Логика предикатов и алгебра множеств
Ранее была показана связь алгебры высказываний с теорией множеств. Логика предикатов усиливает эти связи, так как позволяет дать четкое толкование и обоснование известным теоретико-множественным понятиям и концепциям, а также ввести ряд новых. Например, понятие равенства двух множеств (принцип равнообъемности) на языке логики предикатов выражается так:
а понятие включения множеств следующим образом:
Тогда законы логики предикатов позволяют строго обосновать утверждение.
Пример 24.25. .
Действительно, доказательство представляет собой цепочку равносильностей:
Далее, тавтологии логики высказываний позволяют обосновывать свойства теоретико-множественных операций: дополнения, пересечения, объединения множеств. При этом каждое множество мыслится как множество истинности одноместного предиката " ".
Логика предикатов позволяет ввести новые теоретико-множественные понятия. Покажем, в частности, как обобщаются теоретико-множественные операции объединения и пересечения множеств на случай бесконечного числа множеств. Пусть имеется некоторое семейство подмножеств множества . (Это означает, что каждому элементу взаимно-однозначно сопоставлено подмножество множества . Множество /называется множеством индексов семейства , а само семейство называется индексированным.) Объединением данного семейства называется множество, обозначаемое , состоящее из всех таких элементов множества , которые принадлежат по меньшей мере одному из подмножеств семейства:
Пересечением данного семейства называется множество, обозначаемое состоящее из всех таких элементов множества , которые принадлежат каждому из подмножеств семейства:
Логика предикатов позволяет установить свойства этих теоретико-множественных операций: они в некотором смысле аналогичны соответствующим свойствам объединения и пересечения.
Пример 24.26. Проверим, например, один из законов де Моргана:
Используя закон де Моргана для кванторов (теорема 21.9, б), получаем
Аналогично можно установить второй закон де Моргана для этих операций, законы дистрибутивности одной операции относительно другой и ряд других свойств.
Большими возможностями располагает логика предикатов в теории бинарных отношений, где на языке предикатов выражаются фактически все понятия этой теории: проекции, срезы, функциональность, однозначность, взаимная однозначность, сюръективность, обращение и произведение бинарных отношений, их рефлексивность, симметричность, транзитивность, антисимметричность, асимметричность, связность и т.д.
Если заметили ошибку, опечатку или есть предложения, напишите в комментариях.
|