離散數(shù)學(xué)自學(xué)筆記命題公式及其真值表

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我們把表示具體命題及表示常命題的p,q,r,s等與f,t統(tǒng)稱為命題常元(proposition constant)。深入的討論還需要引入命題變元(proposition variable)的概念,它們是以“真、假”或“1,0”為取值范圍的變元,為簡單計(jì),命題變元仍用p,q,r,s等表示。相同符號(hào)的不同意義,容易從上下文來區(qū)別,在未指出符號(hào)所表示的具體命題時(shí),它們常被看作變元。
    命題常元、變元及聯(lián)結(jié)詞是形式描述命題及其推理的基本語言成分,用它們可以形式地描述更為復(fù)雜的命題。下面我們引入高一級(jí)的語言成分——命題公式。
    定義1.1 以下三條款規(guī)定了命題公式(proposition formula)的意義:
    (1)命題常元和命題變元是命題公式,也稱為原子公式或原子。
    (2)如果A,B是命題公式,那么(┐A),(A∧B),(A∨B),(A→B),(A?B)也是命題公式。
    (3)只有有限步引用條款(1),(2)所組成的符號(hào)串是命題公式。
    命題公式簡稱公式,常用大寫拉丁字母A,B,C等表示。公式的上述定義方式稱為歸納定義,第四章將對(duì)此定義方式進(jìn)行討論。
    例1.8 (┐(p→(q∧r)))是命題公式,但(qp),p→r,p1∨p2∨…均非公式。
    為使公式的表示更為簡練,我們作如下約定:
    (1)公式最外層括號(hào)一律可省略。
    (2)聯(lián)結(jié)詞的結(jié)合能力強(qiáng)弱依次為 ┐,(∧,∨),→,?,(∧,∨)表示∧與∨平等。
    (3)結(jié)合能力平等的聯(lián)結(jié)詞在沒有括號(hào)表示其結(jié)合狀況時(shí),采用左結(jié)合約定。
    例如, ┐p→q∨(r∧q∨s) 所表示的公式是 ((┐p)→(q∨((r∧q)∨s)))
    設(shè)A是命題公式,A1是A 的一部分,且A1也是公式,則A1稱為公式A的子公式。
    如對(duì)公式A:┐p→q∨(r∧q∨s),則p, ┐p ,q , (r∧q∨s) 及q∨(r∧q∨s)都是公式A的子公式,而┐q, ┐p→q, 雖然是公式,但確不是A的一部分,因此不是A的子公式;q∨(r∧雖然是公式A的一部分,但不是公式,因而也不是A的子公式。
    如果公式A含有命題變元p1,p2,…,pn,記為A(p1,…,pn),并把聯(lián)結(jié)詞看作真值運(yùn)算符,那么公式A可以看作是p1,…,pn的真值函數(shù)。對(duì)任意給定的p1,…,pn的一種取值狀況,稱為指派(assignments),用希臘字母a,b等表示,A均有一個(gè)確定的真值。當(dāng)A對(duì)取值狀況 a 為真時(shí),稱指派a弄真A,或a是A的成真賦值,記為a (A) = 1;反之稱指派a弄假A,或a是A的成假賦值,記為a (A) = 0.對(duì)一切可能的指派,公式A的取值可能可用表1.7來描述,這個(gè)表稱為真值表(truth table)。當(dāng)A(p1,…,pn)中有k個(gè)聯(lián)結(jié)詞時(shí),公式A的真值表應(yīng)為2n行、k+n列(不計(jì)表頭)。
    例1.9 作出公式┐(p→(q∧r))的真值表。
    表1.7
    p  q  r  q∧r   P→(q∧r)  ┐(p→(q∧r) 
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    表1.7即為所求??梢娭概桑?,0,0),(0,0,1),(0,1,0),(0,1,1)及(1,1,1)均弄假該公式,而指派(1,0,0),(1,0,1),(1,1,0)都弄真這一公式。