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第二章谓词逻辑

第二章谓词逻辑

 

1.什么叫做客体和客体变元?

如何表示客体和客体变元?

 

2.么叫做谓词?

 

3.什么叫做论域?

我们定义一个“最大”的论域叫做什么?

 

4.填空题:

1.存在量词:

记作(),表示()或者()或者()。

2.全称量词:

记作(),表示()或者()或者()。

 

5.什么叫做量词的作用域?

指出下面两个谓词公式中各个量词的作用域。

x(F(x,y)→yP(y))∧Q(z)∧xA(x)

xyz(A(x,y)→B(x,y,z))∧C(t)

 

6.什么叫做约束变元?

什么叫做自由变元?

指出下面公式中哪些客体变元是约束变元?

哪些客体变元是自由变元?

x(F(x,y)→yP(y))∧Q(z)∧xA(x)

 

7.填空:

一个谓词公式如果无自由变元,它就表示一个()。

8.给出的谓词J(x):

x是教练员,L(x):

x是运动员,S(x):

x是大学生,O(x):

x是年老的,V(x):

x是健壮的,C(x):

x是国家选手,W(x):

x是女同志,H(x):

x是家庭妇女,A(x,y):

x钦佩y。

客体j:

金某人。

用上面给出的符号将下面命题符号化。

1.所有教练员是运动员。

2.某些运动员是大学生。

3.某些教练是年老的,但是健壮的。

4.金教练既不老,但也不是健壮的。

5.不是所有运动员都是教练。

6.某些大学生运动员是国家选手。

7.没有一个国家选手不是健壮的。

8.所有老的国家选手都是运动员。

9.没有一位女同志既是国家选手又是家庭妇女。

10.有些女同志既是教练又是国家选手。

11.所有运动员都钦佩某些教练。

12.有些大学生不钦佩运动员。

 

9.将下面命题符号化

1.金子闪光,但闪光的不一定都是金子。

2.没有大学生不懂外语。

3.有些液体可以溶解所有固体。

4.每个大学生都爱好一些文体活动。

5.每个自然数都有唯一的后继数。

 

10.令P表示天气好。

Q表示考试准时进行。

A(x)表示x是考生。

B(x)表示x提前进入考场。

C(x)表示x取得良好成绩。

E(x,y)表示x=y。

利用上述符号,分别写出下面各个命题的符号表达式。

1.如果天气不好,则有些考生不能提前进入考场。

2.只有所有考生提前进入考场,考试才能准时进行。

3.并非所有提前进入考场的考生都取得良好成绩。

4.有且只有一个提前进入考场的考生未能取得良好成绩。

 

11.将下面命题符号化。

1.对一个大学生来说,仅当他刻苦学习,才能取得优异成绩。

(S(x):

x是大学生;Q(x):

x取得了优异成绩;H(x):

x刻苦学习。

2.每个不等于0的自然数,都有唯一的前驱数。

(Z(x):

x是自然数;E(x,y):

x=y;Q(x,y):

y是x的前驱数。

 

12.是偏序集,B是A的非空子集。

在括号内分别写入y是B的极小元、最小元、下界相应的谓词表达式。

y是B的极小元()

y是B的最小元()

y是B的下界()

 

13.设论域D={1,2}又已知a=1b=2f

(1)=2f

(2)=1

P(1,1)=TP(1,2)=TP(2,1)=FP(2,2)=F

求谓词公式xy(P(x,y)P(f(x),f(y)))的真值。

(要求有解题的过程)

 

14设论域为{2,3},A(x,y)表示x+y=xy。

求谓词公式xyA(x,y)的真值。

(要求有解题的过程。

 

15.设谓词P(x,y)表示x是y的因子,论域是{1,2,3}。

求谓词公式xyA(x,y)的真值。

(要求有解题过程)

 

16.令论域D={a,b},P(a,a):

F,Pa,b):

T,P(b,a):

T,P(b,b):

F。

公式()的真值为真。

A:

xyP(x,y)B:

xyP(x,y)C:

xyP(x,y)D:

xyP(x,y)

17.令论域D={a,b},P(a,a):

F,P(a,b):

T,P(b,a):

T,P(b,b):

F,公式()的真值为真。

a:

xyP(x,y)b:

xyP(x,y)c:

xyP(x,y)d:

xyP(x,y)

 

18.令Lx,y)表示x

a:

自然数集合b:

整数集合c:

有理数集合d:

实数集合

19.设论域为{1,2,3},已知谓词公式xP(x,3)(yP(3,y)zP(1,z))的真值为假,则x=2时,使P(x,3)为真。

此说法是否正确?

针对你的答案说明原因。

 

20.什么叫做对谓词公式赋值?

 

21.什么叫做谓词公式的永真式?

 

22.什么叫做谓词公式A与B等价?

 

23.什么叫做谓词公式A永真蕴含B?

 

24.设B是个不含客体变元x的谓词公式,在下面的等价公式中,哪些是不正确?

说明不正确的原因。

1.xA(x)∨Bx(A(x)∨B)

2.xA(x)∧Bx(A(x)∧B)

3.B→xA(x)x(B→A(x))

4.xA(x)→Bx(A(x)→B)

 

25.证明下面等价公式x(A(x)→B(x))xA(x)→xB(x)

 

26.证明下面等价公式xA(x)→xB(x)x(A(x)→B(x))

 

27.下面谓词公式等价成立吗?

对你的回答给予证明或者举反例。

xA(x)∧xB(x)x(A(x)∧B(x))

 

28.下面谓词公式等价成立吗?

对你的回答给予证明或者举反例。

x(A(x)∨B(x))xA(x)∨xB(x)

 

29.下面永真蕴涵式成立吗?

对你的回答给予证明或者举反例。

xA(x)∧xB(x)x(A(x)∧B(x))

 

30.下面永真蕴涵式成立吗?

对你的回答给予证明或者举反例。

x(A(x)∨B(x))xA(x)∨xB(x)

 

31.什么叫做谓词公式的前束范式?

 

32.不是谓词公式x(A(x,y)yB(x,y))的前束范式的为()

a:

xy(A(x,t)B(x,y))b:

xt(A(x,y)B(x,t))

c:

xy(A(x,y)B(x,y))d:

ty(A(t,x)B(t,y))

33.写出谓词公式x(P(x)∧R(x))→(xP(x)∧Q(x))的前束范式。

 

34.分别指出推理规则US、ES、的名称、形式、作用以及使用这些规则时的注意事项。

 

35.举例说明在谓词推理时,使用ES时所指定的客体c不应该是在此之前用US规则所指

定的客体c(即本次用ES特指客体c,不应该是以前特指的客体)。

并分析发生的错误。

 

36.举例说明在谓词推理时,使用ES时所指定的客体c不应该是在此之前用ES规则所

指定的客体c(即本次用ES特指客体c,不应该是以前特指的客体)。

并分析发生的错误。

 

37.分别指出推理规则EG、UG的名称、形式、作用以及使用这些规则时的注意事项。

 

38.用谓词逻辑推理的方法证明下面推理的有效性。

(要求按照推理的格式书写推理过程。

xC(x),x(A(x)B(x)),x(B(x)C(x))xA(x)

 

39.用谓词逻辑推理的方法证明下面推理的有效性。

(要求按照推理的格式书写推理过程。

)“不认识错误的人,也不能改正错误。

有些诚实的人改正了错误。

所以有些诚实的人是认

识了错误的人。

设A(x):

x是认识错误的人。

B(x):

x改正了错误。

C(x):

x是诚实的人。

命题符号化为:

x(A(x)→B(x)),x(C(x)∧B(x)),x(C(x)∧A(x))

 

40.用谓词逻辑推理证明下面推理的有效性。

(要求按照推理格式书写推理过程。

x(A(x)(B(x)C(x))),x(A(x)(C(x)D(x))),x(A(x)D(x))x(A(x)B(x))

 

41.用谓词逻辑推理证明下面推理的有效性。

x(A(x)(B(x)C(x))),x(A(x)(C(x)D(x))),x(A(x)D(x))

x(A(x)B(x))

 

42.用谓词逻辑推理证明下面推理的有效性。

(要求按照推理格式书写推理过程。

“鸟都会飞。

猴子都不会飞。

所以,猴子都不是鸟。

 

43.用谓词逻辑推理证明下面推理的有效性。

(要求按照推理格式书写推理过程。

“一些病人喜欢所有医生。

任何病人都不喜欢庸医。

所以没有医生是庸医。

 

44.给定谓词如下:

S(x):

x是学生;L(x):

x是校领导;G(x):

x是好的;T(x):

x是老师;P(x):

x受过处分;C(x,y):

y表扬x。

用上述谓词表达下面各个命题,并且用谓词逻辑推理方法证明下面推理的有效性。

“没有受过处分的学生,都受到过校领导的表扬;有些好学生,仅仅受到老师的表扬;所有好学生,都没有受过处分。

所以,有的老师是校领导。

 

45.用谓词逻辑推理证明下面推理的有效性。

(要求按照推理格式书写推理过程。

“任何人如果他喜欢步行,他就不喜欢乘汽车;每个人或者喜欢乘汽车或者喜欢骑自行车。

有的人不爱骑自行车,因此有的人不爱步行。

 

46.给定谓词M(x):

x是高山俱乐部成员。

H(x):

x是滑雪者。

D(x):

x是登山者。

L(x,y):

x喜欢y。

客体:

a:

小杨;b:

小刘;c:

小林;d:

雨;e:

雪。

用谓词逻辑推理证明方法,解决下面问题。

(要求按照推理格式书写推理过程。

“小杨、小刘和小林为高山俱乐部成员,该俱乐部的每个成员是个滑雪者或登山者。

没有一个登山者喜欢雨。

而所有滑雪者都喜欢雪。

凡是小杨喜欢的,小刘就不喜欢。

小杨喜欢雨和雪。

试证明该俱乐部是否有个是登山者而不是滑雪者的成员。

如果有,他是谁?

 

47.用谓词逻辑推理证明下面推理的有效性。

(要求按照谓词逻辑推理格式,书写推理过程。

x(P(x)Q(x)),x(Q(x)R(x)),xR(x)xP(x)

 

48.用谓词逻辑推理证明下面推理的有效性。

(要求按照谓词逻辑推理格式,书写推理过程。

x(P(x)(Q(x)R(x))),x(R(x)Q(x))x(R(x)P(x))

 

49.用谓词逻辑推理证明下面推理的有效性。

(要求:

按照教材中推理的格式写出推理过程)

x(C(x)(A(x)B(x))),x(A(x)(C(x)D(x))),x(A(x)D(x))

x(A(x)B(x))

 

50.用谓词逻辑推理证明下面推理的有效性。

(要求:

按照逻辑推理格式书写推理过程)

x(y(S(x,y)M(y))z((P(z)R(x,z)))zP(z)xy(S(x,y)M(y))

 

51.设:

N(x)表示x是自然数;O(x)表示x是奇数;E(x)表示x是偶数;C(x)表示x能被2整除。

用上面给定的谓词表示下面各个命题,然后用谓词逻辑推理方法证明下面推理的有效性。

(注:

要按照教材中推理的书写格式描述推理过程)

“每个自然数不是奇数就是偶数;所有奇数都不能被2整除;有些自然数能被2整除;因此,有些自然数是偶数。

 

52.用谓词逻辑推理方法证明下面推理的有效性。

(注:

要按照教材中推理的书写格式描述推理过程)

x(A(x)y(B(y)C(x,y))),x(A(x)y(D(y)C(x,y)))y(B(y)D(y))

 

53.用谓词逻辑推理证明下面推理的有效性。

(要求按照教材格式写出推理过程)

x(A(x)y(B(y)C(x,y))),x(A(x)y(C(x,y)D(y))),xA(x)yD(y)

⇒yB(y)

 

54.给定谓词如下:

A(x):

x是书刊;B(x):

x是合法出版的;C(x):

x是人;D(x):

x感到忧虑。

先用这些谓词将下面各个命题符号化,再用谓词逻辑推理方法证明这个推理是正确的。

“如果有些书刊是非法出版的,则所有人都感到忧虑。

一些人不感到忧虑。

因此,所有书刊都是合法出版的。

 

55.用谓词逻辑推理证明下面推理的有效性。

(按照教材格式写出推理过程)

xA(x),x(B(x)C(x)),z((A(z)xyD(x,y))y(B(y)C(y))),yxD(x,y)

 

56.给定谓词:

N(x):

x是自然数,E(x):

x是偶数,O(x):

x是奇数,D(x,y):

x可被y整除。

用上述谓词表达下面各命题,并用谓词逻辑推理方法证明其推理的有效性。

“每个自然数不是偶数,就是奇数。

自然数为偶数,当且仅当它能被2整除。

并不是所有自然数都可以被2整除。

所以,有的自然数是奇数。

 

57.用谓词推理证明下面推理的有效性。

(注:

要按照教材中推理的书写格式描述推理过程)

x(A(x)y(B(y)C(x,y))),x(A(x)y(D(y)C(x,y)))y(B(y)D(y))

 

58.分析下面推理过程是否正确。

如果有错误,请指出错误所在之处。

并写出正确的推理过程。

x(A(x)→B(x)),xA(x)xB(x)

⑴x(A(x)→B(x))P

⑵A(c)→B(c)US⑴

⑶xA(x)P

⑷A(c)ES⑶

⑸B(c)T⑵⑷I11

⑹xB(x)EG⑸

 

59.用谓词逻辑推理的方法证明下面推理的有效性。

要求按照推理的格式书写推理过程。

xP(x),x(Q(x)R(x)),x(P(x)R(x))xQ(x)

 

1.答案:

定义:

能够独立存在的事物,称之为客体,也称之为个体。

它可以是具体的,也可以是抽象的事物。

通常用小写英文字母a、b、c、...表示。

定义:

用小写英文字母x、y、z...表示任何客体,则称这些字母为客体变元。

2.答案:

定义:

一个大写英文字母后边有括号,括号内是若干个客体变元,用以表示客体的属性或者客体之间的关系,称之为谓词。

如果括号内有n个客体变元,称该谓词为n元谓词。

3.答案:

定义:

在命题函数中客体变元的取值范围,称之为论域,也称之为个体域。

论域是一个集合。

定义:

由所有客体构成的论域,称之为全总个体域。

它是个“最大”的论域。

4.答案:

1.存在量词:

记作(),表示(有些)或者(一些)或者(至少一个)。

2.全称量词:

记作(),表示(每个)或者(任何一个)或者(所有的)。

5.答案:

在谓词公式中,量词的作用范围称之为量词的作用域,也叫量词的辖域。

在x(F(x,y)→yP(y))∧Q(z)∧xA(x)中:

x的作用域:

(F(x,y)→yP(y))

y的作用域:

P(y)

x的作用域:

A(x)

在xyz(A(x,y)→B(x,y,z))∧C(t)中:

x的作用域:

yz(A(x,y)→B(x,y,z))

y的作用域:

z(A(x,y)→B(x,y,z))

z的作用域:

(A(x,y)→B(x,y,z))

6.答案:

定义:

如果客体变元x在x或者x的辖域内,则x在此辖域内约束出现,并称x在此辖域内是约束变元。

否则x是自由出现,并称x是自由变元。

在x(F(x,y)→yP(y))∧Q(z)∧xA(x)中

F(x,y)中的x和P(y)中的y以及A(x)中x是约束变元。

而F(x,y)中的y和Q(z)中的z是自由变元。

7.答案:

(命题)

8.答案:

1.x(J(x)→L(x))

2.x(L(x)∧S(x))

3.x(J(x)∧O(x)∧V(x))

4.J(j)∧O(j)∧V(j)

5.x(L(x)→J(x))或者x(L(x)∧J(x))

6.x(S(x)∧L(x)∧C(x))

7.x(C(x)∧V(x))或者x(C(x)→V(x))

8.x((O(x)∧C(x))→L(x))

9.x(W(x)∧C(x)∧H(x))

10.x(W(x)∧J(x)∧C(x))

11.x(L(x)→y(J(y)∧A(x,y)))

12.x(S(x)∧y(L(y)→A(x,y)))

9.答案:

1.设:

G(x):

x是金子。

F(x):

x闪光。

则命题的表达式为

x(G(x)F(x))x(F(x)G(x))或者

x(G(x)F(x))x(F(x)G(x))

2.设S(x):

x是大学生。

F(x):

x是外语。

K(x,y):

x懂得y。

则命题的表达式为

x(S(x)y(F(y)K(x,y)))或者

x(S(x)y(F(y)K(x,y)))

3.设F(x):

x是液体。

.S(x):

x是固体。

D(x,y):

x可溶解y。

则命题的表达式为

x(F(x)y(S(y)D(x,y)))

4.设S(x):

x是大学生。

L(x,y):

x爱好y。

C(x):

x是文娱活动。

P(x):

x是体育活动。

则命题的表达式为:

x(S(x)y((C(y)∨P(y))L(x,y)))

5.设令N(x):

x是自然数。

A(x,y):

y是x的后继数。

E(x,y):

x=y则命题的表达式为

x(N(x)→y(N(y)∧A(x,y)∧z((N(z)∧A(x,z))→E(y,z))))

10.答案:

1.PxA(x)B(x)

2.Qx(A(x)D(x))

3.x((A(x)(B(x))C(x))

4.xA(x)B(y)C(x)y((A(y)B(y)C(y))E(x,y)))

11.答案:

1.x(S(x)→(Q(x)→H(x)))

2.x((Z(x)∧E(x,0))→y(Z(y)∧Q(x,y)∧z((Z(z)∧Q(x,z))→E(y,z))))

12.答案:

y是B的极小元(y(y∈B∧x(x∈B∧x≠y∧x≤y)))

y是B的最小元(y(y∈B∧x(x∈B→y≤x)))

y是B的下界(y(y∈A∧x(x∈B→y≤x)))

13.答案:

解:

xy(P(x,y)P(f(x),f(y)))

y(P(1,y)P(f

(1),f(y)))y(P(2,y)P(f

(2),f(y)))

((P(1,1)P(f

(1),f

(1)))(P(1,2)P(f

(1),f

(2))))P(2,1)P(f

(2),f

(1)))(P(2,2)P(f

(2),f

(2))))

((P(1,1)P(2,2))(P(1,2)P(2,1)))((P(2,1)P(1,2))(P(2,2)P(1,1)))

((TF)(TF))((FT)(FT))

(FF)(TT)

FTF

14.答案:

解:

xyA(x,y)xyA(x,y)

yA(2,y)yA(3,y)

(A(2,2)A(2,3))(A(3,2)A(3,3))

(FT)(TT)

FTT

15.答案:

解:

xyA(x,y)

yA(1,y)yA(2,y)yA(3,y)

(A(1,1)A(1,2)A(1,3))(A(2,1)A(2,2)A(2,3))

(A(3,1)A(3,2)A(3,3))

(FF)F)(TF)T)(TTT))

F

16.答案:

A

17.答案:

令论域D={a,b},P(a,a):

F,P(a,b):

T,P(b,a):

T,P(b,b):

F,公式(d)的真值为真。

a:

xyP(x,y)b:

xyP(x,y)c:

xyP(x,y)d:

xyP(x,y)

因为a:

xyP(x,y)(yP(a,y)yP(b,y))(P(a,a)P(a,b))(P(b,a)P(b,b))

((FT)(TF))F

b:

xyP(x,y)yP(a,y)yP(b,y)(P(a,a)P(a,b))(P(b,a)P(b,b))

(FT)(TF)F

c:

xyP(x,y)yP(a,y)yP(b,y)(P(a,a)P(a,b))(P(b,a)P(b,b))

(FT)(TF)F

d:

xyP(x,y)yP(a,y)yP(b,y)(P(a,a)P(a,b))(P(b,a)P(b,b))

(FT)(TF)T

18.答案:

a

19.答案:

解:

此说法正确。

因为xP(x,3)(yP(3,y)zP(1,z))的真值为假,所以xP(x,3)的真值为真,yP(3,y)的真值为真,zP(1,z))的真值为假。

由xP(x,3)的真值为真,得P(1,3)为真,或者P(2,3)为真,或者P(3,3)为真。

由yP(3,y)的真值为真,得P(3,1)、P(3,2)、P(3,3)均为假。

由zP(1,z))的真值为假,得P(1,1)、P(1,2)、P(1,3)均为假。

综合上述情况得,P(2,3)为真,

20.答案:

若将给定的谓词公式中的命题变元,用确定的命题代替,对公式中的客体变元用

论域中的客体代替,这个过程就称之为对谓词公式作指派,或称之为对谓词公式赋值。

21.答案:

给定谓词公式A,E是其论域,如果不论对公式A作任何赋值,都使得A的真值为真,则称公式A在论域E上是永真式。

如果不论对什么论域E,都使得公式A为永真式,则称A为永真式。

22.答案:

给定谓词公式A、B,E是它们的论域,如果不论对公式A、B作任何赋值,都使得A与B的真值相同(或者说AB是永真式),则称公式A与B在论域E上是等价的。

如果不论对什么论域E,都使得公式A与B等价,则称A与B等价,记作AB。

23.答案:

给定谓词公式A、B,E是它们的论域,如果不论对公式A、B作任何赋值,使得

A→B为永真式,则称在论域E上公式A永真蕴含B。

如果不论对什么论域E,都使得公式A→B为永真式,则称A永真蕴含B,记作AB。

24.答案:

解:

4式不正确。

因为

xA(x)→BxA(x)∨BxA(x)∨Bx(A(x)∨B)x(A(x)→B)

所以xA(x)→B不等价于x(A(x)→B),即4式不成立。

25.答案:

证明xA(x)→xB(x)

xA(x)∨xB(x)

xA(x)∨xB(x)

x(A(x)∨B(x))

x(A(x)→B(x))

26.答案:

证明xA(x)→xB(x)

xA(x)∨xB(x)

xA(x)∨xB(x)

x(A(x)∨B(x))

x(A(x)→B(x))

27.答案:

不成立。

因为根据量词分配公式知道,只有公式x(A(x)∧B(x))xA(x)∧xB(x)成立。

而没有xA(x)∧xB(x)x(A(x)∧B(x))。

可以举如下反例说明:

令A(x)表示x是男生,B(x)表示x是女生。

则xA(x)∧xB(x)表示“有些人是男生也有些人是女生”,这显然是真的命题。

而x(A(x)∧B(x))表示“有这样的人,他既是男生也是女生。

”,这显然是假命题。

所以xA(x)∧xB(x)x(A(x)∧B(x))不成立。

所以没有等价公式xA(x)∧xB(x)x(A(x)∧B(x))成立。

28.答案:

不成立。

因为根据量词分配公式知道,只有公式xA(x)∨xB(x)x(A(x)∨B(x))成立。

而没有x(A(x)∨B(x))xA(x)∨xB(x)。

可以举如下反例说明:

令A(x)表示x是男生,B(x)表示x是女生。

则x(A(x)∨B(x))表示“任何一个人来说,他或者是男生或者是女生。

”,这显然是真的命题。

而xA(x)∨xB(x)表示“要么大家都是男生,要么大家都是女生。

”,显然由x(A(x)∨B(x))不能推出xA(x)∨xB(x)。

所以x(A(x)∨B(x))xA(x)∨xB(x)不成立。

所以没有等价公式x(A(x)∨B(x))xA(x)∨xB(x)成立。

29.答案:

不成立。

可以举如下反例说明:

令A(x

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