什么是归结演绎推理
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归结演绎推理是一种基于逻辑“反证法”的机械化定理证明方法。其基本思想是把永真性的证明转化为不可满足性的证明。即要证明 永真,只要能够证明 为不可满足即可。
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谓词公式不可满足的充要条件是其子句集不可满足。因此,要把谓词公式转换为子句集,再用鲁滨逊归结原理求解子句集是否不可满足。如果子句集不可满足,则 永真
逻辑学基础
(1)谓词公式的永真性
如果谓词公式P对非空个体域D上的任一解释都取得真值T,则称P在D上是永真的;如果P在任何非空个体域上均是永真的,则称P永真。
(2)谓词公式的可满足性
对于谓词公式P,如果至少存在D上的一个解释,使公式P在此解释下的真值为T,则称公式P在D上是可满足的。
(3)谓词公式的范式
范式是公式的标准形式,公式往往需要变换为同它等价的范式,以便对它们进行一般性的处理。在谓词逻辑中,根据量词在公式中出现的情况,可将谓词公式的范式分为以下两种。
前束范式
- 任一含有量词的谓词公式均可化为与其对应的前束范式
Skolem 范式
- 任一含有量词的谓词公式均可化为与其对应的Skolem范式
子句和子句集
谓词公式化为子句集
鲁滨逊归结原理(消解原理)
基本思想:
- 检查子句集S中是否包含空子句,若包含,则S不可满足。
- 若不包含,在S中选择合适的子句进行归结,一旦归结出空子句,就说明S是不可满足的。
(1)命题逻辑中的归结原理:
设 与 是子句集中的任意两个子句,如果 中的文字 与 中的文字 互补,那么从 和 中分别消去 和 ,并将二个子句中余下的部分析取,构成一个新子句 。其中, 称为 和 的归结式, 和 称为 的亲本子句。
(2)谓词逻辑中的归结原理:
设 和 是两个没有公共变元的子句, 和 分别是 和 中的文字。如果 和 存在最一般合一 ,则称 为 和 的二元归结式,而 和 为归结式上的文字。
归结反演
(1)归结反演证明定理:
步骤:
(1)将已知前提表示为谓词公式 。
(2)将待证明的结论表示为谓词公式 ,并否定得到 。
(3)把谓词公式集 化为子句集 。
(4)应用归结原理对子句集 中的子句进行归结,并把每次归结得到的归结式都并入到 中。如此反复进行,若出现了空子句,则停止归结,此时就证明了 为真。
(2)归结反演求解问题:
步骤:
(1)已知前提 用谓词公式表示;
(2)把待求解的问题 用谓词公式表示,并否定 ,再与 构成析取式
(3)把谓词公式集 化为子句集 。
(4)对 应用归结原理进行归结;
(5)若得到归结式 ,则答案就在 中。
归结演绎推理的应用
(1)归结反演证明定理:
(2)归结反演求解问题:
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