离散数学及其应用数理逻辑部分课后习题答案

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2020年12月01日 20:45
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2020年12月1日发(作者:方孝孺)


作业答案:数理逻辑部分
P14:习题一
1、下列句子中,哪些是命题?在 是命题的句子中,哪些是简单命题?哪些是真命题?哪些命题
的真值现在还不知道?
(3)
5
是无理数。
答:简单命题,真命题。
(9)吸烟请到吸烟室去!
答:不是命题。
(12)8是偶数的充分必要条件是8能被3整除。
答:复合命题,假命题。
14、讲下列命题符号化。
(6)王强与刘威都学过法语。
答:

p:
王强学过法语;
q:
刘威学过法语。
符号化为:
pq

(10)除非天下大雨,他就乘班车上班。
答:

p:
天下大雨;
q:
他乘班车上班。
符号化为:
pq

(13)“2或4是素数,这是不对的”是不对的。
答:

p:
2是素数;
q:
4是素数。
符号化为:
((pq))

15、设



p:
2+3=5.
q:
大熊猫产在中国。

r:
太阳从西方升起。
求下列复合命题的真值。
(2)
(r(pq))p

(4)
(pqr)((pq)r)

解答:
(2)

p
真值为1;
q
真值为1;
r
真值为0.
pq
真值为1;
r(pq)
真值为1;
p
真值为0;
所以
(r(pq))p
真值为0.
(4)
pqr< br>真值为1,
pq
真值为0,
(pq)r
真值为1;
所以
(pqr)((pq)r)
真值为1.
19、用真值表判断下列公式的类型。
(4)
(pq)(qp)



0 0 1 1 1 1 1
0 1 1 0 1 1 1
1 0 0 1 0 0 1
1 1 0 0 1 1 1
所以为重言式。
(7)
(pq)(r

s)


0 0 0 0 1 1 1
0 0 0 1 1 0 0
0 0 1 0 1 0 0
0 0 1 1 1 1 1
0 1 0 0 1 1 1
0 1 0 1 1 0 0
0 1 1 0 1 0 0
0 1 1 1 1 1 1
1 0 0 0 0 1 0
1 0 0 1 0 0 1
1 0 1 0 0 0 1
1 0 1 1 0 1 0
1 1 0 0 1 1 1
1 1 0 1 1 0 0
1 1 1 0 1 0 0
1 1 1 1 1 1 1
所以为可满足式。
P36:习题二
3、用等值演算法判断下列公 式的类型,对不是重言式的可满足式,再用真值表法求出其成真赋
值。
(1)
(pqq)

解答:
所以为永假式。
(2)
(p(pq))(pr)

解答:
所以因为永真式。
(3)
(pq)(pr)


解答:
为可满足式。
真值表为

0 0 0 0 0 1
0 0 1 1 0 0
0 1 0 1 0 0
0 1 1 1 0 0
1 0 0 1 0 0
1 0 1 1 0 0
1 1 0 1 0 0
1 1 1 1 1 1
4、用等值演算法证明下面的等值式。
(2)
((pq)(pr))(p(qr))

解答:
(4)
(pq)(pq)(pq)(pq)

解答:
5、求下列公式的主析取范式,并求它们的成真赋值。
(1)
(pq)(q
解答:
所以成真赋值为00,10,11
(3)
(p(qr))(pqr)

解答:
所以为永真式,成真赋值为000,001,010,011,100,101,110,111
6、求下列公式的主合取范式,并求它们的成假赋值。
(1)
(qp)p

解答:
为永假式,成假赋值为00,01,10,11
(3)
(p(pq))r

解答:
永真式,无成假赋值
7、求下列公式的主析取范式,再用主析取范式求主合取范式。
(1)
(pq)r

p)


解答:(pq)r(已经是析取范式)
(pq(rr))((pp)(qq) r)
(pqr)(pqr)(pqr)(pqr)(pq r)(pqr)
(pqr)(pqr)(pqr)(pqr )(pqr)
m
1
m
3
m
5
m6
m
7
M
0
M
2
M
4

8、求下列公式的主合取范式,再用主合取范式求主析取范式。
(2)
(pq)r

解答:
13、已知公式A含3个命题变项
析取范式和主合取范式。
解答:成真赋值为000,001,100,101
所以主析取范式为
m
0
m
1
m
4
m
5

而主合取范式为< br>M
2
M
3
M
6
M
7

15、用主析取范式判断下列公式是否等值。
(2)
(pq)

(pq)

解答:
所以两式并不等值。
18、将下列公式化成与之等值且仅含有
{,}
中联结词的公式
(3)
(p(qr))
解答:
29、在某班班委成员的选举中,已知 王小红、李强、丁金生3位同学被选进了班委会。该班的
的甲、乙、丙3位同学预言:



甲说:王小红为班长,李强为生活委员;
乙说:丁金生为班长,王小红为生活委员。
丙说:李强为班长,王小红为学习委员。
p,q,r
,并且它的成假赋值为010,011,110,111,求A的主
p

班委会分工名单公布后发现,甲乙丙三人都恰好猜对了一半。问王小红、李强、丁金生各任何
职 ?(用等值演算求解)
解答:命题符号化:
p:
王小红为班长;
q:李强为生活委员;
r:
丁金生为班长;
s:
王小红为生活委员;
u:
李强为班长;
v:
王小红为学习委员。

A
1
:pq

A
2
:pq

B
1< br>:rs

B
2
:rs

C
1
:uv

C
2
:uv

由题意可知:


pr0;ps0;pu0;pv0;qs0;qu0;ru0; sv0
所以
A
1
B
1
0;A
1
 B
2
0;A
1
C
1
0;A
1
C< br>2
0;A
2
B
2
0;A
2
C
1
0;

所以
所以选举结果为:李强为生活委员;丁金生为班长;王小红为学习委员。
30、某公司要从赵 、钱、孙、李、周5名新毕业的大学生中选派一些人出国学习。选派必须满
足条件:
(1)若赵去,钱也去;
(2)李、周两人中必有一人去;
(3)钱、孙两人中去且仅去一人;
(4)孙、李两人同去或同不去;
(5)若周去,则赵、钱也同去。
用等值演算法分析该公司该如何选派他们出国。
解答:命题符号化:
p:
赵去;
q:
钱去;
r:
孙去;
s:
李去;
t:
周去。
所满足的条件即为
(1)若赵去,钱也去:
pq

(2)李、周两人中必有一人去:
st

(3)钱、孙两人中去且仅去一人:
(qr)(qr)

(4)孙、李两人同去或同不去:
(rs)(rs)

(5)若周去,则赵、钱也同去:
t(pq)

将所有条件进行合取,然后求其主析取范式
(过程省略)
所以最终方案有两套:
(1)赵钱周不去,孙李去;(2)赵钱周去,孙李不去。
P50:习题三
9、用3种方法(真值表、等值演算、主析取范式)证明下面推理是正确的。
若a是奇数,则 a不能被2整除。若a是偶数,则a能被2整除。因此,如果a是偶数,则a不
是奇数。
解答:命题符号化:
推理的形式结构:
前提:
p:
a为奇数;q:
a为偶数;
r:
a能被2整除
pr

qr

q

结论:
q

推理的形式结构的另外一种描述:
证明:(1)真值表法:


0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
1
0
0
0
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
所以
(p r)(qr)qp
为永真式;推理
(pr)(qr)qp
是 正
确的。
(2)等值演算:
(3)主析取范式
12、填充下面推理证明中没有写出的推理规则。
前提:
p(qr)

q(rs)

结论:
(pq)s

证明:


pq

p








附加前提引入
①化简
①化简
前提引入
②④假言推理
③⑤假言推理
前提引入

q


p(qr)


qr


r






q(rs)


rs


s



③⑦假言推理
⑥⑧假言推理
14、在自然推理系统P中构造下面推理的证明:
(2)前提:
pq,(qr),r

结论:
p

证明:

(qr)


qr


r


q

















前提引入
①置换
前提引入
②③析取三段论
前提引入
pq



p

(4)前提:
q
结论:
证明:

tr


t


r



④⑤拒取式
p,qs,st,tr

pq









前提引入
①化简
①化简
前提引入 ④
st


(st)(t

t

s


s)
④置换


⑤化简
前提引入 ⑦
qs


(qs)(sq)
⑦置换

sq


t






⑧化简





⑥⑨假言三段论
②⑩假言推理
前提引入
11

12
假言推理 ○
12

13
合取 ○
q


11
q

12
qp

13

p


pq

15、在自然推理系统P中用附加前提法证明下面推理:
(1)前提:
p(qr),sp,q










结论:
sr

证明:

s






附加前提引入
前提引入
①②假言推理
前提引入
③④假言推理
前提引入
⑤⑥假言推理

sp


p


p(qr)


qr


q


r









16、在自然推理系统P中用归谬法证明下面推理:
(1)前提:



pq,pr,qs

结论:
rs

证明:

(rs)
结论否定引入













rs


s


r














①置换
②化简
②化简
前提引入
pr




qs


p


q

前提引入





④⑤拒取式
③⑥拒取式
⑦⑧合取
⑨置换
前提引入

pq


(pq)

11

pq

11
矛盾。 ⑩○
17:在自然推理系统P中构造下面推理的证明:
只要A曾到过受害者房间并且11点以 前没有离开,A就是谋杀嫌疑犯。A曾到过受害者房间。
如果A在11点以前离开,看门人会看见过他。 看门人没有看见他。所以,A是谋杀嫌疑犯。
解答:
(1) 命题符号化:
p:
A曾到过受害者房间;
q:
A在11点以前离开;
r:
A就是谋杀嫌疑犯;
s:
看门人会看见过A;
(2) 推理的形式结构:
前提:
(pq)r;p;qs;s

结论:
r

(3) 证明

s





前提引入

qs


q





前提引入



①②拒取式
前提引入
③④合取
前提引入
⑤⑥假言推理。
p

pq



(pq)r


r

P63:习题四
5、在一阶逻辑中讲下列命题符号化。
(3)不存在比所有火车都快的汽车。
(4)凡是汽车就比火车慢是不对的。
解答:
F(x):x为火车;G(y):y为汽车;H(x,y):y比x快。

(3)
(yx(G(y)F(x)H(x,y)))


(4)
yx(G(y)F(x)H(y,x))

6、将下列命题符号化,个体域为实数集合R,并指出各命题的真值。
(1)对所有的
x
,都存在
(3)对所有的
x
,都存在
y
使得
x y0

y
使得
yx1

解答:
F(x,y):xy0;G(x,y):yx1

(1)
xyF(x,y)
,真值为1;
(3)
xyG(x,y)
,真值为1;
9、给定解释I如下。
(a)个体域为实数集合R。
(b)特定元素
a0

(c)函数
f(x,y)xy,x,yR

(d)谓词
F(x,y):xy,G(x,y):xy,x,yR

给出下列公式在I下的解释,并指出它们的真值。
(1)
xy(G(x,y)F(x,y))

(3)
xy(G(x,y)F(f(x,y),a))

解答:(1)对任意的x和y,如果
x
(3)对任意的x和y,如果
x
y
,那么
xy
。真值为1;
y
,那么
xy0
。真值为1;
11、判断下列各式的类型。
(2)
x(F(x)F(x))y(G(y)G(y))

(4)
xyF(x,y)yxF(x,y)

解答:(2)
x(F(x)F(x))
真值为1;
y(G(y)G(y))
真值为0;
所以
x(F(x)F(x))y(G(y)G(y))
真值为0,所以为 永假式。
(4)
xyF(x,y)

yxF(x,y)
真 值相同,所以为永真式。
13、给出下列各公式的一个成真解释和一个成假解释。
(1)
x(F(x)G(x))

(2)
x(F(x)G(x)H(x))

(3)
x(F(x)y(G(y)H(x,y))

解答:
(1)成真解释:
F(x):x为偶数;G(x):x为奇数

成假解释:
F(x):x为偶数;G(x):x为素数

(2)成真解释:
F (x):x能被2整除;G(x):x能被3整除;H(x):x能被5整除。

成假解释:
F(x):x为偶数;G(x):x为奇数,H(x):x为素数

(3)成真解释:
F(x):x为正数;G(x):x负数;H(x,y):xy。

成假解释:
F(x):x为正数;G(x):x负数;H(x,y):xy。

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