命题简化
上一节我们看到,许多表示复合命题的逻辑式,是由基本命题及其否定之积相加的形式表现出来。这样的式子称为逻辑和的标准形式。例如:
R=A+BC
S=AB+BC+AC T=ABC+ABC+ABC+ABC
最后一个逻辑式,它的每一项积包含有全部的基本命题或其否定。这样
的逻辑和标准形式称为“完全的”。
很明显,一个非标准形式的逻辑式,可以通过展开化为标准形式。而一个标准形式的逻辑式,又可以进一步化为完全标准形式。这只需反复应用 X
+X=1 这一公式即可。例如: R=A+BC
=A(B+B)(C+C)+(A+A)BC
=ABC+ABC+ABC+ABC+ABC S=AB十BC+AC
=AB(C+C)+(A+A)BC+A(B+ B)C
=ABC+ABC+ABC+ABC+A BC
读者完全可以想象得到,一个复合命题的“完全式”的某个项,便可表示为下图立方体中的某个顶点。标出这些顶点,便得到相应复合命题的几何
模型。
例如,对于复合命题
X=ABC+ABC+ABC Y=ABC+ABC+ABC+ABC
我们可以分别得到如下的几何模型。
可能读者已经发现,图中的某些棱已被画为粗线。这是因为当一条棱的两端同时出现在逻辑和的表示式中
时,该逻辑式一定可以简化。例如上右图的点(ABC)与(ABC)由于
ABC+ABC=(A+A)BC=BC
这意味着它可简化为连接两点的棱 BC。,由图知,X、Y 可简化为:
X=BC+A BC
Y=AB+BC+AC
同理,若立体模型中某个面的四个顶点同时出现在逻辑和的表示式中, 那么这部分的表示式便可简化为代表这个面的一个字母。例如,前面提到的
T=ABC+ABC+A BC+A BC
右端四项,分别表示上图 A 面上的四个顶点,于是 T 可简化为 A。事实
上,直接计算有:
T=AB(C+C)+A B(C+C)
=AB+A B=A(B+B)
=A
需要说明的是:在作命题简化的时候,我们只需从逻辑和的标准式开始就可以了。因为标准式一般比“完全式”来得简单。引进“完全式”只是为了讲解上的方便。实践上对于已经简化了的东西,是无需回到更为复杂的模式上去的。这好比马拉松赛跑,此时你已经跑了 3 公里,如果你想向观众表明你有能力跑完全程,那么你完全不必回到起点重新跑起,接下跑到终点就是了!
为了让读者有所仿效,下面我们举一个用立方体简化复合命题的完整的例。已知:
U=AB+BC+A BC+A BC
画出命题 U 的几何模型容易看出,图中有四个顶点位于 A 面上,从而命题 U 可以简化为:
U=A+BC
可能有的读者会问:前面讲的都是三个基本命题的情形,对于四个或更多基本命题的情形又该怎么办呢?要回答这个问题我们还需要许多其他的知识,例如需要了解四维立方体或多维立方体的概念等等,在这里就不讲了。