
【計】 Skolem standard form
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【化】 geepound
【建】 chry-; chryso-
human relations; logic; match; order; peer
【計】 normal form
斯柯倫範式(Skolem Normal Form,簡稱SNF)是數理邏輯中一階邏輯公式的一種标準化形式,由挪威數學家托拉爾夫·斯柯倫(Thoralf Skolem)于1920年提出。其核心目标是通過消去存在量詞(∃)并将公式轉換為僅含全稱量詞(∀)的前束範式,同時保持公式的可滿足性一緻。
斯柯倫範式要求公式滿足兩個條件:
斯柯倫範式在自動定理證明、模型檢測和計算機科學中具有重要作用。例如:
原公式:$forall x exists y , (P(x) lor eg Q(y))$
轉換後:$forall x , (P(x) lor eg Q(f(x)))$,其中$f$為斯柯倫函數。
斯柯倫範式(Skolem standard form)是一階邏輯公式的一種标準形式,其核心特點是僅包含全稱量詞的前束範式,通過消除存在量詞并引入Skolem函數,使公式在可滿足性上與原式等價。以下是具體解釋:
基本結構
斯柯倫範式将原始公式中的存在量詞替換為Skolem函數,最終形式為:
$$forall x_1 forall x_2 dots forall x_n , M(x_1, x_2, dots, x_n)$$
其中 ( M ) 是不含量詞的母式。
核心目的
轉化為前束範式
将公式轉換為所有量詞位于左端的前束範式,例如:
$$forall x exists y , R(x, y) quad Rightarrow quad forall x , R(x, f(x))$$
這裡存在量詞 (exists y) 被替換為 Skolem 函數 ( y = f(x) )。
處理存在量詞
合并與簡化
對于複雜公式(如合取式 (alpha_1 land alpha_2)),可分别對每個子公式進行斯柯倫化,再合并量詞。
非唯一性
斯柯倫範式不唯一,具體形式取決于Skolem函數的選擇(例如函數複雜度)。
二階邏輯等價性
轉換過程本質是二階邏輯的等價應用,例如:
$$forall x exists y , R(x,y) iff forall x , R(x, f(x))$$
但轉換後的一階公式與原公式僅在可滿足性上等價,而非邏輯等價。
斯柯倫範式通過消除存在量詞簡化邏輯結構,是數理邏輯和自動推理中的重要工具。其轉換過程需結合前束範式與Skolem函數,結果形式靈活但需注意可滿足性等價性。
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