3.1 一阶逻辑的基本概念
个体:原子命题要判断的事物,用前端小写字母 $a, b, c, \cdots$
个体类:多个个体构成的整体,用中部大写字母 $F, G, H, \cdots$
谓词:原子命题给出的性质或关系,用类似函数的表示 $P(x)$
个体变量:谓词可能作用的个体,用后端小写字母 $\cdots, x, y, z$
量词:全称量词 $\forall$、存在量词 $\exists$
具体命题:对某个个体进行判断。”个体“ + ”谓词“
量化命题:对个体类进行判断。“量词” + “个体类” + “谓词”
全总域:研究范围内所有个体构成的集合,一般写成 $\forall x$,没有后面的命题
论域:谓词作用的个体变量的取值范围,一般写成 $\forall x H(x)$,有一个后面的命题
特征谓词:描述论域的谓词
**量化命题的符号化:
- 全称量化命题:$\forall x(P(x) \to H(x))$
- 存在量化命题:$\exists x(P(x) \land H(x))$
3.2 一阶逻辑公式的语法
符号集:
一阶逻辑公式的归纳定义:
- 原子公式(归纳基):谓词作用于项(如:$H(x), H(x, y)$)
- 归纳步 I:否定式 $\lnot A$、合取式 $A \land B$、析取式 $A \lor B$、蕴含式 $A \to B$、双蕴含式 $A \leftrightarrow B$
- 归纳步 II:全称量词公式 $\forall x A$,存在量词公式 $\exists x A$,其中 $x$ 为个体变量, $A$ 为公式
- 优先级:$\forall / \exists$, $\lnot, \land, \lor, \to, \leftrightarrow$
项的归纳定义:
- 归纳基:任何个体常量 $c$ 和任何个体变量 $x$ 都是项
- 归纳步:$f(t_1, t_2, \cdots, t_n)$ 是项,其中 $f$ 是 $n$ 元函数,$t_1, t_2, \cdots, t_n$ 是项
辖域:对于量词公式 $\forall x A$ 或 $\exists x A$,$x$ 为指示变量,$A$ 为该公式的辖域
约束出现和自由出现:
- 若 $x$ 在公式 $A$ 的一处出现是在子公式 $\forall xB$ 或 $\exists x B$ 的辖域 $B$ 中,则此出现是约束出现。
- 若 $x$ 在公式 $A$ 的一处出现不在子公式 $\forall xB$ 或 $\exists x B$ 的辖域 $B$ 中,则此出现是约束出现。
自由变量:有一处出现是自由出现
约束变量:所有出现都是约束出现
闭公式 / 句子:没有自由变量的公式
约束变量改名:将量词公式 $\exists x A$ 或 $\forall x A$ 的里面出现的所有指示变量 $x$ 都改成从未出现过的 $y$.(可避免某个个体变量既自由出现,又约束出现,也可避免辖域嵌套)