逻辑联结词:修订间差异
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|keywords=逻辑联结词, 逻辑连接词, 逻辑运算符 | |||
|description=本文介绍逻辑联结词的定义、性质与分类,包括常用逻辑联结词及其运算优先级,逻辑联结词的真值函数性质,以及不同元数的全体逻辑联结词数量分析。 | |||
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'''逻辑联结词'''('''logical connective''')指将简单[[命题]]组合成[[复合命题]]的词语,也称逻辑运算符。 | |||
在经典逻辑中,逻辑联结词是[[真值函数]],即复合命题的[[真值]]完全由其组成部分的真值决定。 | |||
含有逻辑联结词的命题称为'''[[复合命题]]''',不含的称为'''[[原子命题]]'''。 | |||
'''逻辑联结词'''('''logical connective''') | |||
含有逻辑联结词的命题称为'''复合命题''' | == 定义 == | ||
在形式逻辑中,逻辑联结词是通过[[真值表]]定义的符号,用于从简单命题构造复杂命题。 | |||
每个逻辑联结词对应一个特定的真值函数,确定如何从子命题的真值得出复合命题的真值。 | |||
注:逻辑联结词与自然语言中的连接词有关但不完全相同,前者有精确的形式定义,而后者可能有歧义和语境依赖性。 | |||
== 常用逻辑联结词 == | == 常用逻辑联结词 == | ||
常用的逻辑连接词包括: | 常用的逻辑连接词包括: | ||
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在省略括号时,一般按以上顺序运算优先级从高到低。 | |||
== 全体逻辑联结词及其分类 == | |||
=== 按元数分类 === | |||
逻辑联结词可以按其操作的命题数量分类,命题数量称为其'''元数''',命题数量为 <math>n</math> 的联结词称为一个 '''<math>n</math> 元逻辑联结词'''或简称 '''<math>n</math> 元联结词'''。 | |||
* 零元联结词:即真值常量,包括恒[[真]]和恒[[假]]。 | |||
* 一元联结词:操作一个命题,如否定。 | |||
* 二元联结词:操作两个命题,如合取、析取等。 | |||
=== 按功能分类 === | |||
* 基本联结词:指否定、合取、析取。 | |||
* 导出联结词:可以通过基本联结词定义的逻辑联结词。指蕴含、等价,也有时包含其他逻辑联结词。 | |||
* 常用联结词:人为规定的经常使用的联结词。包含否定、合取、析取、蕴含、等价五个。 | |||
* 非经典联结词:指不属于经典逻辑的联结词。。 | |||
=== 逻辑联结词的数量 === | |||
任何从任意个真值得到一个真值的对应都可以视为一个逻辑联结词,因此逻辑联结词不仅有前文所述几个,可以通过[[真值表]]技术分析全部可能的联结词。 | |||
* 零元联结词: <math>2^{2^0} = 2</math> 种,称为恒真、恒假。 | |||
* 一元联结词: <math>2^{2^1} = 4</math> 种,分别为恒真、恒假、[[恒等映射|恒等]]和[[否定]]。其中只有否定词是常用的一元逻辑联结词。 | |||
* 二元联结词: <math>2^{2^2} = 16</math> 种。其中只有合取词、析取词、蕴含词和等价词是常用的二元逻辑联结词。 | |||
* 以此类推,对 <math>n</math> 元的逻辑联结词,有 <math>2^{2^n}</math> 种不同的 <math>n</math> 元逻辑联结词。 | |||
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主条目:[[函数完备性(逻辑联结词)]] | |||
对逻辑联结词的集合,若可以表达所有可能的真值函数,称其'''函数完备'''('''functionally complete''')。 | |||
2025年11月3日 (一) 09:39的版本
| 逻辑联结词 | |
|---|---|
| 术语名称 | 逻辑联结词 |
| 英语名称 | logical connective |
| 别名 | 逻辑连接词, 逻辑运算符, logical operator, sentential connective, sentential operator, propositional operator |
逻辑联结词(logical connective)指将简单命题组合成复合命题的词语,也称逻辑运算符。 在经典逻辑中,逻辑联结词是真值函数,即复合命题的真值完全由其组成部分的真值决定。
定义
在形式逻辑中,逻辑联结词是通过真值表定义的符号,用于从简单命题构造复杂命题。 每个逻辑联结词对应一个特定的真值函数,确定如何从子命题的真值得出复合命题的真值。
注:逻辑联结词与自然语言中的连接词有关但不完全相同,前者有精确的形式定义,而后者可能有歧义和语境依赖性。
常用逻辑联结词
常用的逻辑连接词包括:
在省略括号时,一般按以上顺序运算优先级从高到低。
全体逻辑联结词及其分类
按元数分类
逻辑联结词可以按其操作的命题数量分类,命题数量称为其元数,命题数量为 [math]\displaystyle{ n }[/math] 的联结词称为一个 [math]\displaystyle{ n }[/math] 元逻辑联结词或简称 [math]\displaystyle{ n }[/math] 元联结词。
按功能分类
- 基本联结词:指否定、合取、析取。
- 导出联结词:可以通过基本联结词定义的逻辑联结词。指蕴含、等价,也有时包含其他逻辑联结词。
- 常用联结词:人为规定的经常使用的联结词。包含否定、合取、析取、蕴含、等价五个。
- 非经典联结词:指不属于经典逻辑的联结词。。
逻辑联结词的数量
任何从任意个真值得到一个真值的对应都可以视为一个逻辑联结词,因此逻辑联结词不仅有前文所述几个,可以通过真值表技术分析全部可能的联结词。
- 零元联结词: [math]\displaystyle{ 2^{2^0} = 2 }[/math] 种,称为恒真、恒假。
- 一元联结词: [math]\displaystyle{ 2^{2^1} = 4 }[/math] 种,分别为恒真、恒假、恒等和否定。其中只有否定词是常用的一元逻辑联结词。
- 二元联结词: [math]\displaystyle{ 2^{2^2} = 16 }[/math] 种。其中只有合取词、析取词、蕴含词和等价词是常用的二元逻辑联结词。
- 以此类推,对 [math]\displaystyle{ n }[/math] 元的逻辑联结词,有 [math]\displaystyle{ 2^{2^n} }[/math] 种不同的 [math]\displaystyle{ n }[/math] 元逻辑联结词。
| 逻辑联结词 | ||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 零元 | ||||||||||||||||||
| 真值表 | [math]\displaystyle{ \bot }[/math] | [math]\displaystyle{ \top }[/math] | ||||||||||||||||
| T | F | |||||||||||||||||
| 名称 | 真 [math]\displaystyle{ \top }[/math] | 假 [math]\displaystyle{ \bot }[/math] | ||||||||||||||||
| 二进制编号 | 0 | 1 | ||||||||||||||||
| 编号 | 0 | 1 | ||||||||||||||||
| 一元 | ||||||||||||||||||
| 真值表 | [math]\displaystyle{ p }[/math] | [math]\displaystyle{ \bot }[/math] | [math]\displaystyle{ \lnot p }[/math] | [math]\displaystyle{ p }[/math] | [math]\displaystyle{ \top }[/math] | |||||||||||||
| T | F | T | ||||||||||||||||
| F | F | T | F | T | ||||||||||||||
| 名称 | 假 [math]\displaystyle{ \bot }[/math] | 否定(非) [math]\displaystyle{ \lnot }[/math] | (恒等映射 [math]\displaystyle{ \mathrm{id} }[/math]) | 真 [math]\displaystyle{ \top }[/math] | ||||||||||||||
| 缩写 | - | NOT | - | - | ||||||||||||||
| 二进制编号 | 00 | 01 | 10 | 11 | ||||||||||||||
| 编号 | 0 | 1 | 2 | 3 | ||||||||||||||
| 二元 | ||||||||||||||||||
| 真值表 | [math]\displaystyle{ p }[/math] | [math]\displaystyle{ q }[/math] | [math]\displaystyle{ \bot }[/math] | [math]\displaystyle{ p \bar{\vee} q }[/math] [math]\displaystyle{ p \downarrow q }[/math] |
[math]\displaystyle{ p \nleftarrow q }[/math] | [math]\displaystyle{ \lnot p }[/math] | [math]\displaystyle{ p \nrightarrow q }[/math] | [math]\displaystyle{ \lnot q }[/math] | [math]\displaystyle{ p \oplus q }[/math] [math]\displaystyle{ p \nleftrightarrow q }[/math] |
[math]\displaystyle{ p \barwedge q }[/math] [math]\displaystyle{ p \uparrow q }[/math] |
[math]\displaystyle{ p \land q }[/math] | [math]\displaystyle{ p \leftrightarrow q }[/math] | [math]\displaystyle{ q }[/math] | [math]\displaystyle{ p \rightarrow q }[/math] | [math]\displaystyle{ p }[/math] | [math]\displaystyle{ p \leftarrow q }[/math] | [math]\displaystyle{ p \lor q }[/math] | [math]\displaystyle{ \top }[/math] |
| T | T | F | T | |||||||||||||||
| F | F | T | F | T | ||||||||||||||
| F | T | F | T | F | T | F | T | F | T | |||||||||
| F | F | T | F | T | F | T | F | T | F | T | F | T | F | T | F | T | ||
| 名称 | 假 [math]\displaystyle{ \bot }[/math] |
或非 [math]\displaystyle{ \downarrow }[/math]/[math]\displaystyle{ \bar{\vee} }[/math] |
- | 否定 非 [math]\displaystyle{ \lnot }[/math] |
- | 否定 非 [math]\displaystyle{ \lnot }[/math] |
互斥析取 异或 [math]\displaystyle{ \oplus }[/math]/[math]\displaystyle{ \nleftrightarrow }[/math]/[math]\displaystyle{ \veebar }[/math] |
与非 [math]\displaystyle{ \uparrow }[/math]/[math]\displaystyle{ \barwedge }[/math] |
合取 且/与 [math]\displaystyle{ \land }[/math] |
等价 当且仅当 [math]\displaystyle{ \leftrightarrow }[/math] |
投影映射 [math]\displaystyle{ \mathrm{proj}_2 }[/math] |
蕴涵 推出 [math]\displaystyle{ \rightarrow }[/math] |
投影映射 [math]\displaystyle{ \mathrm{proj}_1 }[/math] |
- | 析取 或 [math]\displaystyle{ \lor }[/math] |
真 [math]\displaystyle{ \top }[/math] | ||
| 缩写 | - | NOR | - | NOT | NIMPLY | NOT | XOR | NAND | AND | XNOR EQV |
- | IMPLY | - | - | OR | - | ||
| 二进制编号 | 0000 | 0001 | 0010 | 0011 | 0100 | 0101 | 0110 | 0111 | 1000 | 1001 | 1010 | 1011 | 1100 | 1101 | 1110 | 1111 | ||
| 编号 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | ||
完备集
主条目:函数完备性(逻辑联结词)
对逻辑联结词的集合,若可以表达所有可能的真值函数,称其函数完备(functionally complete)。
琐事
命名
英语 connective 一词本身是一个语法概念,指将其他语法成分连接在一起的单词或短语,不仅包括连词,还包括表达关联、承上启下、过渡用的成分。 这个概念在语言逻辑学分支上被用来指将成分完整的句子(指命题)连接成复合句的成分。 在这个语境下,复合句可以找到一个主要联结词,其连接着一个及以上的直接子句。
在这个意义下,联结词被分为“真值函数联结词”(truth-functional connective)与“非真值函数联结词”(non-truth-functional connective), 指以该联结词连接成的复合句,其真值是否由其直接子句的真值组合直接决定。 “真值函数联结词”就是数理逻辑所说的“逻辑联结词”, 而“非真值函数联结词”则比如“因为……所以……”、“自从……,……”、“张三说……”这些,既符合用子句构成复合句的定义, 又显然不能凭子句的真假完全判断复合句的真假。