子句集
子句集
沒有變元(或變元被其定義域的元素普遍賦值后)的原子公式,即基礎原子公式,簡稱“基原子”。原子公式以及它的否定形式都是文字。不包含變元(或變元被其定義域的元素普遍賦值后) 的文字即基礎文字(基文字)。文字以及它們的析取,都稱為子句,由子句構成的集合即子句集。
不含有任何連接詞的謂詞公式叫 原子公式,簡稱 原子,而原子或原子的否定統稱 文字。子句就是由一些文字組成的 析取式。由子句構成的集合稱為 子句集。將沒有變元出現的子句集分別稱作 基子句集。
例如,都是子句。用 表示空子句,即不包含任何文字的子句。構成一個子句集S: 。相反,以下命題表達式不是單獨的子句: 。因為它們的最外層都是 連接的,因此前者可以化為A 和B 兩個子句,後者可以化為 和C兩個子句。不能區分在子句集中的子句是獨立的命題,還是一個合取範式(由 連接的表達式)。在本例中,命題 和命題 的子句集都是。
定義1不含有任何連接詞的謂詞公式叫 原子公式,簡稱 原子,而原子或原子的否定統稱 文字。
定義2子句就是由一些文字組成的 析取式。
定義3不包含任何文字的子句稱為 空子句,記為。
定義4由子句構成的集合稱為 子句集。
(1)令是S中所出現的常量的集合。若S中沒有常量出現,就任取一個常量,規定。
(2)令 {S中所有的形如 的元素),其中 是出現於G中的任一函數符號,而 是 中的元素。。
定義6下列集合稱為子句集S的 原子集:
A={所有形如 的元素}其中,是出現在S中的任一謂詞符號,而 則是S的H域上的任意元素。
定義7將沒有變元出現的原子、文字、子句和子句集分別稱作 基原子、基文字、基子句和 基子句集。
定義8當子句集S中的某個子句C中的所有變元符號均以其H域中的元素替換時,所得到的基子句稱作C的一個 基例。
定義9(可滿足性、不可滿足性)對於一個變元自由的一階語言公式G,如果至少存在一個D論域上的一個解釋,在此解釋下G為真,則稱G是 可滿足的,即;反之,如果對於任何解釋G均為假,則稱G是 不可滿足的,即。
對於一個變元自由的一階語言公式集,即,如果至少存在一個D的解釋,在此解釋下,的每個以D為論域的公式均為真,則稱 為可滿足的;如果D的所有解釋 都有假公式,則稱 是不可滿足的。
不可滿足意義下的一致性
定理1設有謂詞公式G,而其相應的子句集為S,則G是不可滿足的充分必要條件是S是不可滿足的。
要再次強調:公式G與其子句集S並不等值,只是在不可滿足意義下等價。
的子句集
當 時,若設P的子句集為,的子句集為,則一般
情況下,並不等於,而是要比 複雜得多。但是,在不可滿足的意義下,子句集 與 是一致的,即 不可滿足 不可滿足。
H域上的解釋
定義10如果子句集S的原子集為A,則對A中各元素的真假值的一個具體設定都是S的一個H解釋。
可以證明,在給定域D上的任一個解釋,總能在H域上構造一個解釋 與之對應,使得如果D域上的解釋能滿足子句集S,則在H域的解釋 也能滿足S(即若,就有 )。
定理2設 是子句集S在域D上的一個解釋,則存在對應於 的H域解釋,使得若有,就必有。
定理3子句集S不可滿足的充要條件是S對H域上的一切解釋都為假。
證明:充分性:若S在一般域D上是不可滿足的,必然在H域上是不可滿足的,從而對H域上的一切解釋都為假。
必要性:若S在任一H解釋 下均為假,必然會使S在D域上的每一個解釋為假。否則,如果存在一個解釋 使S為真,那麼依據定理2可知,一定可以在H域找到相對應的一個解釋 使S為真。這與S在所有H解釋下均為假矛盾。
定理4子句集S不可滿足的充要條件是存在一個有限的不可滿足的基例集S’。
該常理稱為Herbrand定理。