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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。

条目类型
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

真值表把所有可能世界逐行列完:穷举公式中不同命题变量的布尔赋值,再按语法树逐列机械计算复合公式真值。只要没有遗漏赋值,最后一列就完整刻画公式语义;检查全真、至少一真或两列相同,可分别判断永真、可满足与等价。代价随变量数指数增长,因此它概念完整,却不适合大规模计算。

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。

PQ 的四种赋值,只有 P 真且 Q 假的一行结果为假。比较 PQ¬PQ 的列可见完全一致。若同一变量重复出现,赋值数仍按不同变量计,而不是按出现次数计;漏掉某行就可能错判永真性。

推论与应用

永真式可满足公式逻辑等价都可由真值表定义性检验。它还用于构造 CNF/DNF、检查电路和讲解联结词语义,既给出命题逻辑可判定性的直接证明,也是布尔函数的完整表示。Karnaugh 图、BDD 与 SAT 求解器则试图避免完整穷举,同时保留同一套布尔语义。

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。
关系图谱1 个相邻概念 · 1 类关系

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