
- •Математические методы теории доказательств. Автоматизация процесса логического вывода.
- •Семантика логики предикатов
- •Доказательство методом резолюции
- •Префиксная формальная форма.
- •Сколемовская нормальная формула.
- •Клаузальная форма (форма предположений)
- •Резолюция для основных предложений
- •Предложения и резольвенты
- •Унификация и подстановка
- •Резолюция в общем случае
- •Система опровержения на основе резолюции.
- •Извлечение ответа из опровержения на основе резолюции
- •Системы дедукции на основе правил
Клаузальная форма (форма предположений)
После проведения сколемовских преобразований результирующая ППФ представляет собой несколько предикатов, содержащих переменные и соединенных различными связками. Такая безкванторная форма называется матрицей. Любую матрицу можно привести к конъюнктивной нормальной форме (КНФ) многократным применением дистрибутивных правил. Чтобы привести матрицу к клаузальной форме или форме предложений, исключают символы, заменяя выражения вида (x1x2) на множество ППФ {x1,x2}. Результатом многократного использования таких замен будет некоторое конечное множество ППФ, каждая из которых является дизъюнкцией литералов. Любая ППФ, состоящая только из дизъюнкций литералов, называетсяпредложением. Множество предложений, полученных в результате исключения символаназывается клаузальным множеством.
После исключения символов необходимо осуществить переименование переменных. Символы переменных должны быть изменены так, чтобы каждый появлялся не более чем в одном предложении.
Следует отметить, что литералы в предложениях могут содержать переменные, но всегда подразумевается, что они относятся к кванторам общности. Если вместо переменных некоторого выражения подставляются термы, не содержащие переменных, то получаем так называемый основнойчастныйслучайлитерала. ТакQ(A,f(g(B))) является основным частным случаемQ(x,y)/
Когда резолюция используется в качестве правила вывода в системе доказательства теорем, то множество ППФ, исходя из которого мы хотим доказать теорему, сначала преобразовывается в совокупность предложений. Можно доказать, что если ППФ Xлогически следует из некоторого множестваSправильно построенных формул, то она также логически следует из множества предложений, получаемых в результате преобразования ППФ изSв форму предложений.
Следовательно, для наших целей предложения являются вполне общей формой, в которой выражаются ППФ.
Резолюция для основных предложений
Общее представление о правиле вывода с использованием резолюции лучшего всего рассмотреть на примере того, как она применяется в случае основных предложений.
Пусть имеются два основных предложения (т.е. предложения не содержащие переменных): P1P2…PNиP1Q2…QM. Считаем, что всеPiиQjразличны. Отметим, что эти предложения содержатдополнительныелитералы(литералы, которые взаимно отличаются только символом отрицания).
Из этих двух родительскихпредложений можно вывести новое предложение, называемое их резольвентой. Резольвента вычисляется взятием дизъюнкции этих предложений с последующим исключением дополнительной (контрарной) пары:P1,P1.
Некоторые основные частные случаи резолюции приведены в таблице. Из этой таблицы видно, что резолюция позволяет объединить несколько операций в одно простое правило вывода.
Предложения и резольвенты
Родительские предложения |
Резольвенты |
Комментарии |
PиPQ(т.е.PQ) |
Q |
Модус поненс |
PQиPQ |
Q |
Предложение QQ"сворачивается" вQ. Эта резольвента называется слиянием. |
PQиPQ |
QQ PP |
Здесь две возможные резольвенты; в данном случае обе являются тавтологиями. |
PиP |
NIL |
Пустое предложение, является признаком противоречия |
PQиQR(т.е.PQиQR) |
PR (т.е. PR) |
Цепочка. |