个体词、谓词与量词(数理逻辑)

                     

贡献者: int256

预备知识 原子命题,量词的连接词

1. 定义

定义 1 个体词

   在原子命题中,可以独立存在的客体(句子中的主语、宾语等),称为个体词,可以是个体常量个体变量

  • 个体常量表示特定的或具体的个体,是不变的,一般用带或不带下标的小写字母 $a, b, c, \dots, a_1, a_2, \dots$ 表示。
  • 个体变量表示泛指的或抽象的、不定的个体,是变化的,一般用带或不带下标的小写字母 $x, y, z, \dots, x_1, x_2, \dots$ 表示。

定义 2 论域

   所有个体词的取值范围称为论域(或取值域),常用字母 $D$ 表示。

定义 3 谓词

   用以刻画客体的属性或心智(类似于一元函数),或多个客体之间的关系(类似于多元函数)的词称为谓词

定义 4 量词

   表达个体词的数量或数量关系的称为量词。

定义 5 全称量词

   $\forall x$ 表示全称量词,即 “任意 $x$”、“每个 $x$”、“一切的 $x$”......

   符号化时,全称量词 $\forall$ 一般都接 $\to$ 连接词。

定义 6 存在量词

   $\exists x$ 表示存在量词,即 “存在 $x$”、“至少有一个 $x$”......

   符号化时,存在量词 $\exists$ 一般都接 $\land$(合取、并且)连接词。

定义 7 作用变量与辖域

   对于全称量词 $\forall x$ 与存在量词 $\exists x$,对应的符号 $\forall$ 与 $\exists$ 紧接一个变量 $x$,这变量就称作作用变量

   一般将量词加到其谓词之前,描述这个句子或句子的一部分的个体词的数量或数量关系,此时就称这个部分的谓词是这量词的辖域。例如 $(\forall x) F(x)$,则 $F(x)$ 就是这个全称量词的辖域。

定义 8 自由变元与约束变元

   有量词约束而在对应量词的辖域范围内的称为约束变元

   无量词约束的称为自由变元

2. 例子

   个体词、谓词与量词的定义比较抽象,下面借助几个例子来理解。

例 1 谓词的例子

   用 $P(x)$ 表示 $x$ 是北方人、$Q(x)$ 表示 $x$ 怕冷,$c$ 表示李华,符号化下面这个句子:

   除非李华是北方人,否则李华一定怕冷。

   首先表示为命题逻辑的形式,先用 $p$ 表示 “李华怕冷”,用 $q$ 表示 “李华是北方人”,原来的句子就可以化作

\begin{equation} \neg p \to q ~. \end{equation}
显然 $p$ 就是 $Q(c)$,而 $q$ 就是 $P(c)$,所以这句子就可以化为
\begin{equation} \neg Q(c) \to P(c) ~. \end{equation}

例 2 全称量词的例子

   符号化下面这个句子:

   所有人的头发都是黑色的。

   显然这是一个全称量词的句子,我们用 $P(x)$ 表示 $x$ 是人、$Q(x)$ 表示 $x$ 长有黑头发,则原句可以表示为:

\begin{equation} (\forall x)(P(x) \to Q(x)) ~. \end{equation}

例 3 存在量词的例子

   符号化:有的人登上过月球。

   这里 “有的” 就是一个存在量词的例子。我们仍用 $P(x)$ 表示 $x$ 是人、$Q(x)$ 表示 $x$ 上过月球,则原句可以表示为:

\begin{equation} (\exists x)(P(x) \land Q(x)) ~. \end{equation}

例 4 

   符号化:所有人都不喜欢杂草。

   仍用 $P(x)$ 表示 $x$ 是人、$Q(y)$ 表示 $y$ 是杂草、$L(x, y)$ 表示 $x$ 喜欢 $y$,则原句可以表示为:

\begin{equation} \forall x(P(x) \to \forall y(Q(y) \to \neg L(x, y))) ~, \end{equation}
\begin{equation} \forall x \forall y (P(x) \land Q(y) \to \neg L(x, y)) ~. \end{equation}


致读者: 小时百科一直以来坚持所有内容免费无广告,这导致我们处于严重的亏损状态。 长此以往很可能会最终导致我们不得不选择大量广告以及内容付费等。 因此,我们请求广大读者热心打赏 ,使网站得以健康发展。 如果看到这条信息的每位读者能慷慨打赏 20 元,我们一周就能脱离亏损, 并在接下来的一年里向所有读者继续免费提供优质内容。 但遗憾的是只有不到 1% 的读者愿意捐款, 他们的付出帮助了 99% 的读者免费获取知识, 我们在此表示感谢。

                     

友情链接: 超理论坛 | ©小时科技 保留一切权利