合取与析取的真值:真值表与例题详解

“4 是偶数且大于 10”是一个假命题,尽管前半句为真。合取命题只有在组成它的两个命题都为真时才为真。 把同一个例子中的“且”换成“或”,命题就变成了真命题,因为这里的“或”表示相容析取,至少一个命题为真,整体就为真。数字没有变,连接词却改变了结果。

解这类题时,先判断每个部分的真值,再应用连接词对应的规则。句子里有一条正确的信息,并不足以说明整个句子为真。

一个带有两个搭扣的旧饭盒的特写;其中一个搭扣已打开,另一个仍然扣着,只有两个搭扣都打开才能打开饭盒

先看两个简单命题

这里的逻辑命题是指能够判断真假的陈述句。例如,“4 是偶数”为真,因为 4 能被 2 整除。而“4 大于 10”为假。

把第一个命题记为 p,第二个记为 q。这两个符号只是句子的简写,不会改变句意。在符号旁写出各自的真值:

  • p:4 是偶数——真。
  • q:4 大于 10——假。

遇到含有变量的句子,需要先看已知条件。比如“x 大于 10”,如果不知道 x 的值,也没有足以判断的条件,就无法确定它的真假。下面都用具体的数举例,方便把注意力放在逻辑连接词上。

合取、析取与否定的真值表

合取用符号 表示,意思是“且”:两个命题必须同时为真。相容析取用符号 表示,意思是“或”:至少一个命题为真,结果就为真,两个都为真也可以。否定用符号 ¬ 表示,会将命题的真值反转。OpenStax 关于构建真值表的讲解介绍了这些规则。

p q 合取 p ∧ q 析取 p ∨ q 否定 ¬p

横着读这张表。先找到与 pq 的真值相符的行,再查看所求运算的那一列。最后一列只取决于 p,所以 q 改变时,p 的否定不会随之改变。

可以这样记:合取只有一种情况为真,相容析取只有一种情况为假。理解了这个条件,就不必逐行死记硬背。

用数字 4 的例题练一遍

题目要求判断“4 是偶数且大于 10”的真值。

  1. 在连接词“且”处拆开句子,得到“4 是偶数”和“4 大于 10”。
  2. 判断每个部分:前者为真,后者为假。
  3. 确定运算:“且”表示合取 p ∧ q
  4. 应用规则:真与假进行合取,结果为假,因为两个条件没有同时满足。

完整答案是:该命题为假,因为 4 不大于 10,而合取要求两个部分都为真。 写出答案时也写出原因,说明是哪一部分让合取命题为假。

保留这两个简单命题,换一种组合或加入否定,结果如下:

命题 真值 原因
4 是偶数或大于 10 第一个部分为真,这就满足了相容析取的条件
4 不大于 10 这是对假命题“4 大于 10”的否定
4 是偶数且不大于 10 两个部分都为真

如果你写的是“合取命题为真,因为 4 是偶数”,那就只检查了其中一个部分。回头检查第二个部分,确认两个条件是否同时满足。即使题目换了数字或调换了两个命题的顺序,这种检查方法也适用。

为什么两个部分都为真时,“或”仍然为真?

这里使用的是相容析取。例如,“12 是偶数或能被 3 整除”为真。两个部分都为真,并不会让析取命题变成假命题。

日常对话中的“或”有时表示只能选一个,比如点套餐时,饮料只能选一种。因此,不能直接把日常对话中的含义套用到符号 上。如果题目要求“两个命题中恰好一个为真,不能同时为真”,描述的就是不相容析取,也叫异或:恰好一个命题为真时,结果为真;两个都为真或都为假时,结果为假。OpenStax 关于复合命题的讲解解释了“或”的这两种用法。

注意否定的位置

“4 大于 10”的否定是“4 不大于 10”。对于实数,x > 10 的否定是 x ≤ 10,因为否定也包含相等的情况。

否定一个复合命题时,需要留意括号。沿用第一个例子的真值,p 为真,q 为假:

  • ¬(p ∧ q) 为真:先计算合取,得到假,再否定这个结果。
  • (¬p) ∧ q 为假:只否定 p,得到假,再与同样为假的 q 进行合取。

¬(p ∧ q) 中,否定作用于括号内的整个表达式,所以先计算合取的真值,再取否定。而在 (¬p) ∧ q 中,否定只作用于 p。因此,判断真值时必须看清否定的范围;上面两种写法就得到了不同的结果。

先做题,再看答案

为每道题写出真值和一句简短的理由。尤其要对比前两题:简单命题完全相同,改变的只有连接词。

  1. “9 是奇数且小于 5”。
  2. “9 是奇数或小于 5”。
  3. “8 是奇数或大于 20”。
  4. “15 不是 5 的倍数”。
  5. 如果 p 为假,q 为真,p ∨ (¬q) 的真值是什么?
  6. “18 是偶数或是 3 的倍数”。判断命题的真值,并解释两个部分同时为真对结果有什么影响。

答案与解析

  1. 假。 9 确实是奇数,但它不小于 5。真与假进行合取,结果为假。
  2. 真。 两个部分的真值没有变化,但相容析取只需要“9 是奇数”这个部分为真就够了。
  3. 假。 8 不是奇数,也不大于 20。这是相容析取唯一为假的情况:两个部分都为假。
  4. 假。 15 是 5 的倍数,因为 15 = 3 × 5。“15 是 5 的倍数”为真,所以它的否定为假。
  5. 假。 因为 q 为真,所以 ¬q 为假。此时运算变成了两个假命题的析取。
  6. 真。 18 是偶数,也是 3 的倍数。两个部分同时为真时,相容析取为真;它不要求恰好只有一个命题为真。

把自己犯的错做成卡片

根据出错的原因设计卡片。如果你混淆了两种连接词,就保留相同的真值,只替换连接词。如果错在否定,就在卡片正面清楚地标出否定的位置。

卡片正面 卡片背面
p 为真,q 为假。p ∧ q 的真值是什么?为什么? 假;合取要求两个命题都为真
p 为真,q 为假。p ∨ q 的真值是什么? 真;至少有一个命题为真
对于实数,x > 10 的否定是什么? x ≤ 10;否定包含相等的情况
p 为假,q 为真。计算 p ∨ (¬q) 的真值 假;q 的否定为假,假与假进行析取,结果为假

先作答,再翻到背面核对,然后在纸上换一组数字再做一道题。你可以用纸质卡片,也可以在应用中制作正反面卡片,具体步骤见入门指南。想进一步运用这种方法,可以阅读如何用抽认卡学习数学如何制作更清晰的抽认卡

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