
【計】 prenex normal; prenex normal form; prenex-normal form
前束範式(Prenex Normal Form)是數理邏輯中一階邏輯公式的标準形式之一,指所有量詞均位于公式最前端且作用域延伸到公式末尾的表達式結構。其英文術語"Prenex"源自希臘語"πρόθεσις"(前置),描述量詞被"前移"的特征。
從漢英詞典視角解析,該術語由三部分構成:
數學定義可表示為: $$ Q_1x_1Q_2x_2...Q_nx_nM $$ 其中$Q_i$為量詞(∀或∃),$x_i$為變量,$M$為不含量詞的母式(matrix)。例如公式$forall x exists y (P(x) lor Q(y))$即符合前束範式結構。
該範式在自動定理證明、程式驗證等領域具有重要應用價值。根據劍橋大學數理邏輯教材,任何一階邏輯公式均可通過等價變換轉換為前束範式,這種轉換過程包含量詞前移、變量改名等操作步驟。
權威參考文獻:
前束範式是數理邏輯中謂詞邏輯公式的一種标準化形式,其核心特征是将所有量詞集中在公式最前端,且這些量詞的轄域覆蓋整個公式的剩餘部分。以下是詳細解析:
結構特征
前束範式可表示為:
$$(Q_1x_1)(Q_2x_2)dots(Q_kx_k)A$$
其中:
核心要求
有效前束範式:
$forall x exists y (P(x) to Q(x,y))$,其中量詞在前,母式$(P(x) to Q(x,y))$無量詞。
非前束範式:
$forall x (P(x) lor Q(x)) to exists y R(y)$,因量詞未集中在公式前端,且轄域未覆蓋整個公式。
前束合取/析取範式
斯科朗範式
一種特殊前束範式,要求所有存在量詞($exists$)位于全稱量詞($forall$)之前,例如:
$exists x forall y (P(x,y) land Q(y))$。
前束範式通過标準化量詞位置,簡化了謂詞邏輯公式的分析和推理過程,常用于:
注意:需區分“前束範式”與計算模型中的同名概念(如提到的求值順序範式),兩者屬于不同領域術語。
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