以下哪个一阶公式在逻辑上有效?此处,α(x)是以x为自由变量的一阶公式,而β是没有自由变量的一阶公式。
(A) [β→(∃x,α(x))]→[∀x,β→α(x)]
(B) [∃x,β→α(x)]→[β→(∀x,α(x))]
(C) [(∃x,α(x))→β]→[∀x,α(x)→β]
(D) [(∀x,α(x))→β]→[∀x,α(x)→β]答案: (C)
解释:
如果公式在每种解释中都为真,则该公式在逻辑上有效(或简单有效)。这些公式在命题逻辑中起着与重言式相似的作用。如果公式的任何实例都不为假,则该公式为VALID。因此,只要给出任何给出false的实例并证明我们的公式无效就足够了
选择此问题:
选项(a)
[β→(∃x,α(x))]→[∀x,β→α(x)]
LHS:如果β为true,则存在一个x,其α(x)为true。
RHS:对于所有x,如果β为true,则α(x)为true。这与说β是否为真,那么对于所有x,α(x)都是真。 (β⟹∀x,α(x))
所以,
RHS⟹LHS和LHS⟹̸RHS。
选项(b)
[∃x,β→α(x)]→[β→(∀x,α(x))]
LHS:存在一个x,使得如果β为真,则α(x)为真。
RHS:如果β为true,则对于所有x,α(x)为true。
因此,RHS⟹LHS和LHS⟹̸RHS。
选项(c)
[(∃x,α(x))→β]→[∀x,α(x)→β]
LHS:如果存在一个x,使得α(x)为真,则β为真。
RHS:对于所有x,如果α(x)为true,则β为true。
在这里,LHS和RHS都是相同的,因为β是一个没有自由变量且独立于x的公式。 (如果β对于一个x是正确的,那么对于每个x都是正确的,反之亦然)。
因此,RHS⟹LHS和LHS⟹RHS。
选项(d)
[(∀x,α(x))→β]→[∀x,α(x)→β]
RHS:对于每个x,如果α(x)为true,则β为true。
因此,RHS⟹LHS和LHS⟹̸RHS
因此,选项c是正确的。因为对于选项c来说,LHS和RHS是等效的,即使暗示被颠倒了,它仍然有效。
此解决方案由Nitika Bansal提供。
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