语义树与金琛系统

一个文字(Literal)是一个原子命题或者一个原子命题的否。 原子命题称为正文字, 原子命题的否称为负文字 对于任意的原子命题p, {p,¬p}称为一对互补文字

定理: 一组文字是可满足的, 当且仅当这组文字中不包含互补文字。

例如: S={p,q,¬q,¬r}中, pq是正文字, ¬q¬r是负文字, q¬q是一对互补文字。因为S包含一对互补文字,所以S是不可满足的。

通过语义树(Sematic Tableaux)分析公式的可满足性。open分支 是可满足的; close分支是不可满足的。

借助{α,β}-公式建立语义树。

α-公式

 

(1)αα1α2¬¬A1A1A1A2A1A2¬(A1A2)¬A1¬A2¬(A1A2)A1¬A2¬(A1A2)A1A2A1A2¬A1¬A2A1A2A1A2A2A1¬(A1A2)A1A2A2A1

β-公式

 

(2)ββ1β2¬(B1B2)¬B1¬B2B1B2B1B2B1B2¬B1B2B1B2¬B1¬B2¬(B1B2)B1B2¬(B1B2)¬(B1B2)¬(B2B1)B1B2¬(B1B2)¬(B2B1)

用语义树分析可满足性的两个实例

语义树不唯一

如果一个语义树的所有分支都是不可满足的,称该语义树是不可满足的。否则, 称该语义树是可满足的。

定理(完备性, Completeness): 如果一个公式X是永真的,那么¬X的语义树是不可满足的。

定理(可靠性, Soundness): 如果一个公式X的否¬X的语义树是不可满足的,那么这个公式X是永真的。

定理: 一个公式X是永真的, 当且仅当¬X的语义树是不可满足的。

金琛系统(Gentzen System, G)是一个证明系统。金琛系统从不可满足的若干组文字出发, 根据αβ规则逐步推导, 最终证明命题。

通过G系统证明:(rs)(sr).

(3)1.¬r,s,rAxiom2.¬s,s,rAxiom3.¬(rs),s,rβ,1,24.¬(rs),srα,35.(rs)(sr)α,4

证明:p(qr)(pq)(pr).

(4)1.¬p,p,qAxiom2.¬p,pqα,13.¬p,p,rAxiom4.¬p,prα,35.¬p,(pq)(pr)β,2,46.¬q,¬r,p,qAxiom7.¬q,¬r,pqα,68.¬q,¬r,p,rAxiom9.¬q,¬r,prα,810.¬q,¬r,(pq)(pr)β,7,911.¬(qr),(pq)(pr)α,1012.(p¬(qr)),(pq)(pr)β,5,1113.p(qr)(pq)(pr)α,12

金琛系统与语义树之间的联系