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逻辑代数中的三大基本准则

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:反演定理为求取已知逻辑式的反逻辑式提供了方便。 若Y=′+C,求Y′。而任何一个逻辑式的取值也不外乎0和1两种,所以用它取代式中的A时,等式自然也成立。因此,可以将代入定理看作无须证明的公理。用代入定理证明(A+B)′=A′B′及′=A′+B′。

逻辑代数中的三大基本准则

(1)对偶规则

若两逻辑式相等,则它们的对偶式也相等,这就是对偶定理。

所谓的对偶式是,对于任何一个逻辑式Y,若将其中的“·”换成“+”,“+”换成“·”,0换成1,1换成0,则得到一个新的逻辑式YD,这个YD就是称为Y的对偶式,或者说Y和YD互为对偶式。

例如,若Y=A(B+C),则YD=A+BC

若Y=(AB+CD)′,则YD=((A+B)(C+D))′

若Y=AB+(C+D)′,则YD=(A+B)(CD)′

为了证明两个逻辑式相等,也可以通过证明它们的对偶式相等来完成,因为有些情况下证明对偶式相等更加容易。

【例2.3.2】 证明式子:A+BC=(A+B)(A+C)解:首先写出等式两边的对偶式,得到:

根据乘法分配律可知,这两个对偶式是相等的,亦即A(B+C)=AB+AC。

由对偶定理即可确定原来的两式也一定相等,于是式子得到证明。

(2)反演定理

对于任意一个逻辑式Y,若将其中所有的“·”换成“+”,“+”换成“·”,0换成1,1换成0,原变量换成反变量,反变量换成原变量,则得到的结果就是Y′。这一规律称为反演定理。

反演定理为求取已知逻辑式的反逻辑式提供了方便。在使用反演定理时需要注意遵守以下两个规则:

① 仍需遵守“先括号、然后乘、最后加”的运算优先次序。(www.xing528.com)

② 不属于单个变量上的反号应保留不变。

【例2.3.3】 若Y=((AB′+C)′+D)′+C,求Y′。

解:依据反演定理可直接写出:

【例2.3.4】已知Y=A(B+C)+CD,求Y′。

解:根据反演定理可写出:

(3)代入定理

在任何一个包含变量A的逻辑等式中,若以另外一个逻辑式代入式中所有A的位置,则等式仍然成立。这就是所谓的代入定理。

因为变量A仅有0和1两种可能的状态,所以无论将A=0还是A=1代入逻辑等式,等式都一定成立。而任何一个逻辑式的取值也不外乎0和1两种,所以用它取代式中的A时,等式自然也成立。因此,可以将代入定理看作无须证明的公理。

【例2.3.5】用代入定理证明(A+B)′=A′B′及(AB)′=A′+B′(即德·摩根律)。

解:已知(A+B)′=A′B′及(AB)′=A′+B′

以(B+C)代入左边等式中B的位置,同时以(BC)代入右边的等式中B的位置,于是得到:

对一个乘积项或逻辑式求反时,应在乘积项或逻辑式外边加括号,然后对括号内的整个内容求反。此外,在对复杂的逻辑式进行运算时,仍需遵守与普通代数一样的运算优先顺序,即先算括号里的内容,其次算乘法,最后算加法。

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