一,数理逻辑

安装目标:

真值表 主范式 构造证明逻辑

依赖包: 命题逻辑基础 命题 命题的逻辑表达 逻辑运算 元命题 极小项与极大项 真值 合取范式和析取范式

1,真值表

一种可以暴力求取的手段 当你得到一个逻辑表达式时,可以通过等值演算的方式求主范式,这是一种需要经验与运气的方法。使用真值表,通过机械的重复过程,用一种通解的方式求逻辑表达式的主范式。

首先要明确的概念是极小项与极大项,以及元命题,元命题指无法再次被拆分的命题,在计算机科学里,通常可以认为它具有原子性,一个命题中所有的元命题都必须出现在极项中。 例如命题中出现a,b,c则任何一个极项中必须要出现,且同时出现三个元命题或它们的取反。

假设有命题((a∨b)∧c)∨a 它的构造证明表如下

(a) (b) (c) (a \vee b) ((a \vee b) \wedge c) (((a \vee b) \wedge c) \vee a)
0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0
0 1 0 1 0 0
0 1 1 1 1 1
1 0 0 1 0 1
1 0 1 1 1 1
1 1 0 1 0 1
1 1 1 1 1 1

所有的极小项,都必须使得目标命题为真,所有的极大项都必须使得目标命题为假。 将abc,转换为二进制编码,得到三位二进制数,再次转换为十进制,为m或M的右下角标。将所有的极小项析取,得到的就是主析取范式,主合取范式同理。

主析取范式:m3∨m4∨m5∨m6∨m7

主合取范式:M0∧M1∧M2

2,逻辑推理

假言推理

形如P→Q这样的命题,我们可以认为如果p为真,则q也是真的,这样的假设,就是假言推理,基于这个规则,可以推理出几个附加规则

假言三段论(传递)

如果P→Q,且Q→R,则P→R

假言推理的逆

如果P→Q,则¬P→¬Q

假言推理需要构造前提,通过引入前提,使用假言推理的规则,来得到结论。

二,集合论

依赖包

群论 集合的基本运算

1,集合的基本运算

差集:A-B或者A\B,表示只存在于A,却不存在于B的元素的合集。

笛卡尔积:AxB,有序对集合

A={1,2},B={x,y,z}, A×B={(1,x),(1,y),(1,z),(2,x),(2,y),(2,z)}

幂集:A={1,2},P(A)={∅,{1},{2},{1,2}}

2,闭包

闭包的定义:闭包是指一个集合在某种运算下,保持该运算的结果仍在集合内。

3,划分

划分的定义:集合的划分是将集合分割成若干不相交的非空子集,使得这些子集的并集等于原集合,且任意两个子集的交集为空。

4,偏序关系

具有可以比较的性质的某种二元关系,这种关系必须满足以下三点

自反性,元素与自身必须包含在这种关系的定义范围内

反对称性,是自反性的衍生,假如a与b在进行二元关系比较时,a与b和b与a的结果相同,则a必须就是b。

传递性,无需解释

偏序关系不考虑闭包

三,代数系统

依赖包

群论

1,群

群是一个人为定义的一个代数结构,我们认为一个集合,与一个二元运算可以构成一个代数系统,当这个代数系统满足群的性质时,我们认为这个代数系统是一个群。

1,封闭性:闭包

2,结合性:(a * b) * c = a * (b * c)

3,存在单位元

4,存在逆元素

四,图论

1,图:由点与边组成的数学结构

根据图中边的性质,图可以分为不同的类型。常见的图类型包括:

1. 无向图(Undirected Graph)

在无向图中,边没有方向,即边 ( (u, v) ) 和 ( (v, u) ) 是同一条边,表示顶点 ( u ) 和 ( v ) 之间的无方向关系。

2. 有向图(Directed Graph)

在有向图中,边是有方向的,通常表示为 ( (u, v) ),表示从顶点 ( u ) 到顶点 ( v ) 的有向关系。此时,边 ( (u, v) ) 和 ( (v, u) ) 是两条不同的边。

3. 加权图(Weighted Graph)

加权图是指图中的每条边都有一个与之相关的权重(通常表示为一个数值)。权重可以表示距离、时间、成本等。

4. 完全图(Complete Graph)

在一个完全图中,任意两个不同的顶点都有一条边相连。在有向图中,完全图中每一对顶点 ( u ) 和 ( v ) 都有一条从 ( u ) 到 ( v ) 的边和一条从 ( v ) 到 ( u ) 的边。

5. 无环图(Acyclic Graph)

无环图是指图中不存在环路(即顶点之间没有回到起点的路径)。如果是有向图,称为有向无环图(DAG)。

图是与集合同一个级别的数学结构,图可以拥有子图

2,度:描述顶点所拥有边的基本量

在有向图中,分为入度与出度。

3,路径:一系列边与顶点连成的序列

如果路径的起点和终点相同,那么它就是一个环

4,子图:从原图中选取一部分顶点和边所构成的图

5,树:没有环形结构的连通图

树的边数永远比顶点数少一

树叶的度永远是一

二叉树:每个节点最多只有两个下属节点的树

6,握手定律:在一个无向图中,所有顶点的度数之和等于图中所有边数的两倍。