包含関係・部分集合「¬ A⊃B」「¬ B⊂A」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」「Ac∪B≠Ω」「A∩Bc ≠ φ」「A−B ≠ 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、「A∪B≠B」「A∩B≠A」と互いに言い換え可。


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「¬A⊂B」「¬B⊃A」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 : A⊃Bについて。
 ・彌永『集合と位相I』 問題1.9(1)(pp.22-23): A⊃Bについて。

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


 ・井関『集合と論理』2.2(p.56):証明なし : A⊃B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
       「AはBの部分集合でない」 「BはAを含まない」 
 【表現1l】 ¬ ∀ω∈A ( ω∈ B )
        「Aに属す全ての元は、B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》を含まない。 
      ないし
      ・Bc含まれないAc   《Bの補集合》は《Aの補集合》の部分集合でない。
     
 【表現3】 Ac∪B ≠ Ω 
       《集合Aの補集合》と《集合B》を併せても、Ω全体にならない。
 【表現4】 A∩Bc ≠ φ 
       《集合A》と《集合Bの補集合》は交わる。
 【表現4-】 A−B ≠  φ   

 【表現5】 ∃ω∈A (ωの元ではない B ) 
        Bに属さない《Aの元》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  AはBの部分集合でない
 ないし B含まないA  BはAを含まない 
  【例】 原子力村含まれない東大  原子力村は東大の部分集合ではありません。
     東大含まない原子力村  東大は原子力村を含まない。  





  










    【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含まないA」の定義に従って。
















【表現1'】  ¬(A⊂B)  AはBの部分集合でない
  ないし ¬(B⊃A)  BはAを含まない  
  【例】 ¬(原子力村⊂東大) 原子力村は東大の部分集合ではありません。
     ¬(東大⊃原子力村) 東大は原子力村を含まない。















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
















【表現1L】 ¬ ∀ω∈Ω ( ω∈ A ⇒ ω∈ B )
     「Ωのすべての元は、Aに属すならば、Bに属す」ということはない。
  【例】 ¬ ∀ω∈人類 ( ω∈原子力村 ⇒ ω∈東大 )
 
    「人は誰しも、原子力村に属すならば、東大に属す」ってことはない。





⇔

【どうして?】






【表現1l】 ¬ ∀ω∈A ( ω∈ B )
        「Aに属す全ての元は、Bに属す」ということはない。
  【例】 ¬ ∀ω∈原子力村 ( ω∈東大  )
     「原子力村に属す全ての人が、東大に属す」ということはない。














  「∀ω∈A P(ω)」は、「∀ω(ω∈A⇒P(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】 ¬ ∀ω∈Ω ( ωの元ではない B ⇒ ωの元ではない A )
     「Ωのすべての元は、Bに属さないならば、Aに属さない」ってことはない。
  【例】 ¬ ∀ω∈人類 ( ωの元ではない 東大 ⇒ ωの元ではない 原子力村 ) 
 
    「なんぴとも、東大に属さずんば、原子力村に属さず」ってことはない。





⇔


【どうして?】







【表現2S】 ¬ { x∈Ω | xの元ではないB }  ⊂ { x∈Ω |  xの元ではないA } 
       「《Bに属さない》を満たす《Ωの元》の集合」は、
           「《Aに属さない》を満たす《Ωの元》の集合」の部分集合ではない。
  【例】 ¬ { x∈人類 | xの元ではない東大  }  ⊂ { x∈人類 |  xの元ではない 原子力村 }
        《東大に属さない人の集合》は、
            《原子力村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】 ¬ Bc⊂Ac 
         《Bの補集合》は《Aの補集合》の部分集合ではない。
  【例】 ¬ 東大c⊂原子力村c 
          《東大の補集合》は《原子力村の補集合》の部分集合ではない。





 補集合の定義 : Ac = { x∈Ω | x属さないA } 、 Bc = { x∈Ω | x属さないB }    
⇔


【どうして?】







【表現2】  Bc含まれないAc    
      《Bの補集合》は《Aの補集合》の部分集合ではない。
  【例】  東大c含まれない原子力村c 
      《東大の補集合》は《原子力村の補集合》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。   「∀a∈Ω(P(a)⇒Q(a))」「{x∈Ω|P(x)}⊂{x∈Ω|Q(x)}」は言換可(∀x (⇒)の集合表現参照)。 














【表現3L】 ¬ ∀ω∈Ω ( ωの元ではないA または ω∈B )
      「Ωのすべての元は、Aに属さないか、Bに属す」ってことはない。
  【例】 ¬ ∀ω∈人類 (  ωの元ではない 原子力村 または ω∈ 東大 )
      「《原子力村に属さない》《東大に属す》の少なくとも一方に
       人は誰しも該当する」
       ということはない。





⇔

【どうして?】







【表現3S】 ¬ ( { x∈Ω |  xの元ではないA または x∈B }  = Ω )
      「《Aに属さない、または、Bに属す》を満たす《Ωの元》の集合」は
                       Ω全体に等しいということはない。  
   【例】 ¬ ( { x∈人類 |  xの元ではない原子力村 または x∈東大 }  = 人類 ) 
      《原子力村に属さない》《東大に属す》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】 ¬ (  { x∈Ω |  xの元ではないA } ∪  { x∈Ω |   x∈B } = Ω ) 
        「Aに属さない《Ωの元》の集合」と「Bに属す《Ωの元》の集合」を併せても、
          Ω全体にならない。

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





⇔


【どうして?】







【表現3'】 ¬ (  Ac ∪B= Ω ) 
          《Aの補集合》と集合Bを併せても、Ω全体にならない。
  【例】 ¬ (  原子力村c  ∪ 東大 = 人類 ) 
            《原子力村の補集合》と東大を併せても、
            人類全体にならない。





補集合の定義より、{ x∈Ω | x属さないB } = Bc だから。
⇔


【どうして?】
≠
の定義






【表現3】  Ac ∪B ≠ Ω  
       《Aの補集合》と集合Bを併せても、
        Ω全体にならない。
  【例】  原子力村c  ∪ 東大 ≠ 人類 ) 
       《原子力村の補集合》と東大を併せても、
                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)」「{x∈Ω|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】 ¬ ∀ω∈Ω ¬ ( ω∈A かつ ωの元ではないB )
      「Ωのすべての元が、
       《Aに属し かつB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∈原子力村 かつ ωの元ではない 東大 ) 
      「人は誰しも、
       《原子力村には属しつつ、東大に属さない》という行為をしない」
      ということはない。




⇔

【どうして?】







【表現4S】  ¬ ( {x∈Ω|x∈Aかつxの元ではないB }=φ )
       「《Aには属すが、Bには属さない》を満たす《Ωの元》の集合」は
                            空集合にならない
  【例】 ¬ (  { x∈人類 | x ∈原子力村 かつ xの元ではない  東大 } = φ  )
       《原子力村には属すが、 東大には属さない》人を集ると、空集合にならない。





⇔

【どうして?】








【表現4s】  ¬ ( { x∈Ω | x ∈A  } ∩ { x∈Ω | xの元ではない B } = φ  )
      「Aに属す《Ωの元》の集合」と「Bに属さない《Ωの元》の集合」は互いに素でない。

  【例】 ¬ ( { x∈人類 | x ∈原子力村  } ∩ { x∈人類 | xの元ではない東大 } = φ  ) 
      「原子力村に属す人の集合」と「東大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'】  ¬ ( A∩Bc = φ  )
            集合Bと《Aの補集合》は互いに素でない。

  【例】 ¬ ( 原子力村 ∩  東大c  = φ )
            原子力村と《東大の補集合》は互いに素でない。





補集合の定義より、{ x∈Ω | x属さないB } = Bc だから。 
⇔


【どうして?】
≠
の定義






【表現4】  A∩Bc  ≠ φ 
         集合Aと《Bの補集合》は交わる。
  【例】 原子力村 ∩  東大c  ≠ φ  
         原子力村と《東大の補集合》は交わる。





⇔

【どうして?】
集合の差
−
の定義
から。






【表現4-】   A−B ≠  φ   )
 
   【例】 原子力村−東大 ≠ 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。   「∀x∈Ω ¬P(x)」「{x∈Ω|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】  ¬¬ ∃ω∈Ω (ω∈Aかつωの元ではない B )
       「Aに属し かつBに属さない」という「Ωの元」は皆無ではない。
  【例】  ¬¬ ∃ω∈人類 ( ω∈原子力村 かつ ωの元ではない 東大 ) 
       《原子力村には属しつつ、東大に属さない》人間は皆無ではない。





⇔
【どうして?】
二重否定






【表現5'】  ∃ω∈Ω (ω∈Aかつωの元ではないB )
             「Aに属し かつBに属さない」という「Ωの元」は存在する。
  【例】  ∃ω∈人類 ( ω∈原子力村 かつ ωの元ではない 東大 ) 
           《原子力村には属しつつ、東大に属さない》人間はいる。





⇔

【どうして?】









【表現5】  ∃ω∈A (ωの元ではないB )  Bに属さない「Aの元」は存在する。
  【例】  ∃ω∈原子力村 ( ωの元ではない東大 )
          原子力村には《東大に属さない者》がいる。





「∃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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