本文概述
- 布尔代数的性质
- 子代数
- 同构布尔代数
- 布尔函数
由于(B, ∧, ∨)是互补的分布格, 因此B的每个元素都有唯一的互补。
布尔代数的性质 1.交换性质:
(i)a + b = b + a(ii)a * b = b * a
2.分布特性
(i)a +(b * c)=(a + b)*(a + c)(ii)a *(b + c)=(a * b)+(a * c)
3.身份属性
(i)a + 0 = a(ii)a * 1 = a
4.补充法律:
(i)a + a’ = 1(ii)a * a’ = 0
子代数 考虑一个布尔代数(B, *, +, ‘ , 0, 1)并让A?B。然后(A, *, +, ‘ , 0, 1)称为的子代数或子布尔代数如果A本身是布尔代数, 则B, 即A包含元素0和1并在*, +和’ 操作下关闭。
【布尔代数解析】示例:考虑布尔代数D70, 其Hasse图如图所示:
显然, A = {1, 7, 10, 70}和B = {1, 2, 35, 70}是D70的子代数。由于操作operation, ∨和’ 都关闭了A和B。
注意:布尔代数的子集可以是布尔代数, 但是它可能是子代数, 也可能不是子代数, 因为它可能不会关闭B上的运算。 同构布尔代数 如果存在一对一的对应关系f, 则两个布尔代数B和B1被称为同构:B?B1保留B中任何元素a, b的三个运算+, *和’ , 即f(a + b)= f (a)+ f(b)f(a * b)= f(a)* f(b)且f(a’ )= f(a)’ 。
示例:以下是两个不同的布尔代数, 其中两个元素是同构的。
1.第一个是布尔代数, 它由?(集合包含)下的幂集P(S)派生, 即, 令S = {a}, 然后让B = {P(S), ∪, ∩, ‘ }是具有两个元素P(S)= {?, {a}}的布尔代数。
2.第二个是布尔代数{B, ∨, ∧, ‘ }, 具有两个元素1和p(其中p是素数), 在运算除法后, 即B = {1, p}。因此, 我们有1∧p = 1和1∨p = p以及1’ = p和p’ = 1。
该表显示了布尔代数(B, *, +, ‘ , 0, 1)的所有基本属性, 其中任何元素a, b, c都属于B.B的最大和最小元素分别由1和0表示。
1. a≤biff a + b = b 2. a≤biff a * b = a 3.幂等律4.交换性质(i)a + b = a(i)a + b = b + a(ii )a * a = a(ii)a * b = b * a 5.缔合特性6.吸收定律(i)a +(b + c)=(a + b)+ c(i)a +(a * b) = a(ii)a *(b * c)=(a * b)* c(ii)a *(a + b)= a 7.身分定律8.空定律(i)a + 0 = a(i )a * 0 = 0(ii)a * 1 = a(ii)a + 1 = 1 9.分配律10.补律(i)a *(b + c)=(a * b)+(a * c)(i)0’ = 1(ii)a +(b * c)=(a + b)*(a + c)(ii)1’ = 0(iii)a + a’ = 1(iv)a * a’ = 0 11.内卷律12.德摩根定律(a’ )’ = a(i)(a * b)’ =(a’ + b’ )(ii)(a + b)’ =(a ‘ * b’ )
注意:1.对于每个a∈B, 0≤a≤1。2.每个元素b具有唯一补码b’ 。 布尔函数 考虑布尔代数(B, ∨, ∧, ‘ , 0, 1)。如果n个变量的布尔表达式可以指定, 则从A” 到A的函数称为布尔函数。
对于二值布尔代数, 从[0, 1] n到[0, 1]的任何函数都是布尔函数。
示例1:该表显示了从{0, 1} 3到{0, 1}的函数f
(x, y, z) | f |
(0, 0, 0) | 0 |
(0, 0, 1) | 0 |
(0, 1, 0) | 1 |
(0, 1, 1) | 0 |
(1, 0, 0) | 1 |
(1, 0, 1) | 1 |
(1, 1, 0) | 0 |
(1, 1, 1) | 1 |
(x, y) | f |
(0, 0) | 1 |
(0, 1) | 0 |
(0, 2) | 0 |
(0, 3) | 3 |
(1, 0) | 1 |
(1, 1) | 1 |
(1, 2) | 0 |
(1, 3) | 3 |
(2, 0) | 2 |
(2, 1) | 0 |
(2, 2) | 1 |
(2, 3) | 1 |
(3, 0) | 3 |
(3, 1) | 0 |
(3, 2) | 0 |
(3, 3) | 2 |