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第1章习题解答
1.1 除(3),( 4),( 5),( 11)外全是命题,其中,(1),( 2),( 8),( 9), (10),( 14),( 15)是简单命题,(6),( 7),( 12),( 13)是复合命题。 分析首先应注意到,命题是陈述句,因而不是陈述句的句子都不是命题。 本题中,(3)为疑问句,(5)为感叹句,(11)为祈使句,它们都不是陈述句, 所以它们都不是命题。 其次,( 4)这个句子是陈述句,但它表示的判断结果是不确定。又因为(1), (2),( 8),( 9),( 10),( 14),( 15)都是简单的陈述句,因而作为命题,它们 都是简单命题。(6)和(7)各为由联结词“当且仅当”联结起来的复合命题, (12)是由联结词“或”联结的复合命题,而(13)是由联结词“且”联结起来 的复合命题。这里的“且”为“合取”联结词。在日常生活中,合取联结词有许
多表述法,例如,“虽然……,但是… … ”、“不仅……,而且… … ”、“一面……, 一面… … ”、“……和… … ”、“……与……”等。但要注意,有时“和”或“与” 联结的是主语,构成简单命题。例如,(14)、( 15)中的“与”与“和”是联结 的主语,这两个命题均为简单命题,而不是复合命题,希望读者在遇到“和”或 “与”出现的命题时,要根据命题所陈述的含义加以区分。 1.2 (1)p : 2是无理数,p 为真命题。 (2)p : 5能被2 整除,p 为假命题。
(6)p →q 。其中,p : 2是素数,q:三角形有三条边。由于p 与q 都是真 命题,因而p →q 为假命题。
(7)p →q ,其中,p:雪是黑色的,q:太阳从东方升起。由于p 为假命 题,q 为真命题,因而p →q 为假命题。
(8)p : 2000年10 月1 日天气晴好,今日(1999 年2 月13 日)我们还不知道p 的真假,但p 的真值是确定的(客观存在的),只是现在不知道而已。
(9)p:太阳系外的星球上的生物。它的真值情况而定,是确定的。 (10)p:小李在宿舍里. p 的真值则具体情况而定,是确定的。
(12) p ∨q ,其中,p : 4是偶数,q : 4是奇数。由于q 是假命题,所以,q为假命题,p ∨q为真命题。
(13)p ∨q,其中,p : 4是偶数,q : 4是奇数,由于q 是假命题,所以,p ∨q 为假命题。(14) p:李明与王华是同学,真值由具体情况而定(是确定的)。
(15) p:蓝色和黄色可以调配成绿色。这是真命题。分析命题的真值是唯一确定的,有些命题的真值我们立即可知,有些则不能马上知道,但它们的真值不会变化,是客观存在的。1.3 令p : 2 + 2 = 4,q : 3 + 3 = 6,则以下命题分别符号化为
(1)p →q(2)p →?q(3)?p →q(4)?p →?q(5) p ? q(6)p ? ?q(7)?p →q (8)?p ? ?q以上命题中,( 1),( 3),( 4),( 5),( 8)为真命题,其余均为假命题。 分析本题要求读者记住p →q 及p ?q 的真值情况。p →q 为假当且仅当
p 为真,q 为假,而p ?q为真当且仅当p 与q 真值相同.由于p 与q 都是真命题, 在4 个蕴含式中,只有(2)p →r,其中,p 同(1), r:明天为3 号。 在这里,当p 为真时,r 一定为假,p →r为假,当p 为假时,无论r 为真 还是为假,p →r为真。
1.5 (1)p ∧q,其中,p:2 是偶数,q:2 是素数。此命题为真命题。
(2)p ∧q ,其中,p:小王聪明,q:小王用功 (3)p ∧q ,其中,p:天气冷,q:老王来了 (4)p ∧q,其中,p:他吃饭,q:他看电视
(5)p ∧q ,其中,p:天下大雨,q:他乘公共汽车上班 (6)p →q ,其中,p,q 的含义同(5) (7)p →q ,其中,p,q 的含义同(5)
(8)?p ? ?q ,其中,p:经一事,q:长一智 分析1°在前4 个复合命题中,都使用了合取联结词,都符号化为合取式,
这正说明合取联结词在使用时是很灵活的。在符号化时,应该注意,不要将联结 词部分放入简单命题中。例如,在(2)中,不能这样写简单命题:p:小王不但 聪明,q:小王而且用功。在(4)中不能这样写:p:他一边吃饭, q:他一边 看电视。 2° 后4 个复合命题中,都使用了蕴含联结词,符号化为蕴含式,在这里, 关键问题是要分清蕴含式的前件和后件。
p →q 所表达的基本逻辑关系为,p 是q 的充公条件,或者说q 是p 的必要
条件,这种逻辑关系在叙述上也是很灵活的。例如,“因为p,所以q”,“只要p, 就q”“ p 仅当q”“ 只有q 才p”“除非q,否则?p ”“ 没有q,就没有p”等都表 达了q 是p 的必要条件,因而都符号化为p →q 或?p ? ?q 的蕴含式。 在(5)中,q 是p 的必要条件,因而符号化为p →q,而在(6)( 7)中,p 成了q 的必要条件,因而符号化为q →p。
在(8)中,虽然没有出现联结词,但因两个命题的因果关系可知,应该符号化为蕴含式。 1.6 (1),( 2)的真值为0,( 3),( 4)的真值为1。 分析1° (1)中公式含3 个命题变项,因而它应该有23 = 8个赋值:000, 001 , … , 111 题中指派p, q 为0, r 为1 ,于是就是考查001 是该公式 p ∧ (q ∧r)的成真赋值,还是成假赋值,易知001 是它的成假赋值。 2° 在公式(2),( 3),( 4)中均含4 个命题就项,因而共有24 = 16个赋值: 0000,0001,…,1111。现在考查0011 是它的成假赋值。
1.7 (1),( 2),( 4),( 9)均为重言式,( 3),( 7)为矛盾式,(5),( 6),(8),( 10)
为非重言式的可满足式。一般说来,可用真值表法、等值演算法、主析取范式(主合取范式法等判断公式的类型。
(1)对(1)采用两种方法判断它是重言式。
真值表法表1.2 给出了(1)中公式的真值表,由于真值表的最后一列全为1,所以,(1)为重言式。
等值演算法p →( p ∨q ∨r )? ?p ∨ ( p ∨ p ∨ r ) (蕴含等值式) ? (?p ∨ p ) ∨ p ∨r (结合律) p q r p ∨q ∨r p→(p ∨q ∨r) 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1
?1∨q ∨r (排中律) ? 1 (零律) 由最后一步可知,(1)为重言式。 (2)用等值演算法判(2)为重言式。 ( p → ?p ) → ?p ? (?p ∨ ?) → ?p (蕴含等值式) ? ?p ∨ ?p (等幂律) ? p ∨ ?p (蕴含等值式) ? 1 (排中律)
(3)用等值演算法判(3)为矛盾式 ?( p →q ) ∧ q ? ?(p?∨q ) ∧q (蕴含等值式) ? p ∨ ?q ∧ q (德·摩根律) ? p ∨ (?q ∧q ) (结合律) ? p ∧ 0 (矛盾律) ? 0 (零律) 由最后一步可知,(3)为矛盾式。
(5)用两种方法判(5)为非重言式的可满足式。 真值表法
由表1.3 可知(5)为非重言式的可满足式。 p q ?p ?p →q q → ?p (?p →q ) →(q → ?p ) 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 主析取范式法
(?p →q ) → (q →?p ) ?(p ∨q) →(?q ∨?p) ? ?(p ∨q) ∨ (?q ∨ ?p) ? (?p ∨ ?q ) ∨ ?q ∨ ?p ? ?p ∨ ?q ?(?p ∧1) ∨ (1∧?q) ? (?p ∧ (?q ∨q ) ∨ ((?p ∨ p) ∧ ?q ) ? (?p ∧ ?q ) ∨(?p ∨q ) ∨(?p ∧ ?q ) ∨( p ∨ ?q ) ? (?p ∧ ?q ) ∨(?p ∨q )∨ (?p ∧ ?q ) . 0 1 2 ?m ∨m ∨m
在(3)的主析取范式中不含全部(4 个)极小项,所以(3)为非重言式的 可满足式,请读者在以上演算每一步的后面,填上所用基本的等值式。 其余各式的类型,请读者自己验证。
分析1D 真值表法判断公式的类别是万能。公式A 为重言式当且仅当A 的
真值表的最后一旬全为1;A 为矛盾式当且仅当A 的真值表的最后一列全为0;A 为非重言式的可满足式当且仅当A 的真值表最后一列至少有一个1,又至少有一 个0。真值表法不易出错,但当命题变项较多时,真值表的行数较多。
2D 用等值演算法判断重言式与矛盾式比较方例,A 为重言式当且仅当A 与
1 等值;A 为矛盾式当且仅当A 与0 等值,当A 为非重言式的可满足式时,经过 等值演算可将A 化简,然后用观察法找到一个成真赋值,再找到一个成假赋值, 就可判断A 为非重言式的可满足式了。例如,对(6)用等值演算判断它的类型。 (p ∧?p)?q
? 0?q (矛盾律)
?(p →q) ∧(q →0) (等价等值式) ?(?0∨q) ∧(?q ∨0) (蕴含等值式) ? (1∨q ) ∧ ?q (同一律) ?1∧?q (零律) ? ?q (同一律)
到最后一步已将公式化得很简单。由此可知,无论p 取0 或1 值,只要q
取0 值,原公式取值为1,即00 或10 都为原公式的成真赋值,而01,11 为成 假赋值,于是公式为非重言式的可满足式。
用主析取范式判断公式的类型也是万能的。A 为重言式当且仅当A 的主析取
范式含2n(n为A 中所含命题变项的个数)个极小项;A 为矛盾式当且仅当A 的 主析取范式中不含任何极小项,记它的主析取范式为0;A 为非重言式的可满足 式当且仅当A 的主析取范式中含极小项,但不是完全的。
当命题变项较多时,用主析取范式法判公式的类型,运算量是很大的。
用主合取范式判断公式的类型也是万能的。A 为重言式当且仅当A 的主合取
范式中不含任何极大项,此时记A 的主合取范式为1;A 为矛盾式当且仅当A 的 主合取范式含2n个极大项(n 为A 中含的命题变项的个数);A 为非重言式的可 满足式当且仅当A 的主析取范式中含含极大项,但不是全部的。 1.8 (1)从左边开始演算 ( p ∧q ) ∨ ( p ∧ ?q) ? p ∧ (q ∨ ?q ) (分配律) ? p ∧1 (排中律) ? p. (同一律) (2)从右边开始演算 p →(q ∧r ) ? ?p ∨ (q ∧r ) (蕴含等值式) ?(?p ∨ q) ∧ (?p ∨r) (分配律) ?(p →q) ∧(p →r). (蕴含等值式) (3)从左边开始演算 ?(p ?q)
? (( p →q) ∧(q → p)) ? ?((?p ∨ q) ∨ (?p ∨q)) ? ?((?p ∧ ?q ) ∨ ( p ∧q )) ? ( p ∨q ) ∧ ?( p ∧q ).
请读者填上每步所用的基本等值式。 本题也可以从右边开始演算 ( p ∨q ) ∧ ?( p ∧q ) ? ??(( p ∨q ) ∧ ?( p ∧q ) ??(?(p ∨q)∨??(p ∧q)) ? ?((?p ∨ ?q ) ∨ ( p ∧q ))
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