国科大高级人工智能7-命题逻辑
文章目录
- 命题逻辑(语法Syntax)
- 由枚举推理(inference by enumeration
- 区别
- deduction(形式推演,演绎)
- 作业(定理证明)
logics:逻辑,表达信息的形式语言
语法syntax
语义semantics
逻辑研究的内容:形式化定义句子之间的关系
- 语法:deduction(演绎(形式推演|—
- 语义 entailment蕴含(逻辑推导|=
完备性:任何语义上蕴含的东西|=都可以在语法上推演出来|-
可靠性:任何语法上可以推演|-的东西都是在语义上蕴含的|=
哥德尔不完全定理:
- 在一个更大的范围内(证明法和问题与正整数存在一一对应关系),不存在既可靠sound又完备的定理
- 在一个更大的范围内(证明法和问题与正整数存在一一对应关系),不存在既可靠sound又完备的定理
一个句子α\alphaα:x+y=4
model这个句子的模型:它的一个真值指派x=0,y=4
M(α)M(\alpha)M(α):句子的所有真值指派的集合,所有model
蕴含(entailment):逻辑推导(语义上的)
- 句子间的关系
- KB∣=αKB|=\alphaKB∣=α
- KB–知识库knowledge base
- α\alphaα真<==>KB真
- 如果一个model(真值指派)能让α\alphaα真,则KB真
- 所以M(KB)⊆M(α)M(KB) \subseteq M(\alpha)M(KB)⊆M(α)
KB=Giants won and Reds won
α=\alpha=α=Giants won
命题逻辑(语法Syntax)
命题propositions:可以判断真假的陈述句
- 命题逻辑不考虑随时间变化的命题(今天是星期一)
原子命题atomic propositions:最小的命题P/Q/R
文字:原子命题或它的反
允许的符号
- negation非:¬
- conjunction: 合取-且∧
- disjunction:析取-或∨
- implication:=>
- ==¬P∨Q
- biconditional:<=>
- 都相同为真
原子句=True|False|P|Q|R
句子=原子句子|复合句
复合句=用符号链接起来的句子(带括号的也是)
P | Q | ¬P | P∧Q | P∨Q | P=>Q | P<=>Q |
---|---|---|---|---|---|---|
false | false | true | false | false | true | true |
false | true | true | false | true | true | false |
true | false | false | false | true | false | false |
true | true | false | true | true | true | true |
由枚举推理(inference by enumeration
- 深度优先枚举是
- sound-可靠性
- complete -完备性
- KB |=α\alphaα—也就是真值表证明
- 用定义证:M(KB)⊆M(α)M(KB) \subseteq M(\alpha)M(KB)⊆M(α)
- 如果一个model让KB为真,且
- 让α\alphaα真,返回真;
- 让α\alphaα假,返回假
- 如果让KB假,也返回真
- 对所有model的结果取∧
- 如果一个model让KB为真,且
- 遍历所有model,如果他让KB真,且让α\alphaα真,则成立
- 时间复杂度O(2n),n个符号,2n种指派O(2^n),n个符号,2^n种指派O(2n),n个符号,2n种指派
- 是一个co-NPC问题
- KB |=α\alphaα<==>
- KB∧¬α\alphaα永假(unsatisfiable)
- KB |=α\alphaα<==> KB =>α\alphaα永真(valid)
- 真值表证明吧
- KB =>α\alphaα永真
- <==> ¬KB ∨α\alphaα永真
- <==>¬(KB∧ ¬α\alphaα)永真
- <==> KB∧¬α\alphaα永假(unsatisfiable)
- 用定义证:M(KB)⊆M(α)M(KB) \subseteq M(\alpha)M(KB)⊆M(α)
- $\beta |= \alpha 且 \alpha|=\beta $
- M(β)⊆M(α)且M(α)⊆M(β)M(\beta) \subseteq M(\alpha) 且 M(\alpha) \subseteq M(\beta)M(β)⊆M(α)且M(α)⊆M(β)==>$ M(\beta) = M(\alpha)$
区别
* entailment蕴含|=:* 逻辑上的概念,刻画两种句子之间的关系
* implication暗含=>* 命题之间的运算子,使用真值表刻画其语义
- validity符合逻辑的
- 对所有model为真(永真)
- eg:True,A∨¬A
- KB |=α\alphaα<==> KB =>α\alphaα永真(valid)
- 对所有model为真(永真)
- satisfiable可满足的:
- 存在正确的真值指派model
- eg:A∨B
- unsatisfiable不可满足:
- no model可以令它为真(永假)
- True,A∧¬A
- KB |=α\alphaα<==> KB∧¬α\alphaα永假(unsatisfiable)
deduction(形式推演,演绎)
–符号上面的形式推演,不用考虑语义
|—推出:Σ∣−A\Sigma |- AΣ∣−A
- 11条规则
- 自反:A|-A
- 增加前提:Σ∣−A\Sigma |- AΣ∣−A==>Σ,Σ′∣−A\Sigma,\Sigma' |- AΣ,Σ′∣−A
- ¬消去:
- Σ\SigmaΣ,¬ A |- B
- Σ\SigmaΣ,¬ A |- ¬B
- ==>Σ∣−A\Sigma |- AΣ∣−A
- ->-消去:->是=>
- Σ∣−A−>B\Sigma |- A->BΣ∣−A−>B
- Σ∣−A\Sigma |- AΣ∣−A
- ==>Σ∣−B\Sigma |- BΣ∣−B
- ->+引入:->是=>
- Σ,A∣−B\Sigma,A |- BΣ,A∣−B
- ==>Σ∣−A−>B\Sigma |- A->BΣ∣−A−>B
- <->-消去:<->是<=>
- aΣ∣−A<−>B\Sigma |- A<->BΣ∣−A<−>B
- Σ∣−A\Sigma |- AΣ∣−A
- ==>Σ∣−B\Sigma |- BΣ∣−B.
- bΣ∣−A<−>B\Sigma |- A<->BΣ∣−A<−>B
- Σ∣−B\Sigma |- BΣ∣−B
- ==>Σ∣−A\Sigma |- AΣ∣−A
- <->+引入:<->是<=>
- Σ,A∣−B\Sigma,A |- BΣ,A∣−B
- Σ,B∣−A\Sigma,B |- AΣ,B∣−A
- ==>Σ∣−A−>B\Sigma |- A->BΣ∣−A−>B
- ∧-消除:
- Σ∣−A∧B\Sigma |- A∧BΣ∣−A∧B
- ==>Σ∣−A\Sigma |- AΣ∣−A
- ==>Σ∣−B\Sigma |- BΣ∣−B
- ∧+引入:
- Σ∣−A\Sigma |- AΣ∣−A
- Σ∣−B\Sigma |- BΣ∣−B
- ==>Σ∣−A∧B\Sigma |- A∧BΣ∣−A∧B
- ∨- 消去
- Σ,A∣−C\Sigma ,A |- CΣ,A∣−C
- Σ,B∣−C\Sigma ,B |- CΣ,B∣−C
- ==>$\Sigma ,A∨B |-C $
- ∨引入
- Σ∣−A\Sigma |- AΣ∣−A
- ==>$\Sigma |- A∨B $
- ==>$\Sigma |- B∨A $
- ∈\in∈
- A∈ΣA \in \SigmaA∈Σ
- ==>Σ∣−A\Sigma |- AΣ∣−A
- 若A∈Σ且Σ′=Σ−{A}A \in \Sigma 且\Sigma'=\Sigma-\{A\}A∈Σ且Σ′=Σ−{A}
- A |- A
- A,Σ′∣−AA,\Sigma' |- AA,Σ′∣−A
作业(定理证明)
- 2.6.3
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