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  • 离散数学 第二章 谓词逻辑 23谓词公式与翻译

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    我们知道,简单命题函数与逻辑联结词可以组合成一些谓词表达式。有了谓词与量词的概念,谓词表达式所能刻划的日常命题就能广泛而深入得多了。但是,怎样的谓词表达式才能成为谓词公式并能进行谓词演算呢?下面先介绍谓词的合式公式。

    我们把ax1x2,…,xn)称作谓词演算的原子公式,其中x1x2,…,xn是客体变元,因此原子谓词公式包括下述形式的各种特例。如:qax),axy),afx),y),axyz),aay)等。

    定义2-3·1谓词演算的合式公式,可由下述各条组成:
    (1)
    原子谓词公式是合式公式。
    (2)
    a是合式公式,则┓a是一个合式公式。
    (3)
    ab都是合式公式,则(ab),(ab)(ab),和(a
    «b)是合式公式。
    (4)
    如果a是合式公式,xa中出现的任何变元,则(
    "xa和(ヨxa都是合式公式。
    (5)
    只有经过有限次地应用规则(1),(2),(3),(4)所得到的公式是合式公式。

    在讨论命题公式时,曾用了关于圆括号的某些约定,即最外层的括号可以省略,在谓词合式公式中亦将遵守同样的约定,但需要注意,量词后面若有括号则不能省略。

    谓词合式公式,今后简称谓词公式。

    下面举例说明如何用谓词公式表达自然语言中一些有关命题。

    例题1 并非每个实数都是有理数。(rx),qx))

    解┓("x)(rx)→qx))

    例题2 没有不犯错误的人。(fx),mx))

    解┓(ヨxmx)∧┓fx)))

    例题3 尽管有人聪明,但未必一切人都聪明。(px),mx))

    解ヨxmx)∧px)∧┓("xmx)→px)))

    例题4 这只大红书柜摆满了那些古书。

    解法1 fxy):x摆满了y

    rx):x是大红书柜

    qy):y是古书

    a:这只 b:那些

    ra)∧qb)∧fab

    解法2 ax):x是书柜

    bx):x是大的

    cx):x是红的

    dy):y是古老的

    ey):y是图书

    fxy):x摆满了y

    a:这只b:那些

    aa)∧ba)∧ca)∧db)∧eb)∧fab

    由本例可知,对于命题翻译成谓词演算公式,机动性很大,由于对个体描述性质的刻划深度不同,就可翻译成不同形式的谓词公式。本例中rx)表示x是大红书柜,而ax)∧bx)∧cx)也可表示大红书柜,但后一种将更方便于对书柜的大小颜色进行讨论,这样对个体刻划深度的不同就可翻译成不同的谓词公式。

    例题5 在数学分析中极限定义为:任给小正数ε,则存在一个正数δ,使得当0|x-a|〈δ时有|fx-b|〈ε。此时即称limfx=b

    xa

    pxy)表示“x大于y”,qxy)表示“x小于y”,故limx=b可表示为

    xa

    "ε)(ヨδ)("x)(((p(ε,0)→p(δ,0)∧q|x-a|,δ)∧p|x-a|0))→q|fx-b|,ε))

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