Двойственность кванторов. Открытые и замкнутые формулы.
ДВО́ЙСТВЕННОСТЬ - содержательное понятие, применяемое в логике и математике всякий раз, когда между двумя группами понятий установлено взаимно-однозначное соответствие так, что замена понятий одной группы на соответствующие понятия др. группы каждый раз переводит истинные высказывания в истинные высказывания. Понятие "Д." употребляется, напр., в логике (двойств. понятия: конъюнкция и дизъюнкция, квантор общности и квантор существования. См. Кванторы), в теории структур (двойственные понятия: "+" и "·"; 1 и 0), в теоретико-множественной топологии (двойств. понятия: объединение и пересечение множеств).
Формула х называется замкнутой (или предложением), если множество (А) ее свободных переменных пусто (А(х) = ). Незамкнутые формулы называются открытыми.
Формальная теория логики высказываний.
Логика высказываний(или пропозициональная логика) — это формальная теория, основным объектом которой служит понятие логического высказывания. С точки зрения выразительности, её можно охарактеризовать как классическую логику нулевого порядка. Логика высказываний является простейшей логикой, максимально близкой к человеческой логике неформальных рассуждений и известна ещё со времён античности. Также она является базой для более выразительных логик, таких как логика первого порядка а также логик высших порядков.
Базовыми понятиями логики высказываний являются пропозициональная переменная — переменная, значением которой может быть логическое высказывание, — и (пропозициональная) формула, определяемая индуктивно следующим образом:
1.Если P — пропозициональная переменная, то P — формула.
2.Если A — формула, то
— формула.
3.Если A и B — формулы, то
,
и
— формулы.
4.Каждая формула может быть получена за конечное число шагов при помощи предыдущих трёх правил.
Знаки
и
(отрицание, конъюнкция, дизъюнкция и
импликация) называются пропозициональными
связками. Подформулой называется часть
формулы, сама являющаяся формулой.
Собственной подформулой называется
подформула, не совпадающая со всей
формулой.
Правила построения формул логики высказываний
Элементарное высказывание (буква) является формулой нулевого уровня. Если элементарное высказывание всегда верно, мы будем его обозначать буквой И, а если оно всегда неверно, — буквой Л. Тогда формулы первого уровня — это элементарные высказывания, к которым применена только одна логическая связка.
Пусть Ф1 и Ф2 — формулы ненулевого уровня. Тогда записи (¬(Ф1)), ((Ф1)&(Ф2)), ((Ф1)V(Ф2)), ((Ф1)->(Ф2)), ((Ф1)~(Ф2)) также являются формулами. Если же одна из формул Ф1 и Ф2 , к которым применяется логическая связка, имеет нулевой уровень, то она в скобки не заключается.
Истинностное значение
Оценкой пропозициональных переменных называется функция из множества всех пропозициональных переменных в множество {0, 1} (т.е. множество истинностных значений). Основной задачей логики высказываний является установление истинностного значения формулы, если дана оценка (т.е. определены истинностные значения входящих в неё переменных). Истинностное значение формулы в таком случае определяется индуктивно (с шагами, которые использовались при построении формулы) с использованием таблиц истинности связок.