Previous  Next  Contents
 

 

ЕКВИВАЛЕНТНИ ФОРМУЛИ

      Нека F и G са формули. Ще казваме, че F е еквивалентна на G (или че F и G са еквивалентни), и ще пишем  F  G,  ако от F следва G и от G следва F.  От характеризацията на следването чрез неравенство между стойностите на формулите е ясно, че F е еквивалентна на G точно тогава, когато за всяка конфигурация (S,v) е изпълнено равенството  FS,v = GS,v  (ако формулите F и G са затворени, конфигурациите могат да бъдат заменени със структури).

      Пример 1. Нека F е произволна формула. Тогава всяка формула, имаща вида  F &  & F  или вида   F    F,  е еквивалентна на F.

      Пример 2. При всеки избор на положително цяло число n и на формули F1, , Fn, Fn+1 са в сила съотношенията

F1 &  & Fn & Fn+1  (F1 &  & Fn) & Fn+1,
F1    Fn  Fn+1  (F1    Fn Fn+1.

      Пример 3. Нека F е произволна формула, а ξ е променлива, която не е свободна променлива на F.  Тогава всяка от формулите  ξ F  и  ξ F  е еквивалентна на F.  В това се убеждаваме, като забележим, че за всяка структура S, всяка оценка v в S на променливите и всеки елемент d на носителя на S е в сила равенството

FS,vd] = FS,v
(понеже оценките vd] и v съвпадат за свободните променливи на F).

      Пример 4. Нека F е произволна формула, а ξ и η са две различни променливи. Тогава са в сила съотношенията  ξ η F  η ξ F  и  ξ η F  η ξ F.  Първото от тях може да се докаже, като се използва, че винаги, когато S е някоя структура, D е нейният носител и v е оценка в S на променливите, имаме равенствата

(ξ η F)S,v = min{(η F)S,vx]|xD} = min{min{FS,vx][ηy]|yD}|xD} = min{FS,vx][ηy]|xD, yD},
(η ξ F)S,v = min{(ξ F)S,vy]|yD} = min{min{FS,vy][ξx]|xD}|yD} = min{FS,vy][ξx]|xD, yD},
а vx][ηy] съвпада с vy][ξx] при всеки избор на x и y в D.  Второто от съотношенията се доказва по аналогичен начин.

      Пример 5. Ако F е формула от вида π(ξ,η), където π е двуместен предикатен символ, а ξ и η са две различни променливи, то формулите  ξ η F  и  η ξ F  не са еквивалентни. Това е ясно от пример 6 във връзка със следване на една формула от друга.

      Отношението еквивалентност има следните свойства, където  F, F1, , Fn, G, G1, , Gn, H  са произволни формули, а ξ е произволна променлива:
        а)  F  F;
        б)  ако  F  G,  то  G  F;
        в)  ако  F  G  и  G  H,  то  F  H;
        г)  ако  F1  G1, , Fn  Gn,  то  F1 &  & Fn  G1 &  & Gn  и  F1    Fn  G1    Gn;
        д)  ако  F  G,  то  ¬ F  ¬ Gξ F  ξ G  и  ξ F  ξ G;
        е)  ¬ true  fail;
        ж)  ¬ fail  true;
        з)  ¬ (F1 &  & Fn ¬ F1    ¬ Fn;
        и)  ¬ (F1    Fn ¬ F1 &  & ¬ Fn;
        й)  ¬ ¬ F  F;
        к)  ¬ ξ F  ξ ¬ F;
        л)  ¬ ξ F  ξ ¬ F.

      Едно от тези свойства, а именно свойството б), следва съвсем непосредствено от дефиницията за еквивалентност на формули. Останалите измежду свойствата а) - д) могат да бъдат установени, като се използват свойства на отношението следване, посочени в предходния въпрос. Кое да е от свойствата е) - л) пък може да се докаже например чрез установяване на равенство между стойностите, които имат в произволна конфигурация лявата и дясната страна на еквивалентността от свойството. Да речем свойството к) може да се докаже, като се използва, че винаги, когато S е някоя структура, D е нейният носител и v е оценка в S на променливите, имаме равенствата

(¬ ξ F)S,v = 1 (ξ F)S,v = 1 min{FS,vd]|dD} = max{1 FS,vd]|dD} = max{(¬ F)S,vd]|dD} = (ξ ¬ F)S,v.

Последно изменение: 19.04.2004 г.
 
 Previous  Next  Contents