∀n(isEven(n)∧(n>2)→∃m∃k(isPrime(m)∧isPrime(k)∧(n=m+k)))
哥德巴赫猜想无法用命题逻辑表达,因为 n 等是变量。
谓词(Predicate)
- 一元谓词 P(x):给定 x,P(x) 为真或假。
 
- 二元谓词 Q(x,y):给定 x 和 y,Q(x,y) 为真或假。
 
- ……
 
原子陈述
- P(t1,⋯,tn)
 
- 其中 P 是 n 元谓词,t1,⋯,tn 是常量、变量或函数取值
 
逻辑公式(陈述,Formula)
- 原子陈述是逻辑公式
 
- 若 P 是逻辑公式,x 是自由变量,则 ∀xP 和 ∃xP 是逻辑公式
 
- 若 P 和 Q 是逻辑公式,则 ¬P,P∧Q,P∨Q,P→Q 是逻辑公式
 
- 约束变元
- ∀x∃y(y>x)(即 ∀x(∃y(y>x)))中,x,y 是约束变元
 
 
- 自由变元
- ∃(y>x)∧(x+2>y) 中,x 与后面的 y 是自由变元(后面是自由变元,因为前面的 ∃ 作用不到后面的 y)
 
 
- 量词作用域
- ∀x∃y(y>x) 中,∀x 的作用域是 (∃y(y>x)),∃y 的作用域是 (y>x)
 
 
- 重命名(对约束变元)
∃(y>x)∧(x+2>y)≡∃z(z>x)∧(x+2>y) 
量词:
- 全称量词 ∀xP(x):对所有 x,P(x) 为真
 
- 存在量词 ∃xP(x):存在 x,使得 P(x) 为真
 
多个量词并用:
- ∀x∀yP(x,y)≡∀y∀xP(x,y)
 
- ∃x∃yP(x,y)≡∃y∃xP(x,y)
 
- ∀x∃yP(x,y)≡∃y∀xP(x,y)
 
常用逻辑等价式/蕴含式(R 中不含自由变量 x)
- ¬∀xP(x)≡∃x¬P(x)
 
- ¬∃xP(x)≡∀x¬P(x)
 
 
- ∀x(P(x)∧Q(x))≡∀xP(x)∧∀xQ(x)
 
- ∃x(P(x)∨Q(x))≡∃xP(x)∨∃xQ(x)
 
 
- ∀xP(x)∨∀xQ(x)⊨∀x(P(x)∨Q(x))(奇偶)
 
- ∃x(P(x)∧Q(x))⊨∃xP(x)∧∃xQ(x)
 
 
- ∀x(P(x)∨R)≡(∀xP(x))∨R
 
- ∃x(P(x)∧R)≡(∃xP(x))∧R
 
 
- ∀x(R→P(x))≡R→∀xP(x)(即 ∀x(¬R∨P(x))≡¬R∨(∀xP(x)))
 
- ∃x(R→P(x))≡R→∃xP(x)
 
 
- ∀x(P(x)→R)≡(∃xP(x))→R
 
- ∃x(P(x)→R)≡(∀xP(x))→R(即 ∃x(P(x)→R)≡(∃x¬P(x))∨R≡¬(∀xP(x))∨R)
 
 
前束范式(Prenex Normal Form)
∀x(x≤0∨∃y(y>0∧x=y2))≡∀x∃y(x≤0∨(y>0∧x=y2))
量词相关自然演绎规则
 | 
引入 | 
消去 | 
| 全称量词 ∀ | 
x0⋮φ[x0/x]∀xφ∀xi. | 
∀xφφ[t/x]∀xe. | 
| 存在量词 ∃ | 
φ[t/x]∃xφ∃xi. | 
∃xφx0φ[x0/x]⋮χχ∃xe. |