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一般命题逻辑的公理在时态逻辑中依然成立。下面将时态逻辑运算符有关的公理列举如下:
A1. ◇P ≡┐□┐P
A2. □(P→Q)→(□P→□Q )
A3. □P→P
A4. ○(┐P)≡┐(○P)
A5. ○(P→Q)→(○P→○Q)
A6. □P→○P
A7. □P→○□P
A8. □(P→○P)→(P→□P)
A9. (P∪Q) ≡ (Q ∨(P ∧ ○(P∪Q) )
A10. (P∪Q)→ ◇Q
推理规则:
R1. 若U是一个原子真命题,则├U。
R2. 若├U→ V,且├U,则├V。
R3. 若├U则├□U。
其中符号├U表示"可以证明U为永真"。规则R3表示"如果U已经证明为永真,则可以证明□U也是永真"。因为U在任何时刻均为真,当然在任何时刻□U也是永真。
利用公理和推理规则,可以得到一系列永真公式。
例1. ├W→◇W
证明: 1. ├( □┐W )→┐W ( A3 )
2. ├ W→ (┐□┐W ) (→的性质)
3. ├W→◇W ( A1 ) 证毕
例2. ├○W→◇W
证明: 1 . ├ (□┐W ) →(○┐W ) ( A6 )
2 . ├ (┐○┐W )→(┐□┐W) (→的性质)
3 . ├○W→◇W (A1 , A4 ) 证毕
例3. □□规则 :
(a) 若├U→V , 则├ □U→□V。
(b) 若├ U ≡ V , 则├ □U ≡ □V。
证明:(a) 1 . ├ U→V 给定
2 . ├□(U→V ) ( R3 )
3 . ├□( U→V ) → ( □U→□V ) ( A2 )
4 . ├□U→□V ( R2 )
(b) 根据 [ ( U→V )∧( V→U )]≡(U≡V) ,利用结论(a), 即可得到规则( b )。
证毕
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