前束范式(Prenex Normal Form, PNF)是数理逻辑中谓词逻辑的一种标准形式,其特点是所有量词都位于公式的前端,并且量词的辖域扩展至整个公式的末尾。以下是求前束范式的步骤:
消去联结词 :首先使用公式和消去谓词公式中的联结词(如 `∧` 和 `∨`)。
否定深入:
使用量词转化公式,将否定词 `¬` 移到谓词符号和命题变元的前面。
变量替换:
运用换名规则和替换规则,将公式中的所有变量替换为不同的符号,确保约束变项和自由变项的符号不同。
量词前移:
通过扩张量词的辖域,将量词移到公式的前端。
例题解析
求以下公式的前束范式:
1. `¬(∃x F(x)) ∧ ∀x G(x)`
2. `¬(∃x F(x)) ∧ ∀x G(x) ∧ ∃x H(x)`
3. `¬(∃x F(x)) ∧ ∀x G(x) ∧ ∃x H(x) ∧ ∀y ¬(F(y) ∨ G(y))`
4. `¬(∃x F(x) ∨ ∀y G(y)) ∧ ∃x H(x)`
5. `¬(∃x F(x) ∨ ∀y G(y)) ∧ ∃x H(x) ∧ ∀z ¬(F(z) ∨ G(z))`
解题步骤

消去联结词
对于第一个公式 `¬(∃x F(x)) ∧ ∀x G(x)`,联结词已是最简形式。
对于第二个公式 `¬(∃x F(x)) ∧ ∀x G(x) ∧ ∃x H(x)`,联结词同样是最简形式。
对于第三个公式 `¬(∃x F(x)) ∧ ∀x G(x) ∧ ∃x H(x) ∧ ∀y ¬(F(y) ∨ G(y))`,联结词也是最简形式。
对于第四个公式 `¬(∃x F(x) ∨ ∀y G(y)) ∧ ∃x H(x)`,联结词也是最简形式。
对于第五个公式 `¬(∃x F(x) ∨ ∀y G(y)) ∧ ∃x H(x) ∧ ∀z ¬(F(z) ∨ G(z))`,联结词也是最简形式。
否定深入
对于第一个公式 `¬(∃x F(x)) ∧ ∀x G(x)`,量词 `∃x` 和 `∀x` 位于公式的前端,无需进一步操作。
对于第二个公式 `¬(∃x F(x)) ∧ ∀x G(x) ∧ ∃x H(x)`,量词 `∃x` 位于公式的前端,无需进一步操作。
对于第三个公式 `¬(∃x F(x)) ∧ ∀x G(x) ∧ ∃x H(x) ∧ ∀y ¬(F(y) ∨ G(y))`,量词 `∃x` 位于公式的前端,无需进一步操作。
对于第四个公式 `¬(∃x F(x) ∨ ∀y G(y)) ∧ ∃x H(x)`,量词 `∃x` 位于公式的前端,无需进一步操作。
对于第五个公式 `¬(∃x F(x) ∨ ∀y G(y)) ∧ ∃x H(x) ∧ ∀z ¬(F(z) ∨ G(z))`,量词 `∃x` 位于公式的前端,无需进一步操作。
变量替换
对于第一个公式 `¬(∃x F(x)) ∧ ∀x G(x)`,无需替换变量。
对于第二个公式 `¬(∃x F(x)) ∧ ∀x G(x) ∧ ∃x H(x)`,无需替换变量。
对于第三个公式 `¬(∃x F(x))
