離散數學證明題

2021-05-22 13:23:39 字數 3377 閱讀 2537

證明題1.用等值演演算法證明下列等值式:

(1)┐(pq)(p∨q)∧┐(p∧q)

(2)(p∧┐q)∨(┐p∧q)(p∨q)∧┐(p∧q)

證明:(1)

┐(pq)

┐((p→q)∧(q→p))

┐((┐p∨q)∧(┐q∨p))

(p∧┐q)∨(q∧┐p)

(p∨q)∧(p∨┐p)∧(┐q∨q)∧(┐p∨┐q)

(p∨q)∧┐(p∧q)

(2)(p∧┐q)∨(┐p∧q)

(p∨┐p)∧(p∨q)∧(┐q∨┐p)∧(┐q∨q)

(p∨q)∧┐(p∧q)

2.構造下列推理的證明:

(1)前提:,,r

前提:。

(2)前提:q →p, q s , s m , m∧r

前提:結論:p∧q

(3)前提:p →(q → r) , s → p , q

結論:s →r

(4)前提:(p∨q) →( r∧s), (s∨m) → u

結論:p →u

(5)前提:p →┐q ,┐r∨q , r∧┐s

結論:┐p

(6)前提:p∨q , p →r , q → s

結論:r∨s

證明:(1)

① r前提引入

② 前提引入

析取三段論

附加規則

⑤ 前提引入

拒取式⑦ ③⑥合取規則

置換規則

(2)① m∧r前提引入

② m化簡規則

③ s m前提引入

④ (s → m) ∧(m → s) ③置換

⑤ m → s化簡規則

⑥ s假言推理

⑦ q s前提引入

⑧ (s → q) ∧(q → s) ⑦ 置換

⑨ s → q化簡規則

⑩ q假言推理

(11) q →p前提引入

(12) p11)假言推理

(13) p∧q12) 合取

(3) ① s → p前提引入

② s附加前提引入

③ p假言推理

④ p →(q → r) 前提引入

⑤ q → r假言推理

⑥ q前提引入

⑦ r假言推理

(4)① p附加前提引入

② p∨q附加規則

③ (p∨q) →( r∧s) 前提引入

④ r∧s假言推理

⑤ s化簡規則

⑥ s∨m附加規則

⑦ (s∨m) → u前提引入

⑧ u假言推理

(5)① p結論否定引入

② p →┐q前提引入

③ ┐q假言推理

④ ┐r∨q前提引入

⑤ ┐r析取三段論

⑥ r∧┐s前提引入

⑦ r化簡規則

⑧ r∧┐r合取

(6)① ┐(r∨s結論否定引入

② ┐r∧┐s置換規則

③ ┐r化簡規則

④ p →r前提引入

⑤ ┐p拒取

⑥ ┐s化簡規則

⑦ q → s前提引入

⑧ ┐q拒取

⑨ ┐p∧┐q合取

⑩ ┐(p∨q置換規則

(11) p∨q前提引入

(12) ┐(p∨q )∧(p∨q ) ⑨11 合取

3.在命題邏輯中構造下列推理的證明:

(1)如果今天是星期六,我們就要到頤和園或圓明園去玩。如果頤和園遊人太多,我們就不到頤和園去玩。今天是星期六。頤和園遊人太多。所以我們到圓明園玩。

(2)明天是晴天,或是雨天;若明天是晴天,我就去看電影;若我看電影,我就不看書。所以,如果我看書,則明天是雨天。

(3)如果小王是理科學生,他必學好數學;如果小王不是文科生,他必是理科生;小王沒學好數學。所以,小王是文科生。

解:(1)首先將命題符號化:

設p: 今天是星期六;q: 我們到頤和園去玩;r: 我們到圓明園去玩;s: 頤和園遊人多。

前提:p →(q∨r) , s → ┐q , p , s

結論:r

證明:① s → ┐q前提引入

② s前提引入

③ ┐q假言推理

④ p前提引入

⑤ p →(q ∨ r ) 前提引入

⑥ q ∨ r假言推理

⑦ r析取三段論

(2)首先將命題符號化:令p:明天是晴天,

q:明天是雨天,

r:我看電影,

s:我看書。

前提:p∨q, p→r, r→┐s

結論: s→q

證明:① s 附加前提引入

② r→┐s 前提引入

③┐r ①②拒取式

④ p→r 前提引入

⑤ ┐p ③④拒取式

⑥ p∨q 前提引入

⑦ q ⑤⑥析取三段論

(3)首先將命題符號化:

令p:小王是理科生,

q:小王是文科生,

r:小王學好數學。

前提:p→r, ┐q→p, ┐r

結論:q

證明:① p→r 前提引入

② ┐r 前提引入

③ ┐p ①②拒取式

④ ┐q→p 前提引入

⑤ q ③④拒取式

6.證明:

①a-b=a a∩b=φ 。

②(a-b)-c = (a-c)-(b-c)

證明:①

必要性。假設a∩b≠φ,必有x屬於a∩b,則x屬於a同時屬於b,即x屬於a但是x不屬於a-b。與a-b=a矛盾。

充分性。顯然a-ba。任取x∈a,則如果x屬於b,則x屬於a∩b,與a∩b=φ矛盾。因此x必不屬於b,即x屬於a-b。從而證明了aa-b。命題得證。

②∵(a-b)-c = (a∩~b)∩~c

= a∩~b∩~c;

(a-c)-(b-c)

= (a∩~c)∩~(b∩~c)

= (a∩~c)∩(~b∪c)

= (a∩~c∩~b)∪(a∩~c∩c)

= (a∩~c∩~b)∪φ

= a∩~b∩~c.

∴(a-b)-c = (a-c)-(b-c)

7.設r是a上的二元關係,試證:r是傳遞的當且僅當r,其中表示rr。

(1)設r傳遞,(x,y)∈,t∈a使

,∈r(因為=r r)

∵r傳遞 ∴∈r

∴r (2)設r,若,∈r

則∈,∵r,∴∈r。 即r傳遞。

8.設a是集合,是a上的二元關係,證明:

若是自反的和對稱的,則也是自反的和對稱的。

證明:(1)∵是a上的自反關係

∴ ∴∴是a上的自反關係

又∵是a上的對稱關係

∴∴是a上的對稱關係

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