合式公式是一种形式语言表达式,即形式系统中按一定规则构成的表达式。按照模型论中一种通行习惯,语言F中的合式公式定义如下:1.原子公式是合式公式; 2.若φ和ψ是合式公式,则(φ∧ψ)及(ᒣφ)是合式公式; 3.若φ是合式公式,而x是变元,则(ᗄx)φ是合式公式;4.有限次地应用1—3所得到的符号序列是合式公式。合式公式有时简称公式,如果一个公式φ中的自由变元都属于集合x₁,x₂,…,xₑ,则φ也可以记为φ(x₁,x₂,…,xₑ),不含量词、自由变元的合式公式,分别称为开公式和闭公式,后者又称语句,例如R(x,y)为开公式,ᗄxR(x)是一个语句,由原子公式及联结词∧,∨,ᗄ,∃构成语句 称为正语句。
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若用,…表示真值确定的简单命题,则称,…为命题常项,命题常项的真值是确定不变的,不是为1,就是为0。
若用,…泛指简单的陈述句,则称,…为命题变项,此时,…是变量,它们的取值为1或0。
命题公式是由命题常项、命题变项、联结词、括号等组成的符号串,但不是由这些符号任意组成的符号串都是命题公式。因此,必须给出命题公式的严格定义。
定义1.6
(1)单个命题常项或变项是合式公式;
(2)如果A是合式公式,则也是合式公式;
(3)如果A,B是合式公式,则,,,也是合式公式;
(4)只有有限次地应用(1)~(3)组成的符号串才是合式公式。
今后我们将合式公式称为命题公式,或简称为公式。
为方便起见,规定,等的外层括号可以省去。在公式的定义中,引进了A,B等符号,它们代表任意的命题公式,称它们为元语言符号。
根据定义,,,等都是命题公式,但等都不是命题公式。
所谓元语言,是用来说明对象语言的语言,而对象语言是指用来描述所研究的对象(指数理逻辑)的语言。
例 用定义说明是公式。
解 ①是公式 由(1)
②是公式 由(1)
③是公式 由①、②、(3)
④是公式 由①、③、(3)