- •6. Проблема разрешимости. Теория автоматического вывода
- •6.1. Пренексная нормальная форма
- •1. Исключить из а все логические связки ““ (эквива-лентность).
- •2. Исключить из а все логические связки “ “ (импли-кация).
- •3. Внести отрицание ( ) вглубь формулы.
- •4. Вынести кванторы в начало формулы. Для этого используются законы
- •5. Раскрыть в матрице все конъюнкции, содержащиеся внутри дизъюнкций.
- •6.2. Скулемовская форма
- •6.3. Эрбрановский универсум и базис.
- •По индукции можно строго доказать, что
- •6.4. Семантические деревья. Теорема Эрбрана
- •6.5. Метод резолюций
- •6.5.1. Метод резолюций в исчислении высказываний
- •6.5.2 Операции подстановки, унификации и склейки
- •6.5.3. Правило и метод резолюции в теориях первого порядка
- •Заключение к разделу “математическая логика”
По индукции можно строго доказать, что
H(S) = H = {а, f(a), f(f(a)), f(f(f(а))), ...}.
Из способа построения следует, что мощность H(S) всегда либо конечна либо счётна. Таким образом, его эле-менты всегда можно упорядочить и рассмотреть все по оче-реди. В случае счетной мощности число просмотров будет бесконечным.
Определение. Эрбрановским базисом А множества дизъюнктов S называется множество всех атомов вида P(t1,...,tn), где P - предикаты, входящие в S, (t1 ,...,tn ) – набо-ры термов из эрбрановского универсума H(S).
Смысл эрбрановского базиса в том, что он содержит все возможные подстановки термов из H(S) в предикаты из дизъюнктов S.
Пример 3. Построить эрбрановский базис множества дизъюнктов S = {P(a),P(x)}.
Решение. В Примере 1 показано, что H(S) = {а}. Так как в S содержится только один предикат P , то А = {Р(а)}.
Пример 4. Построить эрбрановский базис множества дизъюнктов S = {P(a), P(x) Q(f(x))}.
Решение. В Примере 2 найдено: H(S) = {а, f(a), f(f(a)), f(f(f(а))), ...}. В S содержатся предикаты P и Q. Подставляя в них последовательно все термы из H(S), получим следую-щий счетный эрбрановский базис:
223
А = {P(а), P( f(a) ), Q( f (a)), P( f ( f (a))), Q( f ( f (a))), P(f(f(f(а)))), Q( f ( f ( f (а)))), . . .}.
Определение. Рассмотрим дизъюнкт DiS (1 i k). Ос-новным примером дизъюнкта DiS называется дизъюнкт, полученный из Di подстановкой в него вместо предметных переменных термов из эрбрановского универсума H(S).
Каждый основной пример дизъюнкта Di не содержит переменных и является как бы одним из возможных значений Di при подстановке в него конкретных величин литер, входящих в него. Так как матрица, соответствующая S, является произведением дизъюнктов Di, то, если ос-новной пример какого-либо дизъюнкта ложен на интерпре-тации I , то ложна и вся матрица. В этом случае интерпре-тация I будет опровергать исходную формулу, порожда-ющую S.
Пример 5. Найти основные примеры дизъюнкта D2 из множества S = {P(a),P(x)}.
Решение. В Примере 1 показано, что H(S) = {а}. Следова-тельно, основной пример один - Р(а).
Пример 6. Найти основные примеры дизъюнкта D2 из множества S = {P(a), P(x) Q(f(x))}.
Решение. В Примере 2 найдено: H(S) = {а, f(a), f(f(a)), f(f(f(а))), ... }. Следовательно, основные примеры будут сле-дующими:
1) P(a) Q(f(a)); 2)P(f(a)) Q(f(f(a))); 3)P(f(f(a)))) Q(f(f(f(a)))); 4)P(f(f(f(a))))) Q(f(f(f(f(a))))) и т.д.
Допустим, доказывается невыполнимость некоторой формулы В в логике предикатов, имеющей сигнатуру {X,A, F,P} (X,A,F,P- множества предметных переменных, конс-тант, функциональных и предикатных переменных в В), и задача уже сведена к определению невыполнимости мно-жества дизъюнктов S, по которому построен эрбрановский универсум H(S).
224
Определение. Эрбрановской интерпретацией (Н – ин-терпретацией) множества дизъюнктов S , построенного по формуле В с сигнатурой {X,A,F,P}, называется любая интер-претация I над H(S) вида I = { H(S), A, F, P}, в которой:
1) A = A , т.е I отображает константы в самих себя,
2) F = F , функции из F действуют на H(S) так же, как и функции F ,
3) предикаты P могут быть равными (по истинности) пре-дикатам из эрбрановского базиса, либо обратными к ним.
В дизъюнктах Di на данных интерпретациях вместо констант, переменных и функций должны использоваться элементы H(S), а вместо предикатов - либо значения на тер-мах из H(S) (элементы эрбрановского базиса) либо их отрицания.
Пример 7. Привести примеры эрбрановских интерпре-таций множества дизъюнктов S={P(x) Q(f(x)), P(a) Q(y)}.
Решение. Сигнатура S имеет вид: {X= (x, y); A = (a); F = (f); P = (P1, Q1) }.
Эрбрановский универсум множества дизъюнктов H(S ) = {a, f (a), f ( f (a) ), f (f (f (a))), ...}.
Эрбрановский базис A = { P(a), Q (a), P( f( a)), Q( f (a)), P( f (f ( a ) ) ), Q ( f (f ( a ) ) ) ), ... }.
H-интерпретации получаем, рассматривая в качестве значений предикатов элементы эрбрановского базиса и их отрицания:
I1 = { H(S), a, f, P(a), Q(a), P ( f(a)), Q ( f (a)), P(f(f(a))), Q(f(f(a)), ...};
I2 = {H(S), a, f, P(a), Q(a), P(f(a)), Q(f(a)), P(f(f(a))), Q(f(f(a)), ...};
I3 = {H(S), a, f, P(a), Q(a), P(f(a)), Q(f(a)), P(f(f(a))), Q(f(f(a)), ...};
I4 = {H(S), a, f, P(a), Q(a), P(f(a)), Q(f(a)), P(f(f(a))), Q(f(f(a)), ...} и т.д.
225
Очевидно, все множество Н - интерпретаций как бы описывает не только все возможные значения термов, вхо-дящих в S, но и истинностные значения предикатов из S. Справедлива следующая
Теорема. Множество дизъюнктов S невыполнимо когда оно невыполнимо на всех его Н -интерпретациях.
