Problem 1
根据定义,由于任何 interpretation 要么满足 formula ,要么满足他的否定,所以
而由题意
即得到
亦即
Problem 2

- 考虑 ① ③ 满足,而 ② 不满足的一种 interpretation:
- 考虑 ② ③ 满足,而 ① 不满足的一种 interpretation :
显然满足对称性,而对于传递性, 表明 均同号且不为零,故 是成立的,但 不满足自反性,当 时即不成立
- 考虑 ① ② 满足,而 ③ 不满足的一种 interpretation:
三个性质都比较显然
Problem 3
我们构造一个 interpretation,满足其 universe ,而所有 满足 , 满足 ,所有变量与常数赋为 ,这保证了封闭性
在这种条件下,首先:所有 term 均为 ,因为变量,常数和 生成的结果均为 。
因此, 成立, 也成立,故所有 atomic 公式都成立
接下来,假设对于 positive formula 和 ,均有 ,则显然
而 即相当于 时 成立,由于 中变量的赋值必为 ,故这两个公式都是成立的。因此从原子公式开始可以归纳得到这些类型的公式都是成立的。
而 不存在,故不用考虑,综上知这个 interpretation 对任意形式的 positive formula 都保证了成立,即其为可满足的
Problem 4

若存在一个满足 的 interpretation ,我们可以直接构造一个 的 interpretation ,其 universe 与 相同,且所有 中的符号和变量的表示相同,则根据 coincidence lemma,
另一方面,若存在 ,其所有 中的符号和变量的表示构成的表示 亦由 coincidence lemma 可知满足
Problem 5

自反性:考虑恒等映射 ,显然构造了一个 到他自身的同构
交换性:假设映射 为对应的同构,则由于 为双射,可以构造
为 到 的一个同构
传递性,假设映射 , 构造了 到 , 到 的同构,则
满足
与
故构造了从 到 的同构
综上证毕