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逻辑函数化简. 

来源:学生作业帮 编辑:大师作文网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/11/11 00:14:45
逻辑函数化简.
 
逻辑函数化简. 
这题没什么难的,唯一需要考虑的就是【约束条件】.【约束条件】你应该学过,我说一下我的理
  【约束条件】是通过外界条件——即与逻辑函数本身无关的条件——对自变量的【某些取值】进行的一种限制.对自变量的取值来说,【约束】是限制条件;但对于逻辑函数的化简,它却是“辅助条件”.要知道,逻辑函数本身,也是对自变量取值的一种“限制”.现在,因为外界条件已经对自变量的这些取值做了考虑,那就无须逻辑函数再去考虑这些取值了.可以这么看:
  带约束的逻辑函数,总是包含两部分:①、逻辑函数的表达式;②、约束表达式.它们共同决定了自变量的取值与因变量——即逻辑函数的最终输出——的关系.对逻辑函数表达式(指①)进行化简也好,进行变形也好,变换之后,会形成一个新的表达式,不妨记作:①′.
  对于以前普通的逻辑函数,我们肯定会要求:①′=①.但现在,我们有了【约束条件】——②.因为新的逻辑函数肯定还是要包含以上两部分的,即:①′和②.那么我们的要求就变成了:
    ①′② = ①②;
  因为②的存在,就使得①′和①可以有少许的不同——只要②能够将这些不同“找补”回来就行了.出于简化的目的,①′通常比①包含更多的最小项.
  从本题也不难看出,原函数F只有4个最小项,但A、B、C、D四个选项,每一个所包含的最小项都超过了4个.
  以上是化简的原理,也是基本原则,具体方法教材上都有.卡诺图法应该是最好的方法,我现在只把结果告诉你:
  F的4个最小项的表达式为:
    A′B′C′D′、A′B′CD′、AB′C′D、ABC′D;(A′表示:A的非)
  约束条件为我们提供了7个最小项,我只写用到的4个:
    A′BC′D′、A′BCD′、AB′CD、ABCD;
  以上2组共8个最小项就可以合并为最简与或式了:
    第1组的前2个,和第2组的前2个,合并为:A′D′;
    第1组的后2个,和第2组的后2个,合并为:AD;
  结果很明显了,答案就是选项C:A′D′+AD;
再问: 非常感谢你的回答。可以用约束条件的7个最小项与表达式的4个最小项进行逻辑加吗?这样的话容易理解一些。单独抽出4项来合并不是很明白。
再答:  从“变换的等价性原则”来看,你可以把【约束条件】7个最小项的“任意多个”,与【函数表达式】的4个最小项进行逻辑加——这是带约束的逻辑函数的【基本性质】,也是解决此类题目的关键中的关键。  所以你当然可以将这7项全部与函数表达式进行逻辑加,但是这样就达不到“化简”的目的了。  我前面长篇大论所说的那些“原理”、“原则”,其实都是为了说明这个【基本性质】。如果你还不明白,那举个例子:  给定不等式:   ①:x²≤100  解,得:   ①:-10≤x≤10  现在为原式增加一个【约束条件】:   ②:x>0  此时原题就应该表述为①和②的联立不等式组。再来解不等式①,就可简化一下结果了:   ①′:x≤10   ②:x>0——约束条件是必须要写的;  对这个题目,本来我们需要考虑x在【实数集】上的所有取值,以最终确定x的正确范围。但是约束条件②,将我们的考虑范围缩小到【正实数集】。即:②已经把所有的【非正实数】考虑过了。既然已经考虑过了,那么在对①式的处理中,我们: (1)既可以,对②已经考虑过的【非正实数】,都不再做任何考虑; (2)也可以,将这些【非正实数】,都再考虑一遍; (3)还可以,对这些【非正实数】,考虑一部分,忽略另一部分; 所以,本题理论上可以有无数组  ①′′:-100≤x≤10  ②:x>0  ①′′′:-20≤x≤10  ②:x>0  … 它们最终都表达了x∈(0,10]这个意思,所以,它们都是等价的。你要明白:  虽然①、①′、①′′、①′′′…各不相同,但由于②的存在,它们分别与②所组成的“不等式组”,却都是等价的。记住:  【约束条件】,不只是在化简变形之前有效,在变形之后仍然有效,并必须作为结果的一部分进行考虑——这是“允许(局部)不等价变形”的根本原因。  同理,本题中【约束条件】已经对那7个最小项做了(取值上的)考虑,那么在对【函数表达式】分析时,对这7项就可做任意处理: (1)既可以,把它们都当作0处理;——结合卡诺图理解这句话; (2)也可以,把它们都当作1处理;——就像你所说的,将它们7个全部“逻辑加”到函数表达式中; (3)还可以,把它们一部分当作0,另一部分当作1处理;——我们就是把其中4个当作1,另外3个当作0处理的。  其实,是当作0还是1,完全是根据“化简”的需要——这一点可以在卡诺图中看出来。
再问: 谢谢你如此详尽的回答。能给个您的联系方法吗?
再答: QQ:727073035