∨B)∨┐A)
B∨((A∧┐B)∨┐A)
B∨((A∨┐A)∧(┐A∨┐B))
B∨(T∧(┐A∨┐B))
B∨(┐A∨┐B)
T
(5)(Q∧(P→┐Q)→P)∧┐(Q→P)
解:
(Q∧(P→┐Q)→P)∧┐(Q→P)
(Q∧(┐P∨┐Q)→P)∧┐(┐Q∨P)
(Q∧(┐P∨┐Q)→P)∧(Q∧┐P)
((Q∧┐P)∨(Q∧┐Q)→P)∧(Q∧┐P)
((Q∧┐P)∨F→P)∧(Q∧┐P)
((Q∧┐P)→P)∧(Q∧┐P)
(┐(Q∧┐P)∨P)∧(Q∧┐P)
(┐Q∨P∨P)∧(Q∧┐P)
(┐Q∨P)∧(Q∧┐P)
(┐Q∧Q∧┐P)∨(P)∧Q∧┐P)
F∨F
F
练习6.3
1.把下列各式化为析取范式:
(1)(P→Q)→R
解:
(P→Q)→R
┐(┐P∨Q)∨R
(P∧┐Q)∨R
(2)(┐P∧Q)→R
解:
(┐P∧Q)→R
┐(┐P∧Q)∨R
(P∨┐Q)∨R
P∨┐Q∨R
(3)┐(P∧Q)∧(P∨Q)
解:
┐(P∧Q)∧(P∨Q)
┐(P∧Q)∧(P∨Q)
(┐P∨┐Q)∧(P∨Q)
(┐P∧P)∨(┐P∧Q)∨(┐Q∧P)∨(┐Q∧Q)
F∨(┐P∧Q)∨(┐Q∧P)∨F
(┐P∧Q)∨(P∧┐Q)
(4)(┐Q→P)→(P→┐Q)
解:
(┐Q→P)→(P→┐Q)
(Q∨P)→(┐P∨┐Q)
┐(Q∨P)∨(┐P∨┐Q)
(┐Q∧┐P)∨┐P∨┐Q
2.把下列各式化为合取范式:
(1)(P→Q)→R
解:
(P→Q)→R
┐(┐P∨Q)∨R
(P∧┐Q)∨R
(P∨R)∧(┐Q∨R)
(2)┐B∨┐((┐A∨B)∧A)
解:
┐B∨┐((┐A∨B)∧A)
┐B∨(┐(┐A∨B)∨┐A)
┐B∨((A∧┐B)∨┐A)
(┐B∨┐A)∨(A∧┐B)
(┐B∨┐A∨A)∧(┐B∨┐A∨┐B)
(┐B∨T)∧(┐B∨┐A∨┐B)
T∧(┐A∨┐B)
(┐A∨┐B)
(3)P(P∧(PQ))
解:
P(P∧(PQ))
┐P∨(P∧(PQ)∧(QP))
┐P∨(P∧(┐P∨Q)∧(Q∨P))
(┐P∨P)∧(┐P∨┐P∨Q)∧(┐P∨Q∨P)
(4)(P∨(QR))∧S
解:
(P∨(QR))∧S
(P∨(Q∧R)∨(┐Q∧┐R))∧S
(P∨Q∨┐Q)∧(P∨Q∨┐R)∧(P∨R∨┐Q)∧(P∨R∨┐R)∧S
3.求下列公式的主析取范式、主合取范式,并据主析取范式直接确定使该公式为真指派,据主合取范式直接确定使该公式为假指派。
(1)(P∧Q)∨(┐P∧Q∧R)
解:
求主析取范式
(P∧Q)∨(┐P∧Q∧R)
(P∧Q∧(R∨┐R))∨(┐P∧Q∧R)
(P∧Q∧R)∨(P∧Q∧┐R)∨(┐P∧Q∧R)
使公式为真的指派有:
(1,1,1)、(1,1,0)、(0,1,1)
求主合取范式
(P∧Q)∨(┐P∧Q∧R)
(P∨┐P)∧(P∨Q)∧(P∨R)∧(Q∨┐P)∧(Q∨Q)∧(Q∨R)
(P∨Q)∧(P∨R)∧(┐P∨Q)∧Q∧(Q∨R)
(P∨Q∨(R∧┐R))∧(P∨(Q∧┐Q)∨R)∧(┐P∨Q∨(R∧┐R))∧((P∧┐P)∨Q∨(R∧┐R))∧((P∧┐P)∨Q∨R)
(P∨Q∨R)∧(P∨Q∨┐R)∧(P∨Q∨R)∧(P∨┐Q∨R)∧(┐P∨Q∨R)∧(┐P∨Q∨┐R)∧(P∨Q∨R)∧(┐P∨Q∨R)∧(P∨Q∨┐R))∧(┐P∨Q∨┐R)∧(P∨Q∨R)∧(┐P∨Q∨R)
(P∨Q∨R)∧(P∨Q∨┐R)∧(P∨┐Q∨R)∧(┐P∨Q∨R)∧(┐P∨Q∨┐R)
使公式为假的指派有:
(0,0,0)、(0,0,1)、(0,1,0)、(1,0,0)、(1,0,1)
(2)┐(P∨Q)(P∧Q)
解:
求主析取范式
┐(P∨Q)(P∧Q)
(P∨Q)∨(P∧Q)
(P∨Q∨P)∧(P∨Q∨Q)
P∨Q
(P∧(Q∨┐Q))∨((P∨┐P)∧Q)
(P∧Q)∨(P∧┐Q)∨(P∧Q)∨(┐P∧Q)
(P∧Q)∨(P∧┐Q)∨(┐P∧Q)
使公式为真的指派有:
(1,1)、(1,0)、(0,1)
求主合取范式
┐(P∨Q)(P∧Q)
(P∨Q)∨(P∧Q)
(P∨Q∨P)∧(P∨Q∨Q)
P∨Q
使公式为假的指派有:
(0,0)
(3)P∨(┐P→(Q∨(┐Q→R)))
解:
求主析取范式
P∨(┐P→(Q∨(┐Q→R)))
P∨(P∨(Q∨(Q∨R)))
P∨(P∨((Q∨R))
P∨(P∨Q∨R)
P∨Q∨R
(P∧(Q∨┐Q)∧(R∨┐R))∨((P∨┐P)∧Q∧(R∨┐R))∨((P∨┐P)∧(Q∨┐Q)∧R)
(P∨Q∨R)∧(P∨┐Q∨R)∧(P∨Q∨┐R)∧(P∨┐Q∨┐R)∧(P∨Q∨R)∧(┐P∨Q∨R)∧(P∨Q∨┐R)∧(┐P∨Q∨┐R)∧(P∨Q∨R)∧(┐P∨Q∨R)∧(P∨┐Q∨R)∧(┐P∨┐Q∨R)
(P∨Q∨R)∧(P∨┐Q∨R)∧(P∨Q∨┐R)∧(P∨┐Q∨┐R)∧(┐P∨Q∨R)∧(┐P∨Q∨┐R)∧(┐P∨┐Q∨R)
使公式为真的指派有:
(1,1,1)、(1,0,1)、(1,1,0)、(1,0,0)、(0,1,1)、(0,1,0)、(0,0,1)
求主合取范式
P∨(┐P→(Q∨(┐Q→R)))
P∨(P∨(Q∨(Q∨R)))
P∨(P∨((Q∨R))
P∨(P∨Q∨R)
P∨Q∨R
使公式为假的指派有:
(0,0,0)
(4)(P∨(QR))∧S
解:
求主合取范式
(P∨(QR))∧S
(P∨(Q∧R)∨(┐Q∧┐R))∧S
(P∨Q∨┐Q)∧(P∨Q∨┐R)∧(P∨R∨┐Q)∧(P∨R∨┐R)∧S
(P∨Q∨┐R)∧(P∨R∨┐Q)∧S
(P∨Q∨┐R∨(S∧┐S))∧(P∨┐Q∨R∨(S∧┐S))∧((P∧┐P)∨(Q∧┐Q)∨(R∧┐R)∨S)
(P∨Q∨┐R∨S)∧(P∨Q∨┐R∨┐S)∧(P∨┐Q∨R∨S)∧(P∨┐Q∨R∨┐S)∧(P∨Q∨R∨S)∧(P∨Q∨┐R∨S)∧(P∨┐Q∨R∨S)∧(P∨┐Q∨┐R∨S)∧(┐P∨┐Q∨┐R∨S)∧(┐P∨┐Q∨R∨S)∧(┐P∨Q∨┐R∨S)∧(┐P∨Q∨R∨S)
(P∨Q∨┐R∨S)∧(P∨Q∨┐R∨┐S)∧(P∨┐Q∨R∨S)∧(P∨┐Q∨R∨┐S)∧(P∨Q∨R∨S)∧(P∨┐Q∨┐R∨S)∧(┐P∨┐Q∨┐R∨S)∧(┐P∨┐Q∨R∨S)∧(┐P∨Q∨┐R∨S)∧(┐P∨Q∨R∨S)
使公式为假的指派有:
(0,0,0,0)、(0,0,1,0)、(0,0,1,1)、(0,1,0,0)、(0,1,0,1)、(0,1,1,0)、(1,0,0,0)、(1,0,1,0)、(1,1,0,0)、(1,1,1,0)
使公式为真的指派有:
(0,0,0,1)、(0,1,1,1)、(1,0,0,1)、(1,0,1,1)、(1,1,0,1)、(1,1,1,1)
主析取范式为
(┐P∧┐Q∧┐R∧S)∨(┐P∧Q∧R∧S)∨(P∧┐Q∧┐R∧S)∨(P∧┐Q∧R∧S)∨(P∧Q∧┐R∧S)∨(P∧Q∧R∧S)∨
4.A、B、C、D四个人中要派两个人出差,按下述三个条件有几种派法?
如何派?
(1)若去则C和D中要去一个人;
(2)B和C不能都去;
(3)C去则D要留下。
解:
设A:
A去出差。
B:
B去出差。
C:
C去出差。
D:
D去出差。
将题目中的三个条件进行形式化:
A┐(CD)┐(B∧C)C┐D
于是将下面的命题公式转化为析取范式:
(A┐(CD))∧┐(B∧C)∧(C┐D)
(┐A∨(┐C∧D)∨(C∧┐D))∧(┐B∨┐C)∧(┐C∨┐D)
(┐A∨(┐C∧D)∨(C∧┐D))∧((┐B∧┐C)∨(┐B∧┐D)∨(┐C∧┐C)∨(┐C∧┐D))
(┐A∧┐B∧┐C)∨(┐A∧┐B∧┐D)∨(┐A∧┐C)∨(┐A∧┐C∧┐D)∨(┐C∧D∧┐B∧┐C)∨(┐C∧D∧┐B∧┐D)∨(┐C∧D∧┐C)∨(┐C∧D∧┐C∧┐D)∨(C∧┐D∧┐B∧┐C)∨(C∧┐D∧┐B∧┐D)∨(C∧┐D∧┐C)∨(C∧┐D∧┐C∧┐D)
在析取范式中,有些项不符合题意,已用下划线标出,将这些项从始终删除,得到下式:
(┐A∧┐C)∨(┐C∧D∧┐B∧┐C)∨(┐C∧D∧┐C)∨(┐C∧D∧┐B∧┐C)∨(┐C∧D∧┐C)∨(C∧┐D∧┐B∧┐D)
(┐A∧┐C)∨(┐C∧D∧┐B)∨(┐C∧D)∨(┐C∧D∧┐B)∨(C∧┐D∧┐B)
根据此式可以得到以下结论:
可以派B和D,或者A和D,或者A和C。
练习6.4
1.运用直接证法证明下列各式:
(1)┐(P∧┐Q),┐Q∨R,┐R┐P
证明:
①┐Q∨R引入前提
②┐R引入前提
③┐Q由①②析取三段论
④┐(P∧┐Q)引入前提
⑤┐P∨Q由④置换(据┐(A∧B)┐A∨┐B)
⑥┐P由③⑤析取三段论
(2)J→(M∨N),(H∨G)→J,H∨GM∨N
证明:
①J→(M∨N)引入前提
②(H∨G)→J引入前提
③(H∨G)→(M∨N)由①②假言三段论
④H∨G引入前提
⑤M∨N由③④假言推理
(3)B∧C,(B