证明题
1.用等值演算法证明下列等值式:
(1)┐(PQ)(P∨Q)∧┐(P∧Q)
(2)(P∧┐Q)∨(┐P∧Q)(P∨Q)∧┐(P∧Q)
证明:(1)
┐(PQ)
┐((P→Q)∧(Q→P))
┐((┐P∨Q)∧(┐Q∨P))
(P∧┐Q)∨(Q∧┐P)
(P∨Q)∧(P∨┐P)∧(┐Q∨Q)∧(┐P∨┐Q)
(P∨Q)∧┐(P∧Q)
(2)
(P∧┐Q)∨(┐P∧Q)
(P∨┐P)∧(P∨Q)∧(┐Q∨┐P)∧(┐Q∨Q)
(P∨Q)∧┐(P∧Q)
2.构造下列推理的证明:
(1)前提:(PQ)(RS),(QP)R,R
前提:PQ。
(2)前提:Q →P, Q S , S M , M∧R前提:结论:P∧Q
(3)前提:P →(Q → R) , S → P , Q
结论:S →R(4)前提:(P∨Q) →( R∧S), (S∨M) → U结论:P →U(5)前提:P →┐Q,┐R∨Q ,R∧┐S
结论:┐P(6)前提:P∨Q , P →R, Q → S结论:R∨S
证明:(1)
① R前提引入
② (QP)R前提引入
③ QP①②析取三段论
④ RS①附加规则
⑤ (PQ)(RS)前提引入
⑥ PQ④⑤拒取式
⑦ (PQ)(QP)③⑥合取规则
⑧ PQ⑦置换规则
(2)
① M∧R前提引入
② M①化简规则
③ S M前提引入
④ (S → M) ∧(M → S)③置换
⑤ M → S④化简规则
⑥ S② ⑥假言推理
⑦ Q S前提引入
⑧ (S → Q) ∧(Q → S)⑦ 置换
⑨ S → Q⑧化简规则
⑩ Q⑥ ⑨假言推理
(11) Q →P前提引入
(12) P
(13) P∧Q
(3)
① S → P
②S
③ P
④ P →(Q → R)
⑤ Q → R
⑥ Q
⑦ R
(4)
① P
② P∨Q
③ (P∨Q) →( R∧S)
④ R∧S
⑤ S
⑥ S∨M
⑦ (S∨M) → U
⑧ U
(5)
① P
② P →┐Q
③ ┐Q
④ ┐R∨Q
⑤ ┐R
⑥ R∧┐S
⑦ R
⑧ R∧┐R
(6)⑩ (11)假言推理⑩ (12) 合取前提引入附加前提引入① ②假言推理 前提引入③④ 假言推理前提引入⑤⑥假言推理附加前提引入①附加规则前提引入②③ 假言推理④化简规则⑤附加规则前提引入⑥ ⑦假言推理结论否定引入前提引入① ②假言推理前提引入③④析取三段论前提引入⑥化简规则⑤⑦合取
① ┐(R∨S)结论否定引入
② ┐R∧┐S①置换规则
③ ┐R②化简规则
④ P →R前提引入
⑤ ┐P③④拒取
⑥ ┐S②化简规则
⑦ Q → S前提引入
⑧ ┐Q⑥ ⑦拒取
⑨ ┐P∧┐Q⑤⑧合取
⑩ ┐(P∨Q )⑨置换规则
(11) P∨Q前提引入
(12) ┐(P∨Q )∧(P∨Q )⑨11 合取
3.在命题逻辑中构造下列推理的证明:
(1)如果今天是星期六,我们就要到颐和园或圆明园去玩。如果颐和园游人太多,我们就不到颐和园去玩。今天是星期六。颐和园游人太多。所以我们到圆明园玩。
(2)明天是晴天,或是雨天;若明天是晴天,我就去看电影;若我看电影,我就不看书。所以,如果我看书,则明天是雨天。
(3)如果小王是理科学生,他必学好数学;如果小王不是文科生,他必是理科生;小王没学好数学。所以,小王是文科生。
解:(1)首先将命题符号化:
设P: 今天是星期六;Q: 我们到颐和园去玩;R:我们到圆明园去玩;S:颐和园游人多。
前提:P →(Q∨R) , S → ┐Q , P , S
结论:R证明:
① ②假言推理
④ P前提引入
⑤ P →(Q ∨ R )前提引入⑥ Q ∨ R④⑤假言推理 ⑦ R③⑥析取三段论
(2)首先将命题符号化:令P:明天是晴天,
Q:明天是雨天,
R:我看电影,
S:我看书。 ① S → ┐Q前提引入②S前提引入③ ┐Q
前提:P∨Q, P→R, R→┐S
结论: S→Q
证明:
① S
② R→┐S
③┐R
④ P→R
⑤ ┐P
⑥ P∨Q 附加前提引入 前提引入 ①②拒取式 前提引入 ③④拒取式 前提引入
⑦ Q⑤⑥析取三段论
(3)首先将命题符号化:
令P:小王是理科生,
Q:小王是文科生,
R:小王学好数学。
前提:P→R, ┐Q→P, ┐R
结论:Q
证明:
① P→R
② ┐R
③ ┐P
④ ┐Q→P
⑤ Q
6.证明: 前提引入 前提引入 ①②拒取式 前提引入 ③④拒取式
①A-B=A A∩B=Φ 。
②(A-B)-C = (A-C)-(B-C)
证明:①
必要性。假设A∩B≠Φ,必有x属于A∩B,则x属于A同时属于B,即x属于A但是x不属于A-B。与A-B=A矛盾。
充分性。显然A-BA。任取x∈A,则如果x属于B,则x属于A∩B,与A∩B=Φ矛盾。因此x必不属于B,即x属于A-B。从而证明了AA-B。命题得证。 ②
∵(A-B)-C = (A∩~B)∩~C
= A∩~B∩~C;
(A-C)-(B-C)
= (A∩~C)∩~(B∩~C)
= (A∩~C)∩(~B∪C)
= (A∩~C∩~B)∪(A∩~C∩C)
= (A∩~C∩~B)∪Φ
= A∩~B∩~C.
∴(A-B)-C = (A-C)-(B-C)
7.设R是A上的二元关系,试证:R是传递的当且仅当R2R,其中R2表示RR。
(1)设R传递,(x,y)∈R2,t∈A使
,∈R(因为R2=R R)
∵R传递 ∴∈R
∴R2 R
(2)设R2R,若,∈R
则∈R2,
∵R2 R,∴∈R。 即R传递。
8.设A是集合,R1,R2是A上的二元关系,证明:
若R1,R2是自反的和对称的,则R1R2也是自反的和对称的。
证明:
(1)∵ R1,R2是A上的自反关系
∴ IAR1IAR2
∴IAR1R2
∴ R1R2是A上的自反关系
又∵ R1,R2是A上的对称关系
∴ R1R11R2R21
(R1R2)111R1R2R1R2∴ R1R2 是A上的对称关系