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§4.2 逻辑等值式与推理规则

第四章 · 逻辑初步

基本逻辑等值律(点击卡片验证真值表)

等值式的意义

两个公式 A 和 B 逻辑等值(记作 A ≡ B),当且仅当对所有可能的变量赋值,A 与 B 的真值相同。
等价地,A ≡ B 当且仅当 A ↔ B 是永真式

逻辑等值律是化简公式、证明等价的基础工具。利用这些规律,可以将复杂公式化简为等价的简单形式。

基本推理规则

推理证明示例:苏格拉底三段论

前提:
P1:所有人都会死(p → q)
P2:苏格拉底是人(p)
结论:
苏格拉底会死(q)
P1: p → q
P2: p
∴ q  (假言推理 MP)

有效论证的判断方法

论证「前提 P₁, P₂, ..., Pₙ ∴ 结论 C」有效,当且仅当:

(P₁ ∧ P₂ ∧ ... ∧ Pₙ) → C 是永真式

即:不存在使所有前提均为真而结论为假的赋值。
有效论证示例
假言推理(MP)p→q, p ∴ q
假言三段论(HS)p→q, q→r ∴ p→r
析取三段论(DS)p∨q, ¬p ∴ q
归谬法(MT)p→q, ¬q ∴ ¬p
合取引入(∧I)p, q ∴ p∧q
化简(∧E)p∧q ∴ p

等值式验证器:检验两个公式是否逻辑等值

≡?

常用等值变换速查

变换名称等值式
双重否定¬¬p ≡ p
幂等律p∧p ≡ p, p∨p ≡ p
交换律p∧q ≡ q∧p, p∨q ≡ q∨p
结合律(p∧q)∧r ≡ p∧(q∧r)
分配律p∧(q∨r) ≡ (p∧q)∨(p∧r)
德摩根律①¬(p∧q) ≡ ¬p∨¬q
德摩根律②¬(p∨q) ≡ ¬p∧¬q
蕴含等值式p→q ≡ ¬p∨q
逆否命题p→q ≡ ¬q→¬p
等价等值式p↔q ≡ (p→q)∧(q→p)
吸收律p∧(p∨q) ≡ p, p∨(p∧q) ≡ p
零律p∧F ≡ F, p∨T ≡ T
同一律p∧T ≡ p, p∨F ≡ p