⭐⭐⭐ 重点复习

第 1 章:命题逻辑

命题是有唯一真值的陈述句;原子命题不可再拆,复合命题由联结词连接。问句、命令和真值随对象变化的句子本身不是命题。

离散数学·概念 / 计算 / 证明与综合应用

1. 本章复习目标

学习目标

掌握定义、公式与定理条件;能使用原讲义中的真值表、矩阵、图表、分布和统计推断题完成练习。

2. 知识框架

概念与性质

先厘清定义、条件和性质的联系。

公式与应用

再用题型模板、例题和练习完成方法迁移。

3. 核心知识点

原讲义内容

五个联结词

\(\neg P\) 否定;\(P\land Q\) 合取;\(P\lor Q\) 析取;\(P\to Q\) 蕴含;\(P\leftrightarrow Q\) 等价。

公式分类

永真式任意赋值真;永假式任意赋值假;可满足式至少有一个赋值为真。

真值表与核心等价式

\(P\)\(Q\)\(P\land Q\)\(P\lor Q\)\(P\to Q\)\(P\leftrightarrow Q\)
TTTTTT
TFFTFF
FTFTTF
FFFFTT
\(P\to Q\equiv\neg P\lor Q,\quad\neg(P\land Q)\equiv\neg P\lor\neg Q,\quad\neg(P\lor Q)\equiv\neg P\land\neg Q\)

为什么蕴含在前件假时为真?“若 \(P\) 则 \(Q\)”只禁止 \(P\) 真而 \(Q\) 假的反例;前件假时没有违反承诺。等价演算中先消去 \(\to,\leftrightarrow\),再用德摩根律和分配律最稳定。

题型:判断等价/永真式。变量少时列真值表;变量多时做等值演算。两公式各行真值完全相同才逻辑等价;某公式最后化为 \(T\) 才是永真式。
例题:证明 \(\neg(P\to Q)\equiv P\land\neg Q\)。
\(\neg(P\to Q)\equiv\neg(\neg P\lor Q)\equiv\neg\neg P\land\neg Q\equiv\boxed{P\land\neg Q}\)。每一步分别使用蕴含等价、德摩根律、双重否定律。

对偶、范式与主范式

对偶式在不含否定的表达式中交换 \(\land\leftrightarrow\lor\)、\(T\leftrightarrow F\)。析取范式(DNF)是若干合取项的析取;合取范式(CNF)是若干析取项的合取。主析取范式取真值表中为真的行:每一行写一个最小项;主合取范式取为假的行:每一行写一个最大项。

m_i:\text{该行变量为 T 取本身、为 F 取否定;}\qquad M_i:\text{该行变量为 F 取本身、为 T 取否定}
练习 1(基础):求 \((P\to Q)\land P\) 的等价简式

思路:先去蕴含。
\((\neg P\lor Q)\land P=(\neg P\land P)\lor(Q\land P)=F\lor(P\land Q)=\boxed{P\land Q}\)。
易错:分配后不能遗漏 \(\neg P\land P=F\)。

练习 2(提高):写出 \(P\to Q\) 的主析取范式

仅 \(P=T,Q=F\) 时为假,真值行为 \(TT,FT,FF\)。对应最小项为 \(P\land Q,\ \neg P\land Q,\ \neg P\land\neg Q\)。
\(\boxed{(P\land Q)\lor(\neg P\land Q)\lor(\neg P\land\neg Q)}\)。最小项编号若按 \(PQ\) 二进制从 \(00\) 起,为 \(\Sigma m(0,1,3)\)。

卡诺图将相邻最小项排成 Gray 码顺序,使相邻格只改变一个变量。2 变量顺序为 \(0,1\);3/4 变量的两位轴顺序为 \(00,01,11,10\),不是普通二进制 \(00,01,10,11\)。

\(\text{圈组大小必须为 }1,2,4,8,\ldots;\quad\text{圈越大,组内变化的变量越多,被消掉的变量越多。}\)
规则原因 / 操作
边界相邻、四角相邻卡诺图的行列首尾相接,Gray 码只差一位
允许重叠圈一个 1 可服务于多个更大圈,获得更简表达式
无关项 \(d\)可按 0 或 1 使用;只在能扩大圈时纳入
例题:三变量函数在最小项 \(m(1,3,5,7)\) 为 1。二进制分别为 \(001,011,101,111\),四格共同不变的只有 \(C=1\),故 \(\boxed{F=C}\)。这说明四格圈消掉了 \(A,B\)。
练习 3(综合):四变量图中一整行 \(AB=01\) 的四格为 1,化简结果?

该行固定 \(A=0,B=1\),列变量 \(C,D\) 在四格中全变化,故均被消掉,\(\boxed{\neg A\land B}\)。边界两列仍相邻,不能因位置分开而拆成小圈。

易错:圈不能含 3、5、6 个格;优先最大圈、最少圈;主析取范式先来自真值表,不必先画卡诺图。

4. 常见题型

方法选择

原讲义中的判断方法、真值表、矩阵、图示、分布或统计计算流程均已完整保留在“核心知识点”区。

5. 典型例题

例题使用方式

先独立作答,再核对原讲义中的关键推导、公式条件与答案。

6. 练习题

练习与解析

原有折叠练习、完整解析与易错提示均保留在“核心知识点”区。

7. 易错点

8. 公式速查

复习顺序使用要求检查项
定义与定理确认适用条件对象、范围、已知条件
公式与计算代入前保持符号一致量词、集合符号、矩阵维数或概率参数
结论说明结论范围结果、逻辑方向与单位

9. 本章总结

必须记忆

核心定义、公式和定理条件。

必须理解

概念间的区别与方法选择依据。

必须会做

原讲义中的例题、练习与综合题型。

容易丢分

忽略前提、符号不严谨、混淆相近概念或跳过关键步骤。