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离散数学第三版课后答案.pdf

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课后答案网 http://www.khdaw.com http://www.khdaw.cn 第 1 章 习题解答 1.1 除(3),(4),(5),(11)外全是命题,其中,(1),(2),(8),(9), (10),(14),(15)是简单命题,(6),(7),(12),(13)是复合命题。 分析 首先应注意到,命题是陈述句,因而不是陈述句的句子都不是命题。 本题中,(3)为疑问句,(5)为感叹句,(11)为祈使句,它们都不是陈述句, 所以它们都不是命题。 其次,(4)这个句子是陈述句,但它表示的 判断结果是不确定。又因为(1), (2),(8),(9),(10),(14),(15)都是简单的陈述句,因而作为命题,它们 都是简单命题。(6)和(7)各为由联结词“当且仅当”联结起来的复合命题, (12)是由联结词“或”联结的复合命题,而(13)是由联结词“且”联结起来 的复合命题。这里的“且”为“合取”联结词。在日常生活中,合取联结词有许 多表述法,例如,“虽然……,但是……”、“不仅……,而且……”、“一面……, 一面……”、“……和……”、“……与……”等。但要注意,有时“和”或“与” 联结的是主语,构成简单命题。例如,(14)、(15)中的“与”与“和”是联结 的主语,这两个命题均为简单命题,而不是复合命题,希望读者在遇到“和”或 “与”出现的命题时,要根据命题所陈述的含义加以区分。 1.2 (1) 2:p 是无理数,p 为真命题。 (2) 5:p 能被 2 整除,p 为假命题。 (6) p → 。其中, 2:p 是素数,q:三角形有三条边。由于 p 与 q 都是真 q 命题,因而 p → 为假命题。 q (7) p → ,其中,p:雪是黑色的,q:太阳从东方升起。由于 p 为假命 q 题,q 为真命题,因而 p → 为假命题。 q (8) 2000 :p 年 10 月 1 日天气晴好,今日(1999 年 2 月 13 日)我们还不 知道 p 的真假,但 p 的真值是确定的(客观存在的),只是现在不知道而已。 (9)p:太阳系外的星球上的生物。它的真值情况而定,是确定的。 1
课后答案网 课后答案网 http://www.khdaw.com http://www.khdaw.com http://www.khdaw.cn http://www.khdaw.cn (10)p:小李在宿舍里. p 的真值则具体情况而定,是确定的。 (12) q p ∨ ,其中, 4:p 是偶数, 4:q 是奇数。由于 q 是假命题,所以,q 为假命题, q p ∨ 为真命题。 (13) q p ∨ ,其中, 4:p 是偶数, 4:q 是奇数,由于 q 是假命题,所以, q p ∨ 为假命题。 (14) p:李明与王华是同学,真值由具体情况而定(是确定的)。 (15) p:蓝色和黄色可以调配成绿色。这是真命题。 分析 命题的真值是唯一确定的,有些命题的真值我们立即可知,有些则不 能马上知道,但它们的真值不会变化,是客观存在的。 1.3 令 p 22: =+ ,4 q 33: =+ ,6 则以下命题分别符号化为 (1) p → q (2) p ¬→ q (3) p →¬ q (4) ¬→¬ p q (5) p ↔ q (6) p ¬↔ q (7) p →¬ q (8) ¬↔¬ p q 以上命题中,(1),(3),(4),(5),(8)为真命题,其余均为假命题。 分析 本题要求读者记住 p → 及 q p ↔ 的真值情况。 q p → 为假当且仅当 q p 为真,q 为假,而 p ↔ 为真当且仅当 p 与 q 真值相同.由于 p 与 q 都是真命题, q 在 4 个蕴含式中,只有(2) p → ,其中,p 同(1),r:明天为 3 号。 r 在这里,当 p 为真时,r 一定为假, p → 为假,当 p 为假时,无论 r 为真 r 还是为假, p → 为真。 r 2
课后答案网 http://www.khdaw.com http://www.khdaw.cn 1.5 (1) q p ∧ ,其中,p:2 是偶数,q:2 是素数。此命题为真命题。 (2) q p ∧ ,其中,p:小王聪明,q:小王用功 (3) q p ∧ ,其中,p:天气冷,q:老王来了 (4) q p ∧ ,其中,p:他吃饭,q:他看电视 (5) q p ∧ ,其中,p:天下大雨,q:他乘公共汽车上班 (6) p → ,其中,p,q 的含义同(5) q (7) p → ,其中,p,q 的含义同(5) q (8) ¬↔¬ p q ,其中,p:经一事,q:长一智 分析 1°在前 4 个复合命题中,都使用了合取联结词,都符号化为合取式, 这正说明合取联结词在使用时是很灵活的。在符号化时,应该注意,不要将联结 词部分放入简单命题中。例如,在(2)中,不能这样写简单命题:p:小王不但 聪明,q:小王而且用功。在(4)中不能这样写:p:他一边吃饭, q:他一边 看电视。 2° 后 4 个复合命题中,都使用了蕴含联结词,符号化为蕴含式,在这里, 关键问题是要分清蕴含式的前件和后件。 p → 所表达的基本逻辑关系为,p 是 q 的充公条件,或者说 q 是 p 的必要 q 条件,这种逻辑关系在叙述上也是很灵活的。例如,“因为 p,所以 q”,“只要 p, 就 q”“p 仅当 q”“只有 q 才 p”“除非 q,否则 p¬ ”“没有 q,就没有 p”等都表 达了 q 是 p 的必要条件,因而都符号化为 p → 或 q ¬↔¬ p q 的蕴含式。 在(5)中,q 是 p 的必要条件,因而符号化为 p → ,而在(6)(7)中, q p 成了 q 的必要条件,因而符号化为 q → 。 p 在(8)中,虽然没有出现联结词,但因两个命题的因果关系可知,应该符 号化为蕴含式。 1.6 (1),(2)的真值为 0,(3),(4)的真值为 1。 分析 1° (1)中公式含 3 个命题变项,因而它应该有 23 = 个赋值:000, 8 3
001,…,111 题中指派 p, q 为 0, r 为 1,于是就是考查 001 是该公式 p ∧ ( q ∧ r ) 的成真赋值,还是成假赋值,易知 001 是它的成假赋值。 2° 在公式(2),(3),(4)中均含 4 个命题就项,因而共有 24 = 个赋值: 16 0000,0001,…,1111。现在考查 0011 是它的成假赋值。 1.7 (1),(2),(4),(9)均为重言式,(3),(7)为矛盾式,(5),(6), (8),(10)为非重言式的可满足式。 一般说来,可用真值表法、等值演算法、主析取范式(主合取范式)法等判 断公式的类型。 (1)对(1)采用两种方法判断它是重言式。 真值表法 表 1.2 给出了(1)中公式的真值表,由于真值表的最后一列全为 1,所以, (1)为重言式。 p q r rqp ∨∨ p rqp ∨∨→ ( ) 0 0 0 0 1 1 1 1 等值演算法 p ∨∨→ q ( p 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 r ) 1 1 1 1 1 1 1 1 ∨¬⇔ p ( p ∨∨ p r ) (蕴含等值式) ∨¬⇔ p ( p ) ∨∨ p r (结合律) q ∨∨⇔ 1 r 1⇔ (排中律) (零律) 4
由最后一步可知,(1)为重言式。 (2)用等值演算法判(2)为重言式。 ( p p ¬→¬→ ) p ¬→¬∨¬⇔ p ) ( p (蕴含等值式) p ¬∨¬⇔ p p ¬∨⇔ p 1⇔ (等幂律) (蕴含等值式) (排中律) (3)用等值演算法判(3)为矛盾式 ∧→¬ q p ) ( q ∨¬¬⇔ p ( q ) ∧ q (蕴含等值式) ∧¬∨⇔ q p q ∧¬∨⇔ q p ( q ) 0∧⇔ p 0⇔ (德·摩根律) (结合律) (矛盾律) (零律) 由最后一步可知,(3)为矛盾式。 (5)用两种方法判(5)为非重言式的可满足式。 真值表法 p 0 0 1 1 q 0 1 0 1 p¬ p →¬ q q ¬→ p ( 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 由表 1.3 可知(5)为非重言式的可满足式。 主析取范式法 ( ¬→→→¬ ( q q p ) p ) ¬→→→¬ ( q q p ) p ) 1 1 1 0 ¬∨¬→∨⇔ q ) q ( ( p p ) 5
∨¬⇔ p ( q ) p ¬∨¬∨ q ( ) ¬∨¬∨¬∨¬⇔ q ) q p ( p p ¬∨¬⇔ q q ¬∧∨∧¬⇔ )1 1( p ( ) ∨¬∧¬⇔ q p ( ( q ) ∨¬∨ (( p p ) ¬∧ q ) ∨¬∨¬∧¬⇔ qp q p ( ) ( ∨¬∨¬∧¬⇔ qp q p ( ) ( ) ) ∨¬∧¬∨ q p ) ( ( p ¬∨ q ) q ¬∧¬∨ p ( ) ∨⇔ mmm ∨ 1 0 . 2 在(3)的主析取范式中不含全部(4 个)极小项,所以(3)为非重言式的 可满足式,请读者在以上演算每一步的后面,填上所用基本的等值式。 其余各式的类型,请读者自己验证。 分析 o1 真值表法判断公式的类别是万能。公式 A 为重言式当且仅当 A 的 真值表的最后一旬全为 1;A 为矛盾式当且仅当 A 的真值表的最后一列全为 0;A 为非重言式的可满足式当且仅当 A 的真值表最后一列至少有一个 1,又至少有一 个 0。真值表法不易出错,但当命题变项较多时,真值表的行数较多。 o2 用等值演算法判断重言式与矛盾式比较方例,A 为重言式当且仅当 A 与 1 等值;A 为矛盾式当且仅当 A 与 0 等值,当 A 为非重言式的可满足式时,经过 等值演算可将 A 化简,然后用观察法找到一个成真赋值,再找到一个成假赋值, 就可判断 A 为非重言式的可满足式了。例如,对(6)用等值演算判断它的类型。 ( p ↔¬∧ p ) q q↔⇔ 0 (矛盾律) →∧→⇔ ( q q p ) ( )0 (等价等值式) ∨¬⇔ 0( q ) ∨¬∧ q ( ∨⇔ 1( q ¬∧ ) q q¬∧⇔ 1 )0 (蕴含等值式) (同一律) (零律) 6
q¬⇔ (同一律) 到最后一步已将公式化得很简单。由此可知,无论 p 取 0 或 1 值,只要 q 取 0 值,原公式取值为 1,即 00 或 10 都为原公式的成真赋值,而 01,11 为成假赋 值,于是公式为非重言式的可满足式。 用主析取范式判断公式的类型也是万能的。A 为重言式当且仅当 A 的主析取 范式含 n2 ( n 为 A 中所含命题变项的个数)个极小项;A 为矛盾式当且仅当 A 的 主析取范式中不含任何极小项,记它的主析取范式为 0;A 为非重言式的可满足 式当且仅当 A 的主析取范式中含极小项,但不是完全的。 当命题变项较多时,用主析取范式法判公式的类型,运算量是很大的。 用主合取范式判断公式的类型也是万能的。A 为重言式当且仅当 A 的主合取 范式中不含任何极大项,此时记 A 的主合取范式为 1;A 为矛盾式当且仅当 A 的 主合取范式含 n2 个极大项( n 为 A 中含的命题变项的个数);A 为非重言式的可 满足式当且仅当 A 的主析取范式中含含极大项,但不是全部的。 1.8 (1)从左边开始演算 ( p ∧ q ) ∨ ( p ¬∧ q ) ∧⇔ p ( q ¬∨ q ) (分配律) 1∧⇔ p (排中律) .p⇔ (同一律) (2)从右边开始演算 p ∧→ q ( r ) ∨¬⇔ p ( q ∧ r ) (蕴含等值式) ∨¬⇔ p ( q ) ∨¬∧ p ( r ) (分配律) →∧→⇔ p q ) ( p ( r ). (蕴含等值式) (3)从左边开始演算 p ↔¬ ( q ) 7
→∧→⇔ (( q q p ( ) p )) ∨¬¬⇔ (( p ∧¬¬⇔ (( p q ) q ) ∨¬∨ p ( q )) ∨∧¬∨ p ) ( ( q ∨¬∧ q ) ( p ∧ q )) ∨¬∧¬¬⇔ (( q p ) ( p ∧ q )) ∨⇔ p ( q ) ∧¬∧ p ( q ). 请读者填上每步所用的基本等值式。 本题也可以从右边开始演算 ( p ∨ q ) ∧¬∧ p ( q ) (( ¬¬⇔ p ∨ q ) ∧¬∧ p ( q ) ∨¬¬⇔ p ( ( q ) ( ¬¬∨ p ∧ q )) ∨¬∨¬¬⇔ (( q p ) ( p ∧ q )) ∧¬¬⇔ (( p q ) ∨¬∧ p ( q ) ∨¬∧ q ( p ) ∨¬∧ q ( q )) ∨∧¬⇔ 1( p q ) ∨¬∧ q ( p 1) ∧ →∧→¬⇔ (( q q p ( ) p )) p ↔¬⇔ ( q ). 读者填上每步所用的基本的等值式。 1.9 (1) (( ¬ p →∧ q ) p ) ∧¬¬⇔ p ( ( ∧¬¬⇔ p ( ( q ) ∨ p (蕴含等值式) q ) ∨ p ) (德·摩根律) ¬∧∧⇔ q p p (结合律、交换律) ∧¬∧⇔ p p ( ) q (矛盾式) .0⇔ (零律) 8
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