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关键布尔代数恒等式:全面概览

数学中恒等式为对其变量所有可能值均真命题。

代数恒等式 x + 0 = x 告诉我们任何东西(x)加零等于原“任何东西”,无论“任何东西”(x)取何值。

同普通代数,布尔代数基于布尔变量二值态有自身独特恒等式。

 

加法恒等式

加零

第一布尔恒等式:任何东西与零之和等于原“任何东西”。

此恒等式无异于实数代数对应式:

 

关键布尔代数恒等式:全面概览

 

无论A值,输出恒同:A=1时输出1;A=0时输出0。

 

加一

下一恒等式绝对不同于常规代数任何见过。发现“任何东西”与一之和为一:

 

关键布尔代数恒等式:全面概览

 

无论A值,A与1之和恒为1。在某种意义上,“1”信号覆盖A对逻辑电路影响,固定输出逻辑电平为1。

 

量与自身相加

次考察A与A相加效应,等同将或门两输入短接并用同一信号驱动:

 

关键布尔代数恒等式:全面概览

 

实数代数中同变量和为原变量两倍(x + x = 2x),但布尔数学无“2”概念,仅1和0,故不能说 A + A = 2A。

因此布尔量自加和等于原量:0 + 0 = 0,1 + 1 = 1。

 

量与其补相加

引入布尔独有补概念进加法恒等式,发现有趣效应。因任一变量与其补间必有一“1”值,且任布尔量与1和为1,变量与其补之和必为1:

 

关键布尔代数恒等式:全面概览

 

乘法恒等式

正如四加法恒等式(A+0, A+1, A+A, A+A'),也有四乘法恒等式:Ax0, Ax1, AxA, AxA'。前两个同常规代数对应式无异:

 

关键布尔代数恒等式:全面概览

关键布尔代数恒等式:全面概览

 

量自乘

第三乘法恒等式表达布尔量自乘结果。常规代数中变量自乘为变量平方(3 x 3 = 3² = 9)。

但平方概念隐含量“2”,布尔代数无意义,故不能说 A x A = A²。

反而发现布尔量自乘积等于原量,因 0 x 0 = 0 和 1 x 1 = 1:

 

关键布尔代数恒等式:全面概览

 

量与其补相乘

第四乘法恒等式无常规代数对应,因用变量补——布尔数学独有概念。因变量与其补间必有一“0”值,且任布尔量与0积为0,变量与其补积必为0:

 

关键布尔代数恒等式:全面概览

 

总结,四基本布尔加法恒等式和四乘法恒等式:

 

关键布尔代数恒等式:全面概览

 

双重补

另一与补相关恒等式为双重补:变量反相两次。变量补两次(或任意偶数次)结果为原布尔值。这类似实数代数取反(乘-1):偶数次取反抵消留原值:

 

关键布尔代数恒等式:全面概览

 

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