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Mathematical Logic & Algebraic structure

数学的黑洞

启发来源1

理发师悖论,与罗素悖论

与排除自指的数学体系类型论

希尔伯特纲领

  • 形式语言 公理,来建立数学。
    • 公理:约定俗成的命题,两点成一线 。算术的皮亚诺公理。
    • 形式语言:所有的句子变成符号: 存在任意量词 + 与或非 + 命题
  • 完备性Completeness ,一致性Consistency ,可判断性 Decidability
形式语言: f(x)在p处的极限为L
\[(\forall \varepsilon \gt 0)(\exist \delta \gt 0)(\forall x \in \R)(0 \gt |x-p|\gt\delta\Longrightarrow|f(x)-L|\lt\varepsilon)\]

哥德尔不完备定理

(即使排除了自指,还是不完备的)

数理逻辑 Mathematical logic

数理逻辑的奥秘在于,它试图将人类主观的推理思维过程客观化,并建立起主观推理与客观证明之间的联系。通过对形式语言的公理化来达到自然语言的公理化目标。

形式逻辑系统 与 一阶逻辑

  • 形式逻辑系统 (Formal logical systems)是数理逻辑表示的方法。
  • 一阶逻辑(英语:First-order logic),又称谓词逻辑(predicate logic)、量化逻辑(quantificational logic)、一阶谓词演算(first-order predicate calculus)2
  • 一阶逻辑在非逻辑对象上使用量化的变量,并且允许使用包含变量的句子,这样就可以有“存在x,使得x是苏格拉底并且x是人”形式的表达式,而不是像“苏格拉底是人”这样的命题,其中“存在”是一个量词,而x是一个变量。
  • 意义:这将它与命题逻辑区分开来,命题逻辑不使用量词或关系; 在这个意义上,命题逻辑是一阶逻辑的基础。

逻辑推理

  • 存在一个数 = 存在最小的
逻辑悖论导致的
  • 毕导爱拖更”和“毕导不爱拖更”同时成立1
  • 因为“毕导爱拖更”为真 “毕导爱拖更”或“黎曼猜想成立”必为真
  • “毕导爱拖更”、“黎曼猜想成立”至少有一个为真
  • 又因为“毕导不爱拖更”为真 所以前半句不成立,故“黎曼猜想成立”为真,证毕。

基本概念

  1. 逆否命题:命题 "如果 P,则 Q",其逆否命题是 "如果 非Q,则 非P"。逆否命题等价于原命题,当且仅当原命题的结构为蕴含式(implication)形式,即 "如果 P,则 Q"的If-Then 结构
  2. 存在量词与任意量词之间的转化: \(\((\exist x \sim Hx) \iff (\sim \forall x Hx)\)\) \(\((\sim \exist x Hx) \iff ( \forall x \sim Hx)\)\)

代数结构

在抽象代数里,代数结构(algebraic structure)是指装备了一个及以上的运算(最一般地,可以允许有无穷多个运算)的非空集合。一般研究的代数结构有群、环、域、格、模、域代数和向量空间等等。在数学中,更具体地说,在抽象代数中,代数结构是一个集合(称为载体集或底层集合),它在它上定义了一个或多个满足公理的有限运算。

GPT: 群,环,域区别
  1. 群:
  2. 定义: 群是一个集合,其中有一个二元运算(通常是加法或乘法),满足封闭性(运算的结果仍在集合内)、结合律、存在单位元素(对于加法是0,对于乘法是1)和每个元素都有逆元素。
  3. 例子: 整数集合与加法形成一个群,因为整数的加法满足上述条件。

  4. 环:

  5. 定义: 环是一个集合,其中有两个二元运算(通常是加法和乘法),满足封闭性、结合律、存在加法单位元素、存在加法逆元素、乘法分配律。
  6. 在环中,乘法逆元素对于0是未定义的。也就是说,在环中,存在一个乘法逆元素的元素不能为0。环的乘法可以有逆元素,但不要求对所有非零元素都有。
  7. 例子: 整数集合与加法和乘法形成一个环,因为整数的加法和乘法满足上述条件。

  8. 域:

  9. 定义: 域也是一个集合,其中有两个二元运算(通常是加法和乘法),满足封闭性、结合律、存在加法和乘法单位元素、存在加法逆元素、存在乘法逆元素、乘法分配律。额外的,域要求乘法逆元素对于0是未定义的。
  10. 在域中,每个非零元素都必须有乘法逆元素。换句话说,对于域中的任何非零元素,都存在一个元素与之相乘得到域中的乘法单位元素(通常是1)。
  11. 域是环的一种特殊情况,区别在于域要求乘法逆元素对于所有非零元素都是定义的。
  12. 例子: 实数或复数集合与加法和乘法形成一个域,因为它们的加法和乘法满足上述条件。

简而言之,这些结构是数学中用来研究运算规则和性质的工具。在计算机学习中,这些抽象概念可以用来建模和解决各种问题,例如在优化算法、密码学、图形学等领域。如果有具体的问题或关注的方面,请告诉我,我将尽力提供更详细的解释。

需要进一步的研究学习

暂无

遇到的问题

暂无

开题缘由、总结、反思、吐槽~~

秋招,百度的高铁柱面试官说,定义问题是很关键的一件事。能不能形式化的定义。(我已经很久没有注意这件事了,确实很重要。

参考文献