
【計】 De Morgan's Law
德·摩根定理(De Morgan's Theorems)是布爾代數與集合論中的基礎定律,描述了邏輯運算“與”(AND)、“或”(OR)及“非”(NOT)之間的轉換關系,同時也在集合的補集、交集與并集運算中具有對應形式。以下是其中英文對照的詳細解釋:
兩個變量的“與”運算取反,等價于各自取反後的“或”運算;兩個變量的“或”運算取反,等價于各自取反後的“與”運算。
公式表達:
$$
eg(A land B) = eg A lor eg B
eg(A lor B) = eg A land eg B $$
"The complement of a conjunction is the disjunction of the complements, and the complement of a disjunction is the conjunction of the complements."
Formula:
$$ overline{A cdot B} = bar{A} + bar{B} overline{A + B} = bar{A} cdot bar{B} $$
兩個集合交集的補集等于各自補集的并集;兩個集合并集的補集等于各自補集的交集。
公式表達:
$$ (A cap B)^c = A^c cup B^c (A cup B)^c = A^c cap B^c $$
"The complement of an intersection is the union of the complements, and the complement of a union is the intersection of the complements."
Formula:
$$ (A cap B)^{complement} = A^{complement} cup B^{complement} (A cup B)^{complement} = A^{complement} cap B^{complement} $$
eg(A land B) = eg A lor eg B) 為例)** | (A) | (B) | (A land B) | ( eg(A land B)) | ( eg A) | ( eg B) | ( eg A lor eg B) | |-------|-------|--------------|---------------------|------------|------------|------------------------| | 0 | 0 | 0| 1 | 1| 1| 1| | 0 | 1 | 0| 1 | 1| 0| 1| | 1 | 0 | 0| 1 | 0| 1| 1| | 1 | 1 | 1| 0 | 0| 0| 0|
結果完全一緻,定理成立。
→ 二者相等,驗證定理。
用于簡化邏輯門電路(如将AND-OR結構轉換為NAND-NAND結構),降低芯片複雜度。
轉換複雜條件語句(如 !(a && b)
→ !a || !b
),提升代碼可讀性與執行效率。
推導事件概率關系(如 (P(A cap B)^c = P(A^c cup B^c)))。
De Morgan's Laws(定理的數學形式化定義及證明)。
De Morgan’s Logic(曆史背景與邏輯學意義)。
詞條 "De Morgan laws"(标準英文術語釋義)。
注:定理命名自19世紀英國數學家奧古斯都·德·摩根(Augustus De Morgan),其著作《Formal Logic》(1847)首次系統闡述該規律。
德·摩根定理(De Morgan's Laws)是邏輯學和集合論中的基本定律,由英國數學家奧古斯都·德·摩根(Augustus De Morgan)在19世紀提出。它描述了邏輯非運算(否定)與合取(邏輯與)、析取(邏輯或)之間的轉換關系,以及在集合論中補集、交集、并集之間的對應關系。
在命題邏輯中,德·摩根定理分為兩個部分:
否定合取的分解
$$
eg (A land B) equiv
eg A lor
eg B$$
即:“非(A且B)”等價于“非A或 非B”。
例子:如果命題“今天下雨且刮風”為假,則意味着“今天不下雨或 不刮風”。
否定析取的分解
$$
eg (A lor B) equiv
eg A land
eg B$$
即:“非(A或B)”等價于“非A且 非B”。
例子:如果命題“今天晴天或溫暖”為假,則意味着“今天不是晴天且 不溫暖”。
在集合運算中,定理表現為補集與并集、交集的轉換:
并集補集的分解
$$(A cup B)^c = A^c cap B^c$$
即:A和B的并集的補集等于A的補集與 B的補集的交集。
例子:所有“不屬于貓或狗的動物” = 所有“不是貓的動物且不是狗的動物”。
交集補集的分解
$$(A cap B)^c = A^c cup B^c$$
即:A和B的交集的補集等于A的補集或 B的補集的并集。
例子:所有“不同時是紅色和圓形的物體” = 所有“不是紅色的物體或不是圓形的物體”。
!(x > 5 && y < 3)
改寫為 x <= 5 || y >= 3
。德·摩根定理揭示了邏輯運算和集合運算的對稱性,是構建布爾代數、數字電路和算法邏輯的基礎工具。通過它,可以更高效地處理涉及否定的複雜命題或集合關系。
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