Нормальные формы
Основной из задач алгебры высказываний является проблема разрешения, т.е. является ли данная формула тавтологией или противоречием или выполнимой формулой. Эта проблема легко решается с помощью нормальных форм.
Элементарной конъюнкцией $n$ высказываний называется конъюнкция высказываний или их отрицаний.
Элементарной дизъюнкцией $n$ высказываний называется дизъюнкция высказываний или их отрицаний.
Чтобы элементарная дизъюнкция была тождественно истинной, необходимо и достаточно, чтобы в ней содержалось два высказывания, из которых одно является отрицанием другого.
Чтобы элементарная конъюнкция была тождественно ложной, необходимо и достаточно, чтобы в ней присутствовала пара высказываний, из которых одно является отрицанием другого
Дизъюнктивная нормальная форма
Формула равносильная данной и представляющая собой дизъюнкцию элементарных конъюнкций называется дизъюнктивной нормальной формой данной формулы. { ДНФ } .
Конъюнктивная нормальная форма
Формула равносильная данной и представляющая собой конъюнкцию элементарных дизъюнкций называется конъюнктивной нормальной формой данной формулы. { КНФ } .
Обобщим существование ДНФ или КНФ для каждой формулы:
Все логические операции можно заменить тремя: конъюнкцией, дизъюнкцией и отрицанием.
Знак отрицания с помощью законов де Моргана можно отнести к пропозициональным переменным.
С помощью дистрибутивных законов формула преобразовывается в конъюнкцию элементарных дизъюнкций или дизъюнкцию элементарных конъюнкций.
Для каждой формулы может быть составлено несколько ДНФ и КНФ. Но все ДНФ { или КНФ } данной формулы равносильны между собой.
Совершенная дизъюнктивная нормальная форма
Совершенной дизъюнктивной нормальной формой формулы $A(x_1,x_2,…,x_n)$ называется ДНФ, обладающая следующими свойствами:
а } в ней нет одинаковых дизъюнктивных элементов;
б } ни одна элементарная конъюнкция не содержит двух одинаковых высказываний;
в } ни какая элементарная конъюнкция не содержит высказывание вместе с ее отрицанием;
г } в каждой элементарной конъюнкции содержится либо $X_i$, либо $\overline { X } _i$, где $i = 1, n$.
Условие а } – г } являются необходимыми и достаточными для того, чтобы ДНФ стала СДНФ. В свою очередь эти условия дают возможность составить алгоритм получения СДНФ из ДНФ:
1) если какая-нибудь элементарная конъюнкция не содержит высказывание $X_i$, то заменим выражением $B\wedge (X_i\vee \overline { X } _i) \equiv (B\wedge X_i)\vee (B\wedge \overline { X } _i)$;
2) если в полученном выражении окажутся одинаковые элементарные конъюнкции, то лишние опускаются;
3) если в некоторых элементарных конъюнкциях окажутся одинаковые высказывания, то лишние опускаются;
4) удаляем элементарные конъюнкции, в которых содержатся высказывания вместе с их отрицанием.
Если все элементарные конъюнкции окажутся таковыми, т.е. вся формула будет ложной, то она не будет иметь СДНФ.
Совершенная конъюнктивная нормальная форма
Совершенная конъюнктивная нормальная форма – это ее КНФ обладающая свойствами:
а } в ней нет двух одинаковых конъюнктивных элементов;
б } ни одна элементарная дизъюнкция не содержит двух одинаковых высказываний;
в } ни одна элементарная дизъюнкция не содержит какой-нибудь переменной с ее отрицанием;
г } каждая элементарная дизъюнкция содержит либо $X_i$, либо $\overline { X } _i$, где $i = 1, n$.
В свою очередь эти условия дают возможность составить алгоритм получения СКНФ из КНФ:
1) если какая-нибудь элементарная дизъюнкция не содержит высказывание $X_i$, то заменим выражением $B\vee (X_i\wedge \overline { X } _i)\equiv (B\vee X_i)\wedge (B\vee \overline { X } _i)$;
2) если в полученном выражении окажутся одинаковые элементарные дизъюнкции, то лишние опускаются;
3) если в некоторых элементарных дизъюнкциях окажутся одинаковые высказывания, то лишние опускаются;
4) удаляем элементарные дизъюнкции, в которых содержатся высказывания вместе с их отрицанием.
Для тождественно истинных формул СКНФ не существует.
Для любой формулы алгебры высказываний существует только одна СДНФ и только одна СКНФ, кроме противоречий и тавтологий, т.е. для противоречий будет существовать СКНФ, а для тавтологий – только СДНФ.
Далее:
Класс M. Теорема о замкнутости класса M
Поток векторного поля через поверхность
Специальные векторные поля
Поверхностный интеграл первого рода и его свойства
Класс $L$. Теорема о замкнyтости класса $L$
Вычисление поверхностного интеграла первого рода
Несобственные интегралы от неограниченной функции
Теорема о полныx системаx в Pk
Упрощение логических функций
Свойства криволинейного интеграла второго рода
Теорема Остроградского
Механические и физические приложения поверхностного интеграла первого рода
Теорема об аналоге СДНФ в Pk
Функции 2-значной логики. Лемма о числе функций. Элементарные функции 1-ой и 2-х переменных
Огравление $\Rightarrow $
Комментарии ()