导入
逻辑恒等式
了解逻辑恒等式以及常用的等价命题。
定义
逻辑等价的命题可以在推理或证明结果时相互替换。这类经常使用的等价命题称为逻辑恒等式。
逻辑恒等式列表
以下是逻辑恒等式的总结表格。表格中同一行的两个命题彼此等价,即 左边 ≡ 右边。
| 恒等式编号 | 左边 | 右边 |
|---|---|---|
| 1 | ||
| 2 | ||
| 3 | ||
| 4 | ||
| 5 | ||
| 6 | ||
| 7 | ||
| 8 | ||
| 9 | ||
| 10 | ||
| 11 |
在上表中,前两个恒等式是德摩根定律。一些基本的恒等式需要牢记。
下表包含更多命题逻辑中的命名恒等式或定律。其中,“T”表示真,“F”表示假。
| 编号 | 等价关系或恒等式 | 恒等式名称 |
|---|---|---|
| 1 | 恒等律 | |
| 2 | 恒等律 | |
| 3 | 支配律 | |
| 4 | 支配律 | |
| 5 | 幂等律 | |
| 6 | 幂等律 | |
| 7 | 交换律 | |
| 8 | 交换律 | |
| 9 | 交换律 | |
| 10 | 吸收律 | |
| 11 | 吸收律 | |
| 12 | 否定律 | |
| 13 | 否定律 | |
| 14 | 双重否定律 | |
| 15 | 结合律 | |
| 16 | 结合律 | |
| 17 | 分配律 | |
| 18 | 分配律 |
分配律
上表中的第17和第18个恒等式是分配律。我们先从直观上进行讨论,然后借助真值表来分析它们为何成立。
考虑:
观察左边,如果 为假,则整个表达式为假。若 为真,则左边的真假取决于 和 。只要 或 中有一个为真,整个表达式就为真。
这意味着: 为真,当且仅当 为真,或 为真;而当 为假,或 和 都为假时,表达式为假。这正是右边所表达的内容。
现在来看该恒等式的真值表:
| (T, T, T) | T | T | T | T | T |
| (T, T, F) | T | T | F | T | T |
| (T, F, T) | T | F | T | T | T |
| (T, F, F) | F | F | F | F | F |
| (F, T, T) | T | F | F | F | F |
| (F, T, F) | T | F | F | F | F |
| (F, F, T) | T | F | F | F | F |
| (F, F, F) | F | F | F | F | F |
从上述真值表的最后两列可以看出,所讨论的恒等式成立。
再考虑:
若 为真,显然无论 和 的真假如何,左右两边都为真。若 为假,则只有当 和 都为真时,左边才为真,此时右边也必然为真。
再看该恒等式的真值表:
| (T, T, T) | T | T | T | T | T |
| (T, T, F) | F | T | T | T | T |
| (T, F, T) | F | T | T | T | T |
| (T, F, F) | F | T | T | T | T |
| (F, T, T) | T | T | T | T | T |
| (F, T, F) | F | T | F | F | F |
| (F, F, T) | F | F | T | F | F |
| (F, F, F) | F | F | F | F | F |
从上述真值表的最后两列可以看出,该恒等式同样成立。
例子
下面我们看几个例子:
- $t_s$:Tora 正在吃沙拉。
- $t_r$:Tora 正在吃米饭。
- $t_k$:Tora 正在吃牛排。

Tora having her dinner
根据分配律,我们知道 。因此,要表达“Tora 正在吃沙拉,搭配米饭或牛排”,逻辑上等价于说 或 。
第二个例子:
- $d_b$:Ivan 是一只棕色皮肤的鹿。
- $d_g$:Ivan 是一只金色皮肤的鹿。
- $d_w$:Ivan 是一只白色皮肤的鹿。

Ivan
我们知道,根据分配律, 和 是等价的。