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离散数学答案(尹宝林版)第一章习题解答

2020-12-06 来源:易榕旅网
第一章 命题逻辑

习题与解答

⒈ 判断下列语句是否为命题,并讨论命题的真值。 ⑴ 2x  3 = 0。 ⑵ 前进!

⑶ 如果8 + 7 > 20,则三角形有四条边。 ⑷ 请勿吸烟!

⑸ 你喜欢鲁迅的作品吗?

⑹ 如果太阳从西方升起,你就可以长生不老。 ⑺ 如果太阳从东方升起,你就可以长生不老。

解 ⑶,⑹,⑺表达命题,其中⑶,⑹表达真命题,⑺表达假命题。 ⒉ 将下列命题符号化: ⑴ 逻辑不是枯燥无味的。

⑵ 我看见的既不是小张也不是老李。 ⑶ 他生于1963年或1964年。 ⑷ 只有不怕困难,才能战胜困难。 ⑸ 只要上街,我就去书店。

⑹ 如果晚上做完了作业并且没有其它事情,小杨就看电视或听音乐。 ⑺ 如果林芳在家里,那么他不是在做作业就是在看电视。 ⑻ 三角形三条边相等是三个角相等的充分条件。 ⑼ 我进城的必要条件是我有时间。 ⑽ 他唱歌的充分必要条件是心情愉快。

⑾ 小王总是在图书馆看书,除非他病了或者图书馆不开门。 解 ⑴ p:逻辑是枯燥无味的。

“逻辑不是枯燥无味的”符号化为 p。 ⑵ p:我看见的是小张。q:我看见的是老李。

“我看见的既不是小张也不是老李”符号化为pq。 ⑶ p:他生于1963年。q:他生于1964年。 “他生于1963年或1964年”符号化为p  q。 ⑷ p:害怕困难。q:战胜困难。

“只有不怕困难,才能战胜困难”符号化为q   p。 ⑸ p:我上街。q:我去书店。

“只要上街,我就去书店”符号化为p  q。

⑹ p:小杨晚上做完了作业。q:小杨晚上没有其它事情。

r:小杨晚上看电视。s:小杨晚上听音乐。

“如果晚上做完了作业并且没有其它事情,小杨就看电视或听音乐”符号化为pqrs。

⑺ p:林芳在家里。q:林芳做作业。r:林芳看电视。

“如果林芳在家里,那么他不是在做作业就是在看电视”符号化为pqr。 ⑻ p:三角形三条边相等。q:三角形三个角相等。

“三角形三条边相等是三个角相等的充分条件”符号化为pq。 ⑼ p:我进城。q:我有时间。

“我进城的必要条件是我有时间”符号化为p  q。 ⑽ p:他唱歌。q:他心情愉快。

“他唱歌的充分必要条件是心情愉快” 符号化为pq。 ⑾ p:小王在图书馆看书。q:小王病了。r:图书馆开门。

“小王总是在图书馆看书,除非他病了或者图书馆不开门”符号化为(q  r)  p,或者 (q  r)  p。也可符号化为 (q  r)  p,或者 (q  r)  p。 ⒊ 列出除,,,,之外的所有二元联结词的真值表。

解 共有16个二元联结词,记除,,,,之外的二元联结词为1,2,,11。

p 0 0 1 1

q 0 1 0 1 p 0 0 1 1 q 0 1 0 1 p1q p2q p3q p4q p5q p6q 0 0 0 0 p7q 0 0 1 0 p8q 0 0 1 1 p9q 0 1 0 0 p10q 0 1 0 1 p11q 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1

⒋ 求下列公式在真值赋值( p1 / 1, p2 / 1, p3 / 0, p4 / 0)下的值: ⑴ p1(p2p3)

⑵ (p1p2p3)((p1p2)(p3p4)) ⑶ (p1p2)p3(((p1p2)p3)p4) (4) (p2  p1)  (p3  p4) ⑸ (p1p3)(p2p4)

⑹ p1(p2p3p1)p2p4

(7) (p1  p3)  (p2  p4)

解 记真值赋值( p1 / 1, p2 / 1, p3 / 0, p4 / 0)为v。 ⑴ v(p1(p2p3))1(10)1。

⑵ v((p1p2p3)((p1p2)(p3p4)))(110)((11)(00))1 ⑶ v((p1p2)p3(((p1p2)p3)p4))

(11)0(((11)0)0)1。

(4) v ((p2   p1)  ( p3  p4)) = (1  1)  ( 0  0) = 0  1 = 1。 ⑸ v((p1p3)(p2p4))(10)(10)0。

⑹ v(p1(p2p3p1)p2p4)1(101)101。 (7) v ((p1  p3)  (p2  p4)) = (1  0)  (1  0) = 0  0 = 0。 5. 用真值表判断以下公式是不是永真式、永假式、可满足式。 (1) (p  r)  ((q  r)  (p  q  r)) (2) (pp)p

(3) (p  q)  ((p  q)  p)

(4) (p(qr))((pq)(pr)) (5) (pq)(pr)(qr)r (6) p  (p  q)

(7) (pq)((pq)p)

解 (1) 将 (p  r)  ((q  r)  (p  q  r)) 记为A。

p 0 0 0 0 1 1 1 1 q 0 0 1 1 0 0 1 1 r 0 1 0 1 0 1 0 1 p  r q  r p  q p  q  r (q  r)  (p  q  r) A 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 (p  r)  ((q  r)  (p  q  r)) 是永真式。

(3) 将 (p  q)  ((p  q)  p) 记为A。

p 0 q 0 p  q 1 q 1 p  q 1 (p  q)  p 0 A 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 (p  q)  ((p  q)  p) 是非永真的可满足式。

(6)

p 0 0 1 1 q 0 1 0 1  p 1 1 0 0 p  q 1 1 0 1  (p  q) 0 0 1 0 p  (p  q) 0 0 0 0 p  (p  q) 是永假式。 解 (1), (2), (4), (5), (7)是永真式,(6)是永假式,(3)是非永真的可满足式。 6. 指出满足下列公式的所有真值赋值。 (1) (pq)(pr) (2) p(qr(pq)) (3) pr(pr)(qr) (4) p  (q  r)

解 (1) (p/0,q/0,r/0),(p/0,q/0,r/1),(p/0,q/1,r/0),(p/0,q/1,r/1),

(p/1,q/0,r/1),(p/1,q/1,r/0),(p/1,q/1,r/1)。

(2) (p/0,q/1,r/0),(p/1,q/0,r/0),(p/1,q/0,r/1),(p/1,q/1,r/0),

(p/1,q/1,r/1)。

(3) (p/0,q/0,r/0),(p/0,q/1,r/0)。 (4) 任取满足p  (q  r) 的真值赋值 v。 若 v (p) = 0,则v (q  r) = 1,v (q) = v (r)。 若 v (p) = 1,则v (q  r) = 0,v (q)  v (r)。 所以,满足p  (q  r) 的真值赋值有以下四个:

( p / 0, q / 0, r / 0),( p / 0, q / 1, r / 1),( p / 1, q / 0, r / 1),( p / 0, q / 1, r / 0)。 7. 若公式A既不是永真式,也不是永假式,则A的每个替换实例一定既不是永真式,也不

是永假式。对吗?

解 不对。若A是非永真的可满足式,则它的替换实例中既有永真式,也有永假式,也有

非永真的可满足式。

设A中出现的命题变元是p1,…, pn,v1和v2分别是使得A为真的真值赋值和使得A为假的真值赋值。取公式B1,…, Bn, C1,…, Cn如下:

pp若v2(pi)1pp若v1(pi)1 Ci Bipp若v(p)0pp若v(p)02i1i任取真值赋值v,

p1,,pnv(AB)v[p1/v(B1),,pn/v(Bn)](A)v1(A)1, 1,,Bnp1,,pnv(AC)v[p1/v(C1),,pn/v(Cn)](A)v2(A)0, 1,,Cn所以,A的替换实例AB11,,Bnn是永真式,A的替换实例AC11,,Cnn是永假式。 A本身也是A的替换实例,它是非永真的可满足式。

8. 用真值表证明以下等值式。

(1) p  (q  r)  (p  q)  ( p  r)

p,,pp,,pp 0 0 0 0 1 1 1 1 q 0 0 1 1 0 0 1 1 r 0 1 0 1 0 1 0 1 q  r 0 1 1 0 0 1 1 0 p  (q  r) 0 0 0 0 0 1 1 0 p  q 0 0 0 0 0 0 1 1 p  r 0 0 0 0 0 1 0 1 (p  q)  ( p  r) 0 0 0 0 0 1 1 0 (2) (3) (4)

9.用等值演算证明以下等值式。 (1) p(qr)q(pr) (2) (pq)(pr)pqr (3) (p  q)  (r  q)  p  r  q (4) p(qp)p(pq)

(5) (pq)(rq)prq (6) (p  q)  p  q

解 (1) p(qr)p(qr)q(pr)q(pr) (2) (pq)(pr)(pq)(pr)p(qr)pqr (3) (p  q)  (r  q)  ( p  q)  ( r  q)  ( p   r)  (q  q)

 ( p   r)  q  ( p  r)  q  p  r  q

(4) p(qp)pqp1ppqp(pq) (5) (pq)(rq)(pq)(rq)(pr)q

(pr)qprq

(6) (p  q)  p  q

p  q  (p  q)  (p  (q  1))  1  (p  q)  (1  1)  (p  q)  0  p  q

10.用等值演算证明以下公式是永真式。 (1) (qp)(pq)p

(2) (p  q)  (r  s)  (p  r  q  s)

(3) (pq)(pr)(ps)(pqrs) (4) (pqr)(pr)(qr)

解 (1) (qp)(pq)p(qp)(pq)ppp1 (2) (pq)(rs)(prqs)

(pq)(rs)prqs (pq)p(rs)rqs qpsrqs1

(3) (pq)(pr)(ps)(pqrs)

pqprps(pqrs) pqrspqrs1

(4) (pqr)(pr)(qr)

((pq)r)prqr ((pq)r)pqr

(pqpqr)(rpqr)111

11.用等值演算证明以下公式是永假式。 (1) (qp)(pq)p (2) (pq)(qr)(pr)

解 (1) (qp)(pq)p(qp)(pq)ppp0 (2)

(pq)(qr)(pr)(pq)(qr)(pr) (pq)(qr)pr((pq)p)((qr)r) pqqr0

12.找出与下列公式等值的尽可能简单的由{,}生成的公式。 13.找出与下列公式等值的尽可能简单的由{,}生成的公式。

(1) pq(rp)

(2) (pqr)pq (3) pqp

解 (1) pq(rp)pq(rp)

(pqr)(pqp)

pqr(pqr)

(2) (pqr)pq(pqr)pq((pqr)pq) (3) pqp(pqp)

14.设A是由{}生成的公式。证明:A是永真式当且仅当每个命题变元在A中出现偶数次。

证明 首先证明:若A是由{}生成的仅出现一个命题变元p的公式,则

1Ap对p在A中的出现次数进行归纳。

若p在A中出现偶数次

若p在A中出现奇数次① 若p在A中出现1次,即A为p,显然Ap。 ② 若p在A中出现2次,即A为pp,显然A1。

③ 设p在A中的出现n次,A为BC,p在B,C中的出现次数分别为k和l,则nkl,kn且ln。若n为偶数,则k和l的奇偶性相同,B和C等值于同一公式,A1。若n为奇数,则k和l的奇偶性不同,B和C中一个等值于p,另一个是永真式,因此

Ap1p。

设在A中的出现的所有命题变元为p1,,pn,它们的出现次数分别为k1,,kn。因为

AB(AB)(BA)BA,并且

(AB)C((AB)C)AB1C1 ABC11(A(BC))A(BC)

所以满足交换律和结合律,存在由{}生成的公式B1,,Bn,使得

AB1Bn,并且Bi仅出现命题变元pi,出现次数为ki,i1,,n。若k1,,kn全为偶数,则AB1Bn111。若k1,,kn中有

kl1,,klm是奇数,则AB1Bnpl1plm,显然A不是永真式。15.设A是由{}生成的公式。证明:A是永假式当且仅当每个命题变元在A中出现偶数次。

证明 首先证明:若A是由{}生成的仅出现一个命题变元p的公式,则

0Ap对p在A中的出现次数进行归纳。

若p在A中出现偶数次若p在A中出现奇数次

① 若p在A中出现1次,即A为p,显然A  p。

② 若p在A中出现2次,即A为p  p,显然A  0。

③ 设p在A中出现n次,A为B  C,p在B,C中的出现次数分别为k和l,则

n = k + l,k < n且l < n。若n为偶数,则k和l的奇偶性相同,B和C等值于同一公式,

A  0。若n为奇数,则k和l的奇偶性不同,B和C中一个等值于p,另一个是永假式,因此A  p  0  p。

设在A中的出现的所有命题变元为p1,…, pn,它们的出现次数分别为k1,…, kn。因为满足交换律和结合律,所以存在由{}生成的公式B1,…, Bn,使得A  B1  …  Bn,Bi中仅出现命题变元pi,并且出现次数为ki ,i = 1,…, n。若k1,…, kn全为偶数,则

A  B1  …  Bn  0  …  0  0。若 k1,…, kn 中有kl1,,klm是奇数,则

AB1Bnpl1plm,显然A不是永假式。

16.北京、上海、天津、广州四市乒乓球队比赛,三个观众猜测比赛结果。 甲说:“天津第一,上海第二。” 乙说:“天津第二,广州第三。” 丙说:“北京第二,广州第四。”

比赛结果显示,每人猜对了一半,并且没有并列名次。 问:实际名次怎样排列?

解 用字母表示命题如下:

p2:北京第二,q2:上海第二,r1:天津第一,

r2:天津第二,s3:广州第三,s4:广州第四。

由已知条件列出以下方程:

甲猜对了一半:r1  q2 = 1,乙猜对了一半:r2  s3 = 1, 丙猜对了一半:p2  s4 = 1; 每个城市只能得一个名次:r1  r2 = 0,s3  s4 = 0; 没有并列名次:p2  q2 = 0,p2  r2 = 0,r2  q2 = 0。 解以上8个方程组成的方程组。

r2 = r2  1 = r2  (r1  q2) = (r2  r1 )  ( r2  q2) = 0  0 = 0, 将r2 = 0代入r2  s3 = 1得s3 = 1,将s3 = 1代入s3  s4 = 0得s4 = 0,将s4 = 0代入p2  s4 = 1得p2 = 1,将p2 = 1代入p2  q2 = 0得q2 = 0,将q2 = 0代入r1  q2 = 1得r1 = 1。 将p2 = r1 = s3 = 1,q2 = r2 = s4 = 0代入8个方程验证它们满足方程组。

因此,天津第一,北京第二,广州第三,上海第四。 17.某勘探队取回一块矿样,三人判断如下。 甲说:“矿样不含铁,也不含铜。” 乙说:“矿样不含铁,含锡。” 丙说:“矿样不含锡,含铁。”

已经知道,这三人中有一个是专家,一个是老队员,一个是实习队员。化验结果表明:这块矿样只含一种金属,专家的两个判断皆对,老队员的判断一对一错,实习队员的两个判断皆错。问:这三人的身分各是什么?

r:矿样含锡。 解 p:矿样含铁, q:矿样含铜,

甲说的两句话为:p,q

乙说的两句话为:p,r 丙说的两句话为:r,p

如果用一个公式表达出这三人中有一个是专家,一个是老队员,一个是实习队员,公式会非常

复杂。其实我们不必完全写出这样的公式。因为矿样只含一种金属,所以pq0,qr0,

rp0。甲是实习队员,即甲说的两句话都是错的,可表示为:pq。乙是实习队员,即

乙说的两句话都是错的,可表示为:

pr。丙是实习队员,即丙说的两句话都是错的,可表

示为:rp。甲、乙、丙三人中至少有一个是实习队员,可表示为:

(pq)(pr)(rp)1

因为pq0,所以(pr)(rp)1,即pr1,p和r中恰好有一个为1,因此q0。甲是老队员,即甲说的话一半对一半错,可表示为:pq。乙是老队员,即乙说的话一半对一半错,可表示为:pr。丙是老队员,即丙说的话一半对一半错,可表示为:rp。甲、乙、丙三人中有奇数个老队员,可表示为:

(pq)(pr)(rp)1

由教材上的等值式可得到

(pq)(pr)(rp)

(pp)(rr)(qp)

01(q1p)qp

又知道q0,所以p1。因为rp0,所以r0。因此,甲说的话一半对一半错,甲是老队员。乙说的话全错,乙是实习队员。丙说的话全对,丙是专家。 18. 先用等值演算证明下列等值式,再用对偶定理得出新等值式。 (1) (pq)(pq)p

(2) (pq)(pq)(pq)(pq) (3) q((pq)p)1

解 (1) (pq)(pq)(pq)(pq)p(qq)p

由对偶定理得(pq)(pq)p。 (2)

(pq)(pq)(pq)(p(qq))(pq) p(pq)(pp)(pq)pq(pq)

由对偶定理得(pq)(pq)(pq)(pq)。 (3)

19. 设A是由{0, 1, , , }生成的公式,A*与A互为对偶式。 (1) 若A是永真式,则A*是永假式。 (2) 若A是永假式,则A*是永真式。

证明 (1) 设A是永真式,则A  1,由对偶定理得A*  0,因此A*是永假式。 (2) 设A是永假式,则A  0,由对偶定理得A*  1,因此A*是永真式。 20. 证明以下联结词集合是极小完全集。

(1) {0, } (2) {, } (3) {, , } (4) {, , }

证明 (1) p  p  0  p  0,因为{, }是完全集,所以{0, }是完全集。任取由{0}生成的不出现除命题变元p之外的命题变元的公式A,令真值赋值v = (p/0),则

v(A) = 0,而v(p) = 1,因此{0}不能定义。所以{0}不是完全集。任取由{}生成的仅出现命题变元p的公式A,令真值赋值v = (p/1),则v(A) = 1,而v(p) = 0,因此{}不能定义。所以{}不是完全集。所以{0, }是极小完全集。

(2) p  p  1  p  (p  p),因为{, }是完全集,所以{, }是完全集。任取由{}生成的仅出现命题变元p的公式A,令真值赋值v = (p/0),则v(A) = 0,而

v(p) = 1,因此{}不能定义。所以{}不是完全集。{}不是完全集。所以{, }

是极小完全集。

(3) p  p  1  p  (p  p),因为{, }是完全集,所以{, , }是完全集。任取由{, }生成的仅出现命题变元p的公式A,令真值赋值v = (p/0),则v(A) = 0,而 v(p) = 1,因此{, }不能定义。所以{, }不是完全集。任取由{, }生成的仅出现命题变元p的公式A,令真值赋值v = (p/1),则v(A) = 1,而v(p) = 0,因此{, }不能定义。所以{, }不是完全集。{, }不是完全集。所以{, , }是极小完全集。

(4) p  p  1  p  (p  p),因为{, }是完全集,所以{, , }是完全集。任取由{, }生成的仅出现命题变元p的公式A,令真值赋值v = (p/0),则v(A) = 0,而 v(p) = 1,因此{, }不能定义。所以{, }不是完全集。任取由{, }生成的仅出现命题变元p的公式A,令真值赋值v = (p/1),则v(A) = 1,而v(p) = 0,因此{, }不能定义。所以{, }不是完全集。{, }不是完全集。所以{, , }是极小完全集。

21.证明以下联结词集合不是完全集。 (1) {,,,} (2) {,,}

证明 (1) 任取由{,,,}生成的仅出现命题变元p的公式A,令真值赋值v(p/1),则v(A)1,而v(p)0,因此{,,,}不能定义。所以{,,,}不是完全集。

(2) 任取由{,,}生成的仅出现命题变元p的公式A,令真值赋值v(p/0),则

v(A)0,而v(p)1,因此{,,}不能定义。所以{,,}不是完全集。

22. 二元联结词 (称为“与非”)和 (称为“或非”)的真值表如下。

p 0 0 1 1 证明:

q 0 1 0 1 p  q p  q 1 1 1 0 1 0 0 0 (1) {}是完全集。 (2) {}是完全集。

(3) 若  是二元联结词且{}是完全集,则  是  或  。 证明 (1) p  p  p,

p  q  (p  q)  (p  q)  (p  q)  (p  q),

因为{, }是完全集,所以{}是完全集。

(2) p  p  p , p  q  (p  q)  (p  q)  (p  q)  (p  q) , 因为{, }是完全集,所以{}是完全集。

(3) 若0  0 = 0或1  1 = 1,则  不能由{}定义。因此,0  0 = 1且1  1 = 0。 若0  1  1  0,则  的真值表的最后一列有偶数个1,真值表最后一列有奇数个1的  不能由{}定义。所以,0  1 = 1  0。若0  1 = 1  0 = 1,则  是  。若

0  1 = 1  0 = 0,则  是  。

23.三元联结词的真值表如下。 p 0 0 0 0 1 1 1 1 证明{}是极小完全集。

q 0 0 1 1 0 0 1 1 r 0 1 0 1 0 1 0 1 (p,q,r) 1 1 0 0 0 0 1 0 证明 pqpqq,因为{}是完全集,所以{}是极小完全集。 24.在下列公式中,哪些是析取范式,哪些是合取范式?

p,p  q,(p  q)  r,p  r,p  p,((p  q)  q)  r

解 p,p  q,p  r,p  p是析取范式,

p,p  q,p  r,(p  q)  r,p  p是合取范式。

25. 在下列公式中,哪些是关于p, q, r的主析取范式,哪些是关于p, q, r的主合取范式?

p  q  r, p  q  r, (p  q  r)  ( p  q  r),

p  ( q  r), (p  p  q)  ( p  q  r)

解 p  q  r是关于p, q, r的主析取范式,p  q  r是关于p, q, r的主合取范式。

26.是否有这样的公式,它既是主合取范式,又是主析取范式?如果有,举出一例。

解 有。p既是关于p的主析取范式,又是关于p的主合取范式。

27.求下列公式的主范式,进而判断其是否永真式、永假式、可满足式。 (1) pqr (2) (pq)r

(3) pq(pq) (4) p(pq(qr)) (5) (pqr)(pqr) (6) pq(pq)

解 (1) pqr(pq)rpqr

pqr的主合取范式是pqr,包含一个极大项,因此它是非永真的可满

足式。

(2) (pq)r(pq)r

(pq)r(pr)(qr) (p(qq)r)((pp)qr) (pqr)(pqr)(pqr)

(pq)r的主合取范式是(pqr)(pqr)(pqr),包含了

三个极大项,因此它是非永真的可满足式。

(3) pq(pq)(pq)((pq)(pq)) (pq)(pq)(pq)pqpq

pq(pq)的主合取范式为pq,包含了一个极大项,因此它是非永真

的可满足式。

(4) p(pq(qr))p(pq(qr))1

p(pq(qr))的主合取范式为1,不包含任何极大项,因此它是永真式。

(5) (pqr)(pqr)

(p(qr))(p(qr))

(pp)(pqr)(qrp)(qrqr)

(pqr)(pqr)

(pqr)(pqr)的主析取范式为(pqr)(pqr),

包含了两个极小项,因此它是非永真的可满足式。 (6) pq(pq)

(p(qq))((pp)q)(pq) (pq)(pq)(pq)(pq)

pq(pq)的主合取范式为(pq)(pq)(pq)(pq),

包含了所有的四个极大项,因此它是永假式。 28.用主范式证明下列等值式。

(1) (pq)pq(pp)(rp) (2) (pq)(pr)pqr 式

(pqr)(pqr))(pqr)(pqr),因此,

解 (1) (pq)pq(pq)(pq)

(pq)(pq)(pq(rr))(pq(rr))

(pqr)(pqr))(pqr)(pqr)

(pp)(rp)(pp)(rp)

p(pr)pp(qq)(rr)

(pqr)(pqr))(pqr)(pqr)

(pq)pq和(pp)(rp)等值于同一个关于p,q,r的主析取范

(pq)pq(pp)(rp)。

(2) (pq)(pr)(pq)(pr)

(pq(rr))(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)(pr)

(pq(rr))(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)(pr)和pqr的主合取范式相同,所以,

(pq)(pr)pqr。

29.判断以下关系是否成立,并说明理由。 (1) pq,p|q (2) pq, ,q|p

(3) p1q1,p2q2,p1p2|q1q2 (4) pq,qp|pq

(5) pqr,pqr|pqr

解 (1) 若真值赋值v使得v(pq)v(p)1,则v(q)1。所以pq,p|q。 (2) 真值赋值v(p/0,q/1)使得v(pq)v(pq)v(q)1,但v(p)0,所以

pq,pq,q|/p。

(3) 若真值赋值v使得v(p1q1)v(p2q2)v(p1p2)1,则v(p1)v(p2)1,因而v(q1)v(q2)1,v(q1q2)1。所以p1q1,p2q2,p1p2|q1q2。 (4) 真值赋值v(p/0,q/0)使得v(pq)v(qp)1,但v(pq)0。所以

pq,qp|/pq。

(5) 真值赋值v(p/0,q/1,r/0)使得v(pqr)v(pqr)1,但

v(pqr)0。所以pqr,pqr|/pqr。

30.判断以下公式组成的集合是否可满足,并说明理由。 (1) (pq)(sr),(sr)

(2) p1,p1p2,p1p2p3,…,p1pnpn1,… (3) pq,pq,pq

解 (1) 可满足。真值赋值(p/1,q/0,r/1,s/0)满足它。

(2) 可满足。若真值赋值v使得v(pi)1,i1,2,,则v满足它。 (3) 可满足。真值赋值(p/0,q/1)满足它。

31.设A,B,C是任意公式。AB|C当且仅当A|C且B|C。

证明1 ()设AB|C。任取满足A的真值赋值v,则v(AB)1,因为AB|C,所以v(C)1。这表明A|C。任取满足B的真值赋值v,则v(AB)1,因为AB|C,所以v(C)1。这表明B|C。

()设A|C且B|C。任取满足AB的真值赋值v,则v(A)1或v(B)1。 ① 若v(A)1,因为A|C,所以v(C)1。 ② 若v(B)1,因为B|C,所以v(C)1。 因此,AB|C。

证明2 ABC(AB)C(AB)C

(AC)(BC)(AC)(BC)

AB|C

当且仅当ABC是永真式

当且仅当(AC)(BC)是永真式 当且仅当AC和BC都是永真式 当且仅当A|C且B|C

32.设1和2是公式集合,B是公式,2|B,对于2中每个公式A,1|A。证明:

1|B。

证明 任取满足1的真值赋值v。对于2中每个公式A,因为1|A,所以v(A)1。这表明v满足2。又因为2|B,所以v(B)1。因此,1|B。 33.公式集合不可满足当且仅当|0。

证明 ()设|/0,则存在真值赋值v满足且v(0)0,因此可满足。 ()设|0。若可满足,有真值赋值v满足,由|0得出v(0)1,这是不可能的。因此,不可满足。

34.设n是正整数,{p1q1,,pnqn,p1pn}{(qiqj)|1ijn}。证明:|(q1p1)(qnpn)。

证明 设真值赋值v满足,则v(p1pn)1,存在in使v(pi)1。因为

v(piqi)1,所以v(qi)1。若1ji,因为v((qjqi))1,因此v(qj)0。

ijn,因为v((qiqj))1,因此v(qj)0。所以

v((q1p1)(qnpn))1。

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