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数学
题目

【单选题】设 B 是不含变元 x 的公式,谓词公式 ( x)(A(x) → B) 等价于 ()A. ( x)A(x) → B B. ( x)A(x) → B C. A(x) → B D. ( x)A(x) → ( x)B

【单选题】设 B 是不含变元 x 的公式,谓词公式 ( x)(A(x) → B) 等价于 ()
A. ( x)A(x) → B
B. ( x)A(x) → B
C. A(x) → B
D. ( x)A(x) → ( x)B

题目解答

答案

( x)A(x) → B

解析

考查要点:本题主要考查谓词逻辑中的量词与蕴含关系的等价转换,特别是当公式中存在不含特定变元的子公式时的处理方式。

解题核心思路:

  1. 蕴含转换:将蕴含式 $A(x) \to B$ 转换为析取式 $\neg A(x) \lor B$。
  2. 量词分配律:当子公式中的一部分不含变元 $x$ 时,全称量词 $\forall x$ 可对含 $x$ 的部分单独作用,不含 $x$ 的部分可提取到量词外。
  3. 等价变形:结合德摩根律和量词转换规则,推导出最终等价形式。

破题关键点:

  • B不含变元x:这意味着 $B$ 是一个与 $x$ 无关的命题,可视为常量。
  • 全称量词与析取式的关系:$\forall x (\neg A(x) \lor B)$ 可分解为 $\forall x \neg A(x) \lor B$,进一步等价于 $\exists x A(x) \to B$。

原式 $\forall x (A(x) \to B)$ 的等价推导过程如下:

步骤1:将蕴含式转换为析取式

根据蕴含等价式 $A \to B \equiv \neg A \lor B$,原式可改写为:
$\forall x (\neg A(x) \lor B)$

步骤2:应用量词分配律

由于 $B$ 不含变元 $x$,全称量词 $\forall x$ 仅作用于 $\neg A(x)$,而 $B$ 可提取到量词外:
$\forall x \neg A(x) \lor B$

步骤3:转换为存在量词形式

根据德摩根律 $\forall x \neg A(x) \equiv \neg \exists x A(x)$,上式等价于:
$\neg \exists x A(x) \lor B$

步骤4:再次应用蕴含等价式

将析取式转换为蕴含式:
$\exists x A(x) \to B$

结论:原式 $\forall x (A(x) \to B)$ 等价于 $\exists x A(x) \to B$,对应选项 B。

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