包含関係・部分集合「AB」「BA」の言い換え   


【言い換え1】  AB」「BA」は、「AcBc」「Bc A= Ω」「BAc = φ」「BA =  φ」と互いに言い換え可。   

【言い換え2】  「AB」「BA」は、「ABA」「ABB」と互いに言い換え可。


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AB」「BA」の言い換え可能表現: 「AcBc」「Bc A= Ω」「BAc = φ」「BA =  φ」 






【文献:証明付】
 ・中谷『論理』 5.3-B-(1)(p.125):証明付;5.3-B-練習問題4-1(3)(p.125):証明(p.183)→証明
 ・彌永昌吉・彌永健一『集合と位相I』 問題1.9(1)(pp.22-23)

【文献:証明なし】
 ・彌永『数の体系(上)』(p.29)証明なし
 ・黒崎『集合論演習』1章W補充雑題(1) (p.26)
 ・一楽『集合と位相―そのまま使える答えの書き方』問題1.1.6 (p.15)


 ・井関『集合と論理』2.2(p.56):証明なし

・下記表現は、いずれも互いに言い換え可能。

 【表現1】 AB ないし BA 
       「ABを含む」 「BAの部分集合
 【表現2】 AcBc   
       《Aの補集合》は《Bの補集合の部分集合。 
 【表現3】 Bc A Ω 
       《Bの補集合》と集合Aを併せると、Ω全体になる
           [表現1表現3:中谷『論理』 5.3-B-(1)(p.125):証明付]
 【表現4】 BAc = φ 
       集合Bと《Aの補集合互いに素  。
           [表現1表現4:中谷『論理』 5.3-B-練習問題4-1(3)(p.125):証明(p.183)→証明]
 【表現4'】 BA =  φ  
           [表現1表現4':彌永昌吉・彌永健一『集合と位相I』 問題1.9(1)(pp.22-23):証明なし ]

   「A⊃B」であるが、 「A⊂B」ではないケース
        
 どうして、言い換えていいの?
 
 【ポイント】

  ・「AB」ないし「BA」は、「⇒ならば」をつかって、定義された。
  ・「ならば⇒」には、三つの同義表現があった。 [→「ならば⇒」の同義異表現]
  ・「ならば⇒」の三つの同義表現をつかって、「⇒ならば」で定義された「AB」ないし「BA」についても、三通りの同義表現をつくれることになる。それが、上記諸表現。 

 【詳細】

 





「A⊃B」であるが、
          「A⊂B」ではないケース 【表現1】 「AB」 ないし BA ABを 含む」 「BAの 部分集合
  【例】 Perfume広島県民 Perfumeは広島県民の部分集合





  







【表現1】と【表現1L】は互いに言い換え可能  【どうして?】 AB」ないし「BA」の定義に従って。













「A⊃B」であるが、
          「A⊂B」ではないケース 【表現1L】  ωΩ ( ω B ω A )  Ωすべてのは、Bに属すならばAに属す
  【例】  ω人類 ( ω Perfume ω 広島県民 )
 
     誰しもPerfumeに属すならば広島県民に属す







【どうして?】





「A⊃B」であるが、
          「A⊂B」ではないケース 【表現1l】 ωB ( ω A )           Bに属す全てのは、Aに属す
  【例】  ωPerfume ( ω 広島県民 )    Perfumeメンバーは、広島県民に属す













  「∀ω∈B P(ω)」は、「∀ω(ω∈BP(ω) )」の省略形として定義されていて






【表現1L】と【表現2L】【表現3L】【表現4L】は互いに言い換え可能  【どうして?】 「ならば⇒」の同義異表現だから。    「∀ω( )」のΩの議論領域を明示した表記が「∀ω∈Ω(  )」だから。 












「A⊃B」であるが、
          「A⊂B」ではないケース 【表現2L】  ωΩ ( ωの元ではない A ωの元ではない B ) Ωすべてのは、Aに属さないならば、Bに属さない
  【例】  ω人類 ( ωの元ではない 広島県民 ωの元ではない Perfume ) 
 
    誰しも広島県民に属さずんば、Perfumeに属さず







【どうして?】






「A⊃B」であるが、
          「A⊂B」ではないケース 【表現2S{ xΩ | xの元ではない A { xΩ |  xの元ではない B } 
     「《Aに属さない》を満たす《Ω》の集合」は、「《Aに属さない》を満たす《Ω》の集合」の部分集合
  【例】  { x人類 | xの元ではない 広島県民 { x人類 |  xの元ではない Perfume }
        《広島県民に属さない人の集合》は、《Perfumeに属さない人の集合》の部分集合









【どうして?】






「A⊃B」であるが、
          「A⊂B」ではないケース 【表現2】 AcBc         《Aの補集合》は《Bの補集合の部分集合
  【例】 広島県民cPerfumec  《広島県民 の補集合》は《Perfumeの補集合の部分集合





 補集合の定義 : Ac { xΩ | x属さないA }Bc { xΩ | x属さないB }    





【表現1L】と【表現2L】【表現3L】【表現4L】は互いに言い換え可能  【どうして?】 「ならば⇒」の同義異表現だから。   「aΩ(P(a)Q(a))」「{xΩ|P(x)}{xΩ|Q(x)}」は言換可(x (⇒)の集合表現参照)。 











「A⊃B」であるが、
          「A⊂B」ではないケース 【表現3L】 ωΩ (  ωの元ではない B または ω A )
      Ωすべてのは、Bに属さないか、Aに属す
  【例】 ω人類 (  ωの元ではない Perfume または ω 広島県民 )
      誰しも《Perfumeに属さない》《広島県民に属す》の少なくとも一方に該当する。








【どうして?】





「A⊃B」であるが、
          「A⊂B」ではないケース 【表現3S】 { xΩ |  xの元ではない B または x A }  Ω 
      「《Bに属さないまたはAに属す》を満たす《Ω》の集合」はΩ全体に等しい。  
   【例】 { x人類 |  xの元ではない Perfume または x 広島県民 }  人類 
      《Perfumeに属さない》《広島県民に属すの少なくとも一方を満たす人を集めると、人類全体になる。







【どうして?】





「A⊃B」であるが、
          「A⊂B」ではないケース 【表現3s】  { xΩ |  xの元ではない B }   { xΩ |   x A } Ω
      「Bに属さないΩ》の集合」と「Aに属すΩ》の集合」を併せると、Ω全体になる
  【例】 { x人類 |  xの元ではない Perfume }  { x人類 | x 広島県民 }  人類 
     「Perfumeに属さない人の集合」と「広島県民に属す人の集合」を併せると、人類全体になる。







【どうして?】





「A⊃B」であるが、
          「A⊂B」ではないケース 【表現3】  Bc A Ω 
      《Bの補集合》と集合Aを併せると、Ω全体になる
  【例】  Perfumec   広島県民  人類 
     《Perfumeの補集合》と《広島県民を併せると、人類全体になる。








【表現1L】と【表現2L】【表現3L】【表現4L】は互いに言い換え可能 【どうして?】 「ならば⇒」の同義異表現だから。   「x∈Ω P(x)」「{xΩ|P(x)}Ω」は言い換えてよいから。(x P(x)の集合表現参照)       
  {x|P(x)またはQ(x)}{x|P(x)}{x|Q(x)} だから(P(x)またはQ(x)」の真理集合 参照)。    補集合の定義より、{ xΩ | x属さないB }  Bc だから。 







「A⊃B」であるが、
          「A⊂B」ではないケース
【表現4L】 ωΩ ¬ ( ωB かつ ωの元ではない A )
      Ωすべてのには、「Bに属し かつAに属さない」ということがない。
  【例】 ω人類 ¬ ( ωPerfume かつ ωの元ではない 広島県民 ) 
      誰しも、《Perfumeに属しかつ広島県民に属さない》ということはない。






【どうして?】






「A⊃B」であるが、
          「A⊂B」ではないケース 【表現4S】  {xΩ|xBかつxの元ではないA }φ  「《Bには属すがAには属さない》を満たす《Ω》の集合」は空集合
  【例】  { x人類 | x Perfume かつ xの元ではない 広島県民 } φ
        《Perfumeには属すが広島県民には属さない》人を集めようにも、空集合にしかならない。







【どうして?】





「A⊃B」であるが、
          「A⊂B」ではないケース 【表現4s】  { xΩ | x B  } { xΩ | xの元ではない A } φ 
      「Bに属すΩ》の集合」と「Aに属さないΩ》の集合」は互いに素
  【例】 { x人類 | x Perfume  } { x人類 | xの元ではない 広島県民 } φ 
      「Perfumeに属す人の集合」と「広島県民に属さない人の集合」は互いに素








【どうして?】






「A⊃B」であるが、
          「A⊂B」ではないケース 【表現4】  BAc = φ 集合Bと《Aの補集合互いに素
  【例】 Perfume  広島県民c  φ 





 補集合の定義より、{ xΩ | x属さないA } Ac だから。 



【どうして?】

集合の差

の定義
から。





「A⊃B」であるが、
          「A⊂B」ではないケース 【表現4'】   BA =  φ  
 
   【例】  Perfume広島県民 φ






【表現4L】と【表現4l】は互いに言い換え可能 【どうして?】  全体否定の同義2表現だから。   「xΩ ¬P(x)」「xΩ|P(x)}φ」は言い換えてよいから。(全体否定の集合表現参照)  {x|P(x)かつQ(x)}{x|P(x)}{x|Q(x)} だから(P(x)かつQ(x)」の真理集合参照)。









「A⊃B」であるが、
          「A⊂B」ではないケース 【表現4l'】  ¬ ωΩ (ωBかつωの元ではない A )
       「Bに属し かつAに属さない」という「Ω」は皆無。
  【例】  ¬ ω人類 ( ωPerfume かつ ωの元ではない 広島県民 ) 
       《Perfumeに属しかつ広島県民に属さない》人間はいない。









【どうして?】





「A⊃B」であるが、
          「A⊂B」ではないケース 【表現4l】  ¬ ωB (ωの元ではない A )
       Aに属さない《B》は皆無。
  【例】  ¬ ωPerfume ( ωの元ではない 広島県民 ) 
       、 広島県民に属さない《Perfumeのメンバー》はいない。













   「∃ω∈A P(ω)」 という記号が、「∃ω(ω∈A かつ P(ω) )」の省略形として定義されていて、
        さらに、「∃ω( )」の議論領域Ωを明示した表記が「∃ω∈Ω(  )」だから。









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