包含関係・部分集合「¬ AB」「¬ BA」の言い換え   


【言い換え1】  A含まれないB」「B含まれないA」は、「Ac含まれないBc」「Bc A≠Ω」「BAc ≠ φ」「BA   φ」と互いに言い換え可。   

【言い換え2】  「A含まれないB」「B含まれないA」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 






【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 : ABについて。
 ・彌永『集合と位相I』 問題1.9(1)(pp.22-23): ABについて。

【文献:証明なし】
 ・彌永『数の体系(上)』(p.29)証明なし: ABについて。
 ・黒崎『集合論演習』1章W補充雑題(1) (p.26): ABについて。
 ・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): ABについて。


 ・井関『集合と論理』2.2(p.56):証明なし : ABについて。

・下記表現は、いずれも互いに言い換え可能。

 【表現1】 A含まれないB ないし B含まれないA 
       「ABを含まない」 「BAの部分集合でない」 
 【表現1l】 ¬ ωB ( ω A )
        「Bに属す全てのは、Aに属す」ということはない。
 【表現2】 Ac含まれないBc   
       《Aの補集合》は《Bの補集合の部分集合でない
 【表現3】 ABc Ω 
       集合Aと《Bの補集合を併せても、Ω全体にならない
 【表現4】 AcB φ 
       Aの補集合》と集合B交わる
 【表現4-】 BA   φ   

 【表現5】 ωBの元ではない A ) 
        Aに属さない《B》は存在する。


   

 どうして、言い換えていいの?
 
 【ポイント】

  ・「ならば⇒」には、三つの同義表現がある。 [→「ならば⇒」の同義異表現]
  ・「A含まれないB」ないし「B含まれないA」は、「⇒ならば」をつかって、定義された。
  ・「ならば⇒」に三つの同義表現があることを反映して、「⇒ならば」で定義された「A含まれないB」ないし「B含まれないA」についても、三通りの同義表現がつくれることになる。それが、上記諸表現。 

 【詳細】
 






【表現1】 A含まれないB  ABを含まない
 ないし B含まれないA  BAの部分集合でない 
  【例】 原子力村含まれない東大  原子力村は東大を含まない
     東大含まれない原子力村  東大は原子力村の部分集合ではありません。 





  










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
















【表現1'】  ¬(AB)  ABを含まない
  ないし ¬(BA)  BAの部分集合でない  
  【例】 ¬(原子力村東大) 原子力村は東大を含まない
     ¬(東大原子力村) 東大は原子力村の部分集合ではありません















         【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。
















【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」ということはない。
  【例】 ¬ ω人類 ( ω 東大 ω原子力村 )
 
    「誰しも、東大に属すならば、原子力村に属す」ってことはない。







【どうして?】






【表現1l】 ¬ ωB ( ω A )
        「Bに属す全てのは、Aに属す」ということはない。
  【例】 ¬ ω東大 ( ω 原子力村 )
     「東大に属す全ての人が、原子力村に属す」というわけではないのです。














  「∀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。 















【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」ってことはない。
  【例】 ¬ ω人類 ( ωの元ではない 原子力村 ωの元ではない 東大 ) 
 
    「なんぴとも、原子力村に属さずんば、東大に属さず」ってことはない。








【どうして?】







【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、
           「《Bに属さない》を満たす《Ω》の集合」の部分集合ではない。
  【例】 ¬ { x人類 | xの元ではない 原子力村 { x人類 |  xの元ではない 東大 }
        《原子力村に属さない人の集合》は、
            《東大に属さない人の集合》の部分集合ではない。






【どうして?】








【表現2】 ¬ AcBc 
         《Aの補集合》は《Bの補集合の部分集合ではない。
  【例】 ¬ 原子力村c東大c 
          《原子力村の補集合》は《東大の補集合の部分集合ではない。





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



【どうして?】







【表現2】  Ac含まれないBc    
     《Aの補集合》は《Bの補集合の部分集合ではない。
  【例】  原子力村c含まれない東大c 
     《原子力村の補集合》は《東大の補集合の部分集合ではない。





A含まれないB」ないし「B含まれないA」の定義から。





【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)。 














【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」ってことはない。
  【例】 ¬ ω人類 (  ωの元ではない 東大 または ω 原子力村 )
      「《東大に属さない》《原子力村に属す》の少なくとも一方に
       誰しも該当する」
       ということはない。







【どうして?】







【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全体に等しいということはない。  
   【例】 ¬ ( { x人類 |  xの元ではない 東大 または x 原子力村 }  人類 ) 
      《東大に属さない》《原子力村に属すの少なくとも一方を満たす人を集めても、
                            人類全体にはならない。







【どうして?】







【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」を併せても、
          Ω全体にならない
  【例】 ¬ ( { x人類 |  xの元ではない 東大 }  { x人類 | x 原子力村 }  人類 )
         「東大に属さない人の集合」と「原子力村に属す人の集合」を併せても、
           人類全体にはならない。








【どうして?】







【表現3'】 ¬ (  Bc A Ω ) 
        《Bの補集合》と集合Aを併せても、Ω全体にならない。
  【例】 ¬ (  東大c   原子力村  人類 ) 
        《東大の補集合》と原子力村を併せても、人類全体にならない。





補集合の定義より、{ xΩ | x属さないB }  Bc だから。



【どうして?】

の定義






【表現3】  Bc A Ω  
       《Bの補集合》と集合Aを併せても、
        Ω全体にならない。
  【例】  東大c   原子力村  人類 ) 
       《東大の補集合》と原子力村を併せても、
                人類全体にならない。









【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)。     










【表現4L】 ¬ ωΩ ¬ ( ωB かつ ωの元ではない A )
      「Ωすべてのが、
       《Bに属し かつAに属さない》という行為をしない」
      ということはない。
  【例】 ¬ ω人類 ¬ ( ω東大 かつ ωの元ではない 原子力村 ) 
      「誰しも
       《東大には属しつつ、原子力村に属さない》という行為をしない」
      ということはない。






【どうして?】







【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
                            空集合にならない
  【例】 ¬ (  { x人類 | x 東大 かつ xの元ではない  原子力村 } φ  )
       《東大には属すが 原子力村には属さない》人を集ると、空集合にならない。







【どうして?】








【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」は互いに素でない。
  【例】 ¬ ( { x人類 | x 東大  } { x人類 | xの元ではない  原子力村 } = φ  ) 
      「東大に属す人の集合」と「 原子力村に属さない人の集合」は互いに素でない。





{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)。



【どうして?】







【表現4'】  ¬ ( BAc = φ  )  集合Bと《Aの補集合》は互いに素でない。
  【例】 ¬ ( 東大   原子力村c  φ )
             東大と《原子力村の補集合》は互いに素でない。





補集合の定義より、{ xΩ | x属さないA } Ac だから。 



【どうして?】

の定義






【表現4】  BAc  ≠ φ 
        集合Bと《Aの補集合》は交わる
  【例】 東大   原子力村c  ≠ φ  
         東大と《原子力村の補集合》は交わる







【どうして?】
集合の差

の定義
から。






【表現4-】   BA   φ   )
 
   【例】 東大原子力村 φ






【表現4L】と【表現5L】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)




 
 







【表現5L】  ¬¬ 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」は皆無ではない。
  【例】  ¬¬ ω人類 ( ω東大 かつ ωの元ではない 原子力村 ) 
       《東大には属しつつ、原子力村に属さない》人間は皆無ではない。






【どうして?】
二重否定






【表現5'】  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」は存在する。
  【例】  ω人類 ( ω東大 かつ ωの元ではない 原子力村 ) 
           《東大には属しつつ、原子力村に属さない》人間だっているのです。







【どうして?】









【表現5】  ωBの元ではない A )  Aに属さない「B」は存在する。
  【例】  ω東大 ( ωの元ではない 原子力村 )
          東大にだって《原子力村に属さない者》はいるのです。





「∃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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