Съдържание 
 

ПРИЛАГАНЕ НА СУБСТИТУЦИЯ КЪМ АТОМАРНА ФОРМУЛА

      За всяка субституция σ и всяка атомарна формула φ дефинираме атомарна формула σφ, която ще наричаме резултат от прилагане на σ към φ (интуитивната представа за този резултат е аналогична на онази за резултат от прилагане на субституция към терм). Дефиницията е следната: ако φ е нулместен предикатен символ, то σφ=φ, а ако φ=π(τ1,n), където n е положително цяло число, π е n-местен предикатен символ и τ1, , τn са термове, то σφ=π(στ1,,στn) (еднозначният прочит на атомарните формули осигурява еднозначността на дефиницията).

      Като се използват твърденията 1, 2, 3 от текста "Субституции. Прилагане на субституция към терм", лесно се получават следните аналогични твърдения за прилагането на субституция към атомарна формула.

      Твърдение 1. За всяка атомарна формула φ е в сила равенството ιφ=φ.

      Доказателство. Равенството ιφ=φ е очевидно, когато φ е нулместен предикатен символ. Да предположим сега, че φ=π(τ1,n), където n е положително цяло число, π е n-местен предикатен символ и τ1, , τn са термове. Тогава

ιφ = π(ιτ1,,ιτn) = π(τ1,n) = φ.  

      Твърдение 2. Нека σ и σ са произволни субституции. Ако φ е произволна атомарна формула, то равенството σφ=σφ е изпълнено точно тогава, когато σ и σ съвпадат върху множеството VAR(φ).

      Доказателство. Ако φ е нулместен предикатен символ, то твърдението е тривиално. Да предположим сега, че φ=π(τ1,n), където n е положително цяло число, π е n-местен функционален символ и τ1, , τn са термове. От равенствата

σφ = π(στ1,,στn),   σφ = π(στ1,τn)
е ясно, че равенството σφ=σφ е изпълнено точно тогава, когато са изпълнени равенствата στiτi, i=1,,n. Следователно равенството σφ=σφ е равносилно със съвпадането на σ и σ върху всяко от множествата VAR(τi), i=1,,n, т.е. със съвпадането на σ и σ върху обединението на въпросните n множества, което пък е VAR(φ).  

      Следствие. Нека σ е произволна субституция. Ако φ е произволна атомарна формула, то равенството σφ=φ е изпълнено точно тогава, когато σξ=ξ за всяка променлива ξ от множеството VAR(φ). В частност σφ=φ за всяка затворена формула φ.

      Доказателство. Прилагаме твърдение 2 при σ=ι.  

      Твърдение 3. Нека σ е произволна субституция. Тогава за всяка атомарна формула φ множеството VAR(σφ) е обединение на множествата VAR(σξ), където ξVAR(φ).

      Доказателство. Твърдението е вярно в случая, когато φ е нулместен предикатен символ, защото обединението на празно семейство от множества е празно. Да предположим сега, че φ=π(τ1,n), където n е положително цяло число, π е n-местен предикатен символ и τ1, , τn са термове. От равенството σφ = π(στ1,,στn) получаваме, че VAR(σφ) е обединение на множествата VAR(στ1), , VAR(στn) и следователно VAR(σφ) е обединение на множествата VAR(σξ), където ξ принадлежи на обединението на множествата VAR(τ1), , VAR(τn). Последното обединение обаче е точно VAR(φ).  

      Следствие. Ако σ е субституция и φ е атомарна формула, то атомарната формула σφ е затворена точно тогава, когато за всяка променлива ξ на φ съответният терм σξ е затворен.

      С помощта на теоремата за стойността на резултат от прилагане на субституция към терм пък се получава нейният аналог за прилагане на субституция към атомарна формула:

      Теорема за стойността на резултат от прилагане на субституция към атомарна формула. Ako S е структура със сигнатура Σ, то за всяка субституция σ и всяка атомарна формула φ в тази сигнатура е в сила равенството

(σφ)S,vSS(v).

      Доказателство. Нека са дадени структура S, оценка v в нея и субституция σ. Да означим с v оценката σS(v). Имаме да докажем, че за всяка атомарна формула φ е в сила равенството (σφ)S,vS,v. Ако φ е нулместен предикатен символ, то равенството е тривиално. Да предположим сега, че φ=π(τ1,n), където n е положително цяло число, π е n-местен предикатен символ и τ1, , τn са термове. Тогава

(σφ)S,v(στ1,,στn)S,vS((στ1)S,v,,(στn)S,v)=πS1S,v,nS,v)=φS,v.  

      Разбира се, мнемоничният похват, описан в забележка 3 от текста "Субституции. Прилагане на субституция към терм", може да бъде разпространен и за случая, разглеждан в горната теорема (както и за по-общите случаи, които ще разгледаме по-нататък).
 

Последно изменение: 5.12.2008 г.