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真值表

Truth table

按命题变元的全部赋值逐行计算复合公式真值的有限表格模型。

形式陈述

对只含有限多个命题变量 p1,,pn 的命题公式,真值表列出全部 2n 个赋值 v:{p1,,pn}{,},并按联结词的真值函数递归计算每个子公式和整式的值。例如

v(¬φ)=¬v(φ),v(φψ)=v(φ)v(ψ).

表的每一行对应一个完整赋值。整式列全真表示永真,全假表示不可满足,真假兼有表示偶然式。真值表是命题语义的有限穷举判定过程。

直觉

把所有可能世界逐行列完,再机械执行公式中的布尔运算;没有遗漏赋值时,最后一列就完整刻画公式的语义。

例子与边界

p¬p 的两行都为真;p¬p 的两行都为假。含 n 个实际出现变量的公式需要 2n 行,而不是按语言中所有潜在变量计数。变量重复出现必须在同一行取相同值。真值表能判定命题公式,但指数行数使它不等于高效 SAT 算法,也不能直接穷举含无限论域量词的一阶语义。

推论与应用

真值表用于验证逻辑等价、构造 CNF/DNF、检查电路和教授联结词语义。它给命题逻辑可判定性的直接证明,并是布尔函数完整表示的一种形式。

参考资料
  • Daniel J. Velleman, How to Prove It: A Structured Approach, 3rd ed., Cambridge University Press, 2019,§1.2, truth tables。
  • Herbert B. Enderton, A Mathematical Introduction to Logic, 2nd ed., Academic Press, 2001,§1.2, truth assignments and tautological implication。