命题逻辑中引入推理规则的推理演算,可推广到谓词逻辑,有关的推理规则(代入规则需补充说明),都可直接移入到谓词逻辑,除此之外还需介绍四条有关量词的消去和引入规则。
一、推理规则
1.全称量词消去规则
( x)P(x) P(y)或( x)P(x)TP(c)
其中y是论域中一个体。
意指如果所有的x∈D都具有性质P,那么D中任一个体y必具有性质P。当P(x)中不再含有量词和其它变项时,这条规则明显成立。
而当允许P(x)中可出现量词和变项时,需限制y不在P(x)中约束出现,以避免发生错误。
如 ( x)P(x)
= ( x)(( z)(x
< z)) 在实数上成立
P(y) = ( z)
(y < z)
但当y取为z,便有( z)(z
< z),这是矛盾式,这时z在P(x)中是约束出现了。
2. 全称量词引入规则
P(y)T( x)P(x)
其中y是论域中任一个体。
意指如果任一个体y(自由变项)都具有性质P,那么所有个体x都具有性质P。
仍需限制x不在P(y)中约束出现。如
P(y) = ( z)
(z > y) 在实数域上成立。
( x)P(x)
= ( x)(( z)(z
> x))
但当z取为x,这时x在P(y)中约束出现,( x)( x)(x
> x)是不成立的。
3. 存在量词消去规则
( x)P(x) P(c)
其中c是论域中的一个个体常项。
意指如果论域中存在有个体具有性质P,那么必有某个个体c具有性质P。
需限制( x)P(x)中没有自由个体出现。如实数域上( x)P(x)
= ( x)
(x > y)是成立的,y是自由个体, 这时不能推导出c > y。
这需限制P(x)中不含有c。如实数域上
( x)P(x)
= ( x)
(c < x)是成立的,但c < c不能成立。
4. 存在量词引入规则
P(c) ( x)P(x)
其中c是论域中一个体常项。
意指如果有个体常项c具有性质P,那么( x)P(x)必真。
需限制x不出现在P(c)中。如实数域上,P(0) = ( x)
(x > 0)成立,但( x)( x)(x
> x)是不成立的。
5.我们来看下面的例子
证明 x yP(x,
y) = y xP(x,
y)。
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