推理:

$A \rightarrow B$ 为永真式,则记 $A \Rightarrow B$,称 $B$ 为 $A$ 的有效结论。

也就是说,如果 $A$ 为真,那么 $B$ 为真;$A$ 不清楚,$B$ 随便。

类比:$A \leftrightarrow B$ 为永真式,则记 $A \Leftrightarrow B$,等价。

推广:若 $(A_1 \wedge A_2 \wedge \cdots \wedge A_n) \rightarrow B$ 为永真式,则 $B$ 为一组前提 $A_1 \wedge A_2 \wedge \cdots \wedge A_n$ 的有效结论。

所以要判断哪个推理是不是有效的,就要求解是否为永真式。

二、构造证明法

一些重要的永真蕴含式。记得 $\wedge$ 可以作为 given 进行理解。

$A \Rightarrow A \vee B$ (附加)

$A \wedge B \Rightarrow A, B$ (化简)

$(A \rightarrow B) \wedge A \Rightarrow B$ (假言推理)

$(A \rightarrow B) \wedge \neg B \Rightarrow \neg A$ (拒取式)

$(A \vee B) \wedge \neg A \Rightarrow B$ (析取三段论)

$(A \rightarrow B) \wedge (B \rightarrow C) \Rightarrow A \rightarrow C$ (假言三段论)

$(A \leftrightarrow B) \wedge (B \leftrightarrow C) \Rightarrow A \leftrightarrow C$ (等价三段论)

$(A \rightarrow B) \wedge (C \rightarrow D) \wedge (A \vee C) \Rightarrow B \vee D$ (构造性二难)

举例说明“证明”的流程:

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前提: $p \rightarrow q \vee r, \ \ \neg s \rightarrow \neg q, \ \ p \wedge \neg s$ 三个永真式。

结论:$r$

证明:

① $p \wedge \neg s$ 引入前提

② $p$ ①化简

③ $\neg s$ ①化简

④ $\neg s \rightarrow \neg q$ 引入前提

⑤ $\neg q$ ④③假言推理

⑥ $p \rightarrow q \vee r$ 引入前提

⑦ $q \vee r$ ⑥②假言推理

⑧ $r$ ⑦⑤ 析取三段论

下面介绍一些特殊方法。

附加前提证明法:

如果推理结构具有形式: $(A_1 \wedge A_2 \wedge \cdots \wedge A_n) \rightarrow (A \rightarrow B)$ ,可以把 $A$ 也当做已知前提(称为附加前提,即等价于去推理 $(A_1 \wedge A_2 \wedge \cdots \wedge A_n \wedge A) \rightarrow B$ 。

用在证明流程中:把 $A$ 当作“引入附加前提”去用,得到 $B$ 。

方法可行性的证明:

$$ \begin{align*} & (A_1 \wedge A_2 \wedge \cdots \wedge A_n) \rightarrow (A \rightarrow B) \\ \Leftrightarrow \ & \neg (A_1 \wedge A_2 \wedge \cdots \wedge A_n) \vee (\neg A \vee B) \\ \xLeftrightarrow[]{结合律} \ & \neg (A_1 \wedge A_2 \wedge \cdots \wedge A_n) \vee \neg A \vee B \\ \xLeftrightarrow[]{德·摩根律} \ & \neg (A_1 \wedge A_2 \wedge \cdots \wedge A_n \wedge A) \vee B \\ \Leftrightarrow \ & (A_1 \wedge A_2 \wedge \cdots \wedge A_n \wedge A) \rightarrow B \end{align*} $$

归谬法

如果推理结构具有形式: $(A_1 \wedge A_2 \wedge \cdots \wedge A_n) \rightarrow B$ ,若 $\neg B$ 为前提能推出矛盾如 $\rightarrow A_i \wedge \neg A_i$ ,则推理结构为永真式。

或者说, $\neg (A_1 \wedge A_2 \wedge \cdots \wedge A_n \wedge \neg B)$ 和 $(A_1 \wedge A_2 \wedge \cdots \wedge A_n) \rightarrow B$ 等价。

用在证明流程中:将 $\neg B$ 当作”引入结论的否定“去用,得到矛盾如 $A_i \wedge \neg A_i$ 等。

方法可行性的证明:同上理,结合律+德摩根律,判定两个式子等价。

例子:

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