离散数学之范式方法

引子:

对于一个命题,如何判定命题公式为永真式、永假式和可满足的呢或二个命题公式等价。我们学过二种方法: 1,真值表法:对于变元的所有真值指 派,看对应命题公式的真值。2,命题演算方法化简命题公式至最简式,看是否存在和     (P¬P)、(P¬P)等价,若不则为可满足的,那今天我就来介绍范式方法

定义:什么是范式?

把命题公式化归为一种标准的形式,称此标准形式为范式。

范式分为析取范式和合取范式,设命题变元为:P、Q、R,则:(P∨R)的析取式称为“和”;(PR)的合取式称为“积”。

什么是基本积与基本和?

命题公式的变元和变元的否定之称为基本积,而变元和变元的否定之称为基本和。“基本和”或“基本积”中的子公式”,称为此基本积(和)的因子

定理:一个基本积必定是永假式,一个“基本和”必定为永真式

AS:P∧¬P必为永假式,Pv¬P必定为永真式;

什么是(主)析取范式,极小项概念:?

与给定命题公式等价的一个公式,如果是由基本积之和组成,则称它为命题公式的析取范式

对给定的命题公式来讲,仅含有极小项的析取的等价式称为给定命题公式的主析取范式。

极小项概念:在n个变元的基本积中,若每个变元及其否定并不同时存在,且二者之一出现一次且仅出现一次,则称此基本积为极小项

注意:在真值表中,一个公式的真值为T的指派所对应的极小项的析取,即为此公式的主析取范式。

方法:1,真值表法  (注意有三个以上的变元,不建议使用)  2 ,等价公式法

AS:求 ¬(P∧Q)的析取范式

解:

什么是(主)合取范式  极大项概念

与给定命题公式等价的一个公式,如果它是由基本和之积所组成,则称它是给定命题公式的合取范式

在真值表中,一个公式的真值为F的指派所对应的极大项的合取,即为此公式的主合取范式

极大项概念:在n个变元的基本和中,若每个变元与其否定,并不同时存在,且二者之一出现一次且仅出现一次,则称这种基本和为极大项

方法:1,真值表法 (注意有三个以上的变元,不建议使用)   2 ,等价公式法

AS: 求Q∧(Pv¬Q)的主合取范式

解:

方法一:

方法二:

看,其实不难!

极大项编码与极小项编码;图解

注意:极大项和极小项编码约定刚好相反

一些推论:

1,只要命题公式不是永真式,则一定可以写出对应与其等价的唯一的主合取范式

2,若命题公式为含有n个变元的永假式,则主合取范式包含了2n个极大项的合取式。

3,可用主合取范式判定二个命题公式是否等价

4,已知一个命题公式的主析取范式,则一定可以直接写出与其等价的主合取范式来。反之也行。

5,对应于有n个变元的命题公式,则一定有:主析范式极小项数+主合范式极大项数= 2^n

主范式的个数

一个原子命题变元有四个不同的真值表(4^1个);

二个原子命题变元有16个不同的真值表(4^2个);

以此类推,若有n个变元的命题公式,则可构成4^n个不同的真值表。

对于含有n个变元的命题公式,必定可写出4^n个主范式,若排除永真式或永假式,则实际可写出( 4^n -1)个主析(或主合)范式。 

下一次我将分享,推理理论。

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