主范式求法解析

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  摘 要:离散数学中,主析取范式(主合取范式)是逻辑公式的标准化。它讨论的是命题公式的标准化。本文中对主范式求解的进一步推广,给出求解主范式的几种解法。
  关键词:主析取范式;主合取范式;推理演绎;方法
  分析主析范式的求解我们先给出下面几个概念:
  定义1:简单合取式(简单析取式):仅由有限个命题变项或其否定构成的合取式(析取式)。
  定义2:析取范式(合取范式):仅由有限个简单合取式(析取式)构成的析取式(合取式)。
  定义3:在含有n个命题变元的简单合取式(析取式)中,若每个命题变元均以命题变元及其否定的形式出现且仅出现一次,而且第 i (1≤ i≤n) 個命题变元及其否定(按下标或字母顺序排列)出现在左起 第i位上,称这样的简单合取(析取式)为极小项 。
  求一个公式的主析取(主合取)范式 有直接法与间接法,下面我们具体来介绍求解方法:
  方法一:对于任意的公式,可按照下面的方法求出主析取范式。
  列出公式的真值表。
  找出真值表最后一列的所有成真赋值,相应成真(成假)赋值对应的真值表最左侧二进制数所对应的极小项(极大项)写出来。设公式A中包含了n个命题变元,按照步凑②可以得到所有的极小项(极大项),依照字母顺序给出的一组成真(成假)解释对应的二进制数转化成十进制数后记作mi(Mi),那么,由极小项(极大项)的定义所写出的必为极小项(极大项),极大项(极小项)肯定不在其中,按照①②得出的所有公式得极小项(极大项)的析取式(合取式)即为主析取范式(主合取范式),其是唯一的。
  如果已知的公式层次比较多,真值表法就显得非常繁琐,不便于使用。
  方法2:对于任意的公式,可按照下面的方法求出主范式。
  ①将命题公式A化为任一的析取范式A\。②若A\的简单合取式(简单析取式)中不含命题变项pi,也不含,则命题变项必然缺少某些项,这时候就要反复的使用公式中的,同一律、分配律、零一律、等幂律、交换律、结合律等,最终将简单合取式(简单析取式)化成若干个极小项(极大项)的析取式(合取式)。最后将公式应用一些定律将公式整合为标准的主析取范式(主合取范式)。
  如果公式中命题变项较多,而其所有原子命题变项关系复杂,化成简单析取式(简单合取式)后所缺命题变项较多,那么运算就较复杂。容易出错,不建议用此种方法。下面给出一种快速求法。
  例如:求公式
  方法3:①先求出公式的析取(合取范式)范式。②设公式含有n个命题变元,简单合取式(简单析取式)的长度为k, 则长度为k的简单合取式(简单析取式)可展开成2n-k个极小项(极大项)的析取。③重复使用②将所有简单合取式(简单析取式)的极小项(极大项)都求出来。④将所有极小项用析取链接,重复的极小项只使用一次,这样得到的就是唯一的主析取范式。
  例如:公式含p,q,r三个命题的公A=q求A的主析取范式。
  长度为k的简单合取式可展开成2n-k个极小项的析取,q的长度为1,极小项的个数为23-1=4个。
  ∴
  长度为k的简单析取式可展开成2n-k个极大项的合取,的长度为2,极极大项的个数为23-2=2个。
  ∴
  方法4:求主析取范式可用主合取范式得出,反之亦然。
  首先极小项与极大项之间具有如下关系:
  求主范式时,选择什么公式,没有定数,可根据具体情况来选择。
  参考文献:
  [1]耿素云等.离散数学.清华大学出版社
  [2]严士键等.离散数学初步.科学出版社
  [3]曹晓蕾等.离散数学.机械工业出版社
  [4]徐杰磐.离散数学导论.高等教育出版社
  作者简介:
  王立英(1978—),女,四川成都,成都大学信息与工程学院,讲师,研究方向:应用数学。
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