Definíció Legyen
elsőrendű klózhalmaz, továbbá a
-ban szereplő függvényszimbólumok halmaza
, konstansszimbólumok halmaza
. A
klózhalmaz Herbrand-univerzumán az alábbiakban definiált
halmazt értjük:
Herbrand-bázisa a
-beli termekből épített zárt atomok halmaza.
Példa Legyen
. Mivel
-ban nincs konstansszimbólum, ezért legyen
egy tetszőleges szimbólum.
.
-ban függvényszimbólum sincs, ezért
A klózhalmaz Herbrand-bázisa pedig
Példa Legyen
. Ekkor
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ... | ||
|
|
|
. |
Herbrand-bázisa
Példa Legyen
. Ekkor
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|||
|
|
Definíció Egy
klózhalmaz
leíró nyelve Herbrand-interpretációinak nevezzük és
-vel jelöljük a nyelv olyan interpretációit, melyek univerzuma éppen
,
minden
konstansszimbólumhoz
a
univerzumelemet (önmagát) rendeli, és
minden
aritású
függvényszimbólumhoz
hozzárendeli azt az
műveletet, amelyikre minden
esetén
Egy
elsőrendű klózhalmaz Herbrand-interpretációi tehát csak a
-ban előforduló predikátumszimbólumok interpretálásában különböznek. Ezért világos, hogy
egy
Herbrand-interpretációját a következő módon is leírhatjuk: legyen
Herbrand-bázisa és legyen
Ekkor a
Herbrand-interpretációt az
literál-halmaz egyértelműen megadja.
Példa A
klózhalmaz Herbrand-univerzuma:
Herbrand-bázisa:
Néhány Herbrand-interpretáció:
|
|
= |
|
|
|
= |
|
|
|
= |
|
Az alábbi ábrán bejelöltük az
Herbrand-interpretációkat.

Definíció A
klózhalmaz
leíró nyelvének legyen
valamely
univerzum feletti interpretációja. Az
-nek megfelelő Herbrand-interpretáció
-nak egy olyan
Herbrand-interpretációja, amelyre teljesül, hogy van olyan
függvény, hogy
a
zárt atom pontosan akkor igaz
-ban, amikor a (,,neki megfelelő'')
atom az
értékelés mellett igaz
-ben .
Könnyen belátható, hogy egy elsőrendű klózhalmaz nyelvének tetszőleges interpretációjához van megfelelő Herbrand-interpretáció.
Legyen
. Legyen a
a következőképpen definiálva:
ha
, akkor a
-ban szereplő extra konstanshoz
rendeljen tetszőleges
-beli elemet,
minden
(egyúttal
) konstansszimbólum esetén
legyen az
-beli elem,
az
alakú
-beli elemek esetén
legyen a
-beli elem.
Példa Legyen
. Legyen
a következő:
, az
interpretációja
, a predikátum- és függvényszimbólumokhoz pedig az alábbi reláció- és művelettáblákkal definiált relációkat és műveleteket rendeli
.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Herbrand-univerzuma:
Herbrand-bázisa:
Ekkor a
megfeleltetés:
Az
-nek megfelelő Herbrand-interpretáció:
Példa Legyen
. Vegyük észre, hogy
leíró nyelve az előző példabeli leíró nyelvtől csak abban különbözik, hogy ebben nincs konstansszimbólum. Interpretáljuk
nyelvét az
interpretációval, ami csak annyiban különbözik
-től, hogy konstansszimbólumot nyilván nem kell interpretálnia. Most a
megfeleltetés során
-hoz bármely univerzumelem hozzárendelhető. Tartsuk meg a többi Herbrand-univerzumbeli elemre az előző példabeli megfeleltetést.
Ha
, akkor az
-nek megfelelő Herbrand-interpretáció a fenti
.
Ha
, az
-nek megfelelő Herbrand-interpretáció
Tétel Ha egy
interpretáció kielégít egy
elsőrendű klózhalmazt, akkor az
-nek megfelelő Herbrand-interpretáció is kielégíti
-t.
Bizonyítás A definíció szerint ha
az
-nek megfelelő Herbrand-interpretáció, akkor van olyan
függvény, hogy minden
esetén az
a
-hez ugyanazt az igazságértéket rendeli, mint az
a
atomhoz az
értékelés mellett.
Tétel Egy
elsőrendű klózhalmaz akkor és csak akkor kielégíthetetlen, ha
-t nem elégíti ki a Herbrand-univerzuma feletti egyetlen Herbrand-interpretáció sem.
Bizonyítás
Tegyük fel, hogy
kielégíthetetlen. Ekkor
-t nem elégítheti ki (semmilyen univerzum felett) egyetlen interpretáció sem, így egyetlen Herbrand-interpretáció sem.
Tegyük fel, hogy
ugyan kielégíthetetlen az általa meghatározott Herbrand-univerzumon, de
nem kielégíthetetlen, azaz van olyan
univerzum és
interpretáció, amely
-t kielégíti. Legyen
a
-nek megfelelő Herbrand-interpretáció. Az előző tétel miatt
kielégíti
-t, pedig
a Herbrand-univerzum feletti interpretáció. Ellentmondásra jutottunk, tehát ha
kielégíthetetlen a Herbrand-univerzumán, akkor
kielégíthetetlen.
Egyik tétel sem áll fenn, ha
nem elsőrendű klózhalmaz. Vagyis, ha
zárt formulák tetszőleges halmaza, akkor általában nem igaz, hogy
kielégíthetetlenségének vizsgálata esetén elég lenne
-át csak a Herbrand-struktúrákkal interpretálni.
Példa Legyen
. A
kvantoros formulája nem elsőrendű klóz.
Herbrand-univerzuma:
,
Herbrand-bázisa:
. A
formulahalmazt egyik Herbrand-interpretáció sem elégíti ki. Azonban
kielégíthető, hiszen az az
feletti
interpretáció, melyben
,
és
, kielégíti
-át.
Definíció Legyen
egy klóz,
pedig
Herbrand-univerzuma. Legyen a
termhelyettesitésben
. Ez a helyettesítés
egy, a Herbrand-univerzum feletti értékelése. A
formulát a
klóz egy
feletti alappéldányának nevezzük.
Példa A
klózhalmaz klózainak Herbrand-univerzum feletti alappéldányai:
Tétel [Herbrand tétele] Egy
elsőrendű klózhalmaz akkor és csak akkor kielégíthetetlen, ha a
klózai Herbrand-univerzum feletti alappéldányainak van véges, itt kielégíthetetlen részhalmaza.
Példa
Legyen
. Az
elsőrendű klózhalmaz kielégíthetetlen, mert
Herbrand-univerzum feletti alappéldányainak
egy véges kielégíthetetlen részhalmaza.
A
kielégíthetetlen, mert
Herbrand-univerzum feletti alappéldányainak
egy véges, kielégíthetetlen részhalmaza. Ezek az alappéldányok
az
értékelés mellett álltak elő.