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xyP(x, y) =yxP(x, y)。