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Question
2,定义$p↑q = \
eg(p∧q)$,试仅用与非联结词$↑$分别表示出。(2013/2020 年真题)\
(1) $\
eg p$;(2) $p∧q$;(3) $p \
ightarrow q$;均要求结果简洁。
(1) 表示$
eg P$
Step1: 分析$
eg P$与与非联结词的关系
我们知道$P\uparrow P=
eg(P\wedge P)$,根据逻辑等价式,当$P$为真时,$P\wedge P$为真,$
eg(P\wedge P)$为假;当$P$为假时,$P\wedge P$为假,$
eg(P\wedge P)$为真,这和$
eg P$的真值表是一样的。
Step2: 得出表达式
所以$
eg P = P\uparrow P$。
(2) 表示$P\wedge Q$
Step1: 利用与非联结词的定义
已知$P\uparrow Q=
eg(P\wedge Q)$,那么对$P\uparrow Q$再进行一次与非运算,即$(P\uparrow Q)\uparrow(P\uparrow Q)$,根据定义,$(P\uparrow Q)\uparrow(P\uparrow Q)=
eg((P\uparrow Q)\wedge(P\uparrow Q))$。
Step2: 化简表达式
因为$P\uparrow Q=
eg(P\wedge Q)$,所以$(P\uparrow Q)\wedge(P\uparrow Q)=
eg(P\wedge Q)\wedge
eg(P\wedge Q)=
eg(P\wedge Q)$(根据幂等律),那么$
eg((P\uparrow Q)\wedge(P\uparrow Q))=
eg(
eg(P\wedge Q)) = P\wedge Q$(根据双重否定律)。所以$P\wedge Q=(P\uparrow Q)\uparrow(P\uparrow Q)$。
(3) 表示$P
ightarrow Q$
Step1: 回忆蕴含式的等价式
我们知道$P
ightarrow Q=
eg P\vee Q$,根据德摩根律,$
eg P\vee Q=
eg(P\wedge
eg Q)$。
Step2: 用与非联结词表示$
eg P$和$
eg Q$
由(1)可知$
eg P = P\uparrow P$,$
eg Q = Q\uparrow Q$。
Step3: 表示$P\wedge
eg Q$
根据(2)的结论,$P\wedge
eg Q=(P\uparrow(Q\uparrow Q))\uparrow(P\uparrow(Q\uparrow Q))$。
Step4: 表示$
eg(P\wedge
eg Q)$
再对$P\wedge
eg Q$进行与非运算,即$
eg(P\wedge
eg Q)=(P\uparrow(Q\uparrow Q))\uparrow(P\uparrow(Q\uparrow Q))\uparrow(P\uparrow(Q\uparrow Q))\uparrow(P\uparrow(Q\uparrow Q))$?不,更简单的方法:因为$P
ightarrow Q=
eg P\vee Q=
eg(P\wedge
eg Q)$,而根据与非的定义,$
eg(P\wedge
eg Q)=(P\uparrow
eg Q)$,又因为$
eg Q = Q\uparrow Q$,所以$P
ightarrow Q = P\uparrow(Q\uparrow Q)$。我们来验证真值表:
当$P = 1,Q = 1$时,$Q\uparrow Q=
eg(Q\wedge Q)=
eg1 = 0$,$P\uparrow0=
eg(P\wedge0)=
eg0 = 1$,$P
ightarrow Q = 1
ightarrow1 = 1$,相等;
当$P = 1,Q = 0$时,$Q\uparrow Q=
eg(0\wedge0)=
eg0 = 1$,$P\uparrow1=
eg(1\wedge1)=
eg1 = 0$,$P
ightarrow Q = 1
ightarrow0 = 0$,相等;
当$P = 0,Q = 1$时,$Q\uparrow Q=
eg(1\wedge1)=
eg1 = 0$,$P\uparrow0=
eg(0\wedge0)=
eg0 = 1$,$P
ightarrow Q = 0
ightarrow1 = 1$,相等;
当$P = 0,Q = 0$时,$Q\uparrow Q=
eg(0\wedge0)=
eg0 = 1$,$P\uparrow1=
eg(0\wedge1)=
eg0 = 1$,$P
ightarrow Q = 0
ightarrow0 = 1$,相等。所以$P
ightarrow Q = P\uparrow(Q\uparrow Q)$。
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(1) $\boldsymbol{
eg P = P\uparrow P}$;
(2) $\boldsymbol{P\wedge Q=(P\uparrow Q)\uparrow(P\uparrow Q)}$;
(3) $\boldsymbol{P
ightarrow Q = P\uparrow(Q\uparrow Q)}$。