論理から集合へ : トピック一覧


【基本】


 
 命題関数P(x)の真理集合   
 命題関数P(x)の集合表現 

【述語・命題関数を論理演算で組み合わせた述語・命題関数】



 命題関数  ¬P(x)の真理集合  
 命題関数P(x)∧Q(x)の真理集合 
 命題関数P(x)∨Q(x)の真理集合 
 命題関数P(x)⇒Q(x)の真理集合
 命題関数P(x)⇔Q(x)の真理集合   
 命題関数  ¬P(x)の集合表現 
 命題関数P(x)∧Q(x)の集合表現 
 命題関数P(x)∨Q(x)の集合表現 
 命題関数P(x)⇒Q(x)の集合表現 
 命題関数P(x)⇔Q(x)の集合表現 

【述語・命題関数の量化】


     命題関数の普遍量化 ∀x P(x)の集合表現
     命題関数の否定と量化
         全否定「∀x∈Ω ¬P(x)」 「¬ (∃x∈Ω P(x) )」の集合表現 
         部分否定の集合表現 
     述語・命題関数の普遍量化 ∀x (P(x)⇒Q(x))の集合表現  
     述語・命題関数の普遍量化 ∀x (P(x)⇔Q(x))の集合表現   

【関連ページ】


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命題関数¬P(x,y)の真理集合







[文献] 見当たらない。


 

【言葉でざっくり】


「『関係・条件Pを満たさない』という関係・条件の真理集合」は、
「『関係・条件Pの真理集合』の補集合」に一致。

【記号で】


・変項xの議論領域をX, 変項yの議論領域をYとする二項述語・2変数命題関数P(x,y)について、

    { (x,y)∈X×Y | ¬ P(x,y) } =  { (x,y)∈X×Y | P(x,y) } c    

※なぜ?

 ・集合Ωを議論領域とする一項述語・1変数命題関数P(x)について、 { x∈Ω | ¬ P(x) } = { x∈Ω | P(x) }c  が成り立つ (∵) 。

 ・議論領域の集合Ωとして、X×Y= { (x',y') | x'∈X かつ y'∈Y } をとって、
  X×Y= { (x',y') | x'∈X かつ y'∈Y } を議論領域とする一項述語・1変数命題関数P(x)を考えても、 上記は成り立つから、 
          { x∈X×Y | ¬ P(x) } = { x∈X×Y | P(x) }c  。

 ・X×Y= { (x',y') | x'∈X かつ y'∈Y } を議論領域とする一項述語・1変数命題関数P(x)の変項xとは、順序対 (x',y')に他ならないから、
  上記は、以下のように書ける。
       { (x',y')∈X×Y | ¬ P( (x',y')  ) } = { (x',y')∈X×Y | P( (x',y')  ) }c  。

 ・ここで、X×Y= { (x',y') | x'∈X かつ y'∈Y } を議論領域とする一項述語・1変数命題関数 P( (x',y')  ) とは、
     変項x'の議論領域をX, 変項y'の議論領域をYとする二項述語・2変数命題関数P(x',y')にほかならないので、
     { (x',y')∈X×Y | ¬ P(x',y') } =  { (x',y')∈X×Y | P(x',y') } c    
     

  ※このとき、 ¬ P(x',y') も、X×Yを議論領域とする述語・命題関数となる点に注意。 



命題関数¬P(x,y)の集合表現







[文献]

  見当たらない。


 

 【設定】


  P(x,y)を、変項xの議論領域をX, 変項yの議論領域をYとする二項述語・2変数命題関数P(x,y)とする。

 【本題】


  以下の表現は、同一のことがらを表すので、互いに言い換えてよい。

   【表現1】  ¬ P(a,b)       「aとbのあいだに関係Pが ない」「aとbは条件Pを満たさ ない」

   【表現2】 (a,b)の元ではない   { (x,y)∈X×Y | P(x,y) }  「(a,b)は《関係・条件Pを 満たすペアを全部あつめた集合》に属さない」 
                        「(a,b)は《関係・条件Pの真理集合》に属さない」 

   【表現3】 (a,b)∈ { (x,y)∈X×Y | ¬P(x,y) }   「(a,b)は『《関係・条件Pを満たさない》の真理集合』に属す」

   【表現4】 (a,b)∈ { (x,y)∈X×Y | P(x,y) } c    「(a,b)は『関係・条件Pの真理集合のX×Yにおける補集合』に属す」

   ※なぜ? 表現1と表現2:  P(a,b) と (a,b) ∈ { (x,y)∈X×Y | P(x,y) }  を互いに言い換えていいから(∵)、その対偶も成り立つ。

        表現1と表現3: Q(a,b)と (a,b) ∈ { (x,y)∈X×Y | Q(x,y) } は互いに言い換えてよい (∵)。
                Q(x,y)の中身が ¬P(x,y) であっても、このことは成り立つので、¬ P(a,b) と (a,b)∈ { (x,y)∈X×Y | ¬P(x,y) } は互いに言い換えてよい。

        表現3と表現4 :¬P(x,y)の真理集合より、{ (x,y)∈X×Y | ¬P(x,y) } =  { (x,y)∈X×Y | P(x,y) } c だから、 (a,b)∈ { (x,y)∈X×Y | ¬P(x,y) } と (a,b)∈ { (x,y)∈X×Y | P(x,y) } c とは互いに言い換えてよい。
  


命題関数「P(x,y)かつQ(x,y)」の真理集合






[文献] 見当たらない。



 

 ・「『関係・条件Pかつ関係・条件Q』の真理集合」は、
  「『関係・条件Pの真理集合』と『関係・条件Qの真理集合』の共通部分」に一致。

 ・記号で表すと、

  { (x,y)∈X×Y | P(x,y) かつ Q(x,y) } =  { (x,y)∈X×Y | P(x,y) } ∩ { (x,y)∈X×Y | Q(x,y) }   

 ※なぜ?

    ・便宜上、 A={ (x,y)∈X×Y | P(x,y) } 、 B={ (x,y)∈X×Y | Q(x,y) } とおく。

    ・ P(x',y') と (x',y') ∈A= { (x,y)∈X×Y | P(x,y) } とは、互いに言い換えてよく(∵)、 
     Q(x',y') と (x',y')∈B= { (x,y)∈X×Y | Q(x,y) } とは、互いに言い換えてよいから(∵)、 
     { (x',y')∈X×Y | P(x',y') かつ Q(x',y') }  = { (x',y')∈X×Y | (x',y')∈A かつ (x',y')∈B } 

    ・∩の定義より、{ (x',y')∈X×Y | (x',y')∈A かつ (x',y')∈B }  = A∩B 。

    ・以上から、{ (x,y)∈X×Y | P(x,y) } ∩ { (x,y)∈X×Y | Q(x,y) } = A∩B = { (x',y')∈X×Y | (x',y')∈A かつ (x',y')∈B } = { (x,y)∈X×Y | P(x,y) かつ Q(x,y) } 

命題関数「P(x)かつQ(x)」の集合表現







[文献]  見当たらない。




 以下の4表現は、同一のことがらを表すので、互いに言い換えてよい。

   【表現1】

     aとbは、関係・条件Pを満たし、かつ、関係・条件Qも満たす。

     すなわち、

     P(a,b) かつ Q(a,b)  (ただし、P(a,b)は、命題関数P(x,y)に(a,b)を代入してつくった命題、 Q(a,b)は、命題関数Q(x,y)に(a,b)を代入してつくった命題)

   【表現2】

     (a,b)は 「『関係・条件Pかつ関係・条件Q』の真理集合」に属す。
      すなわち、(a,b) ∈ { (x,y)∈X×Y | P(x,y) かつ Q(x,y) } 

   【表現3】

     (a,b)は 「『関係・条件Pの真理集合』と『関係・条件Qの真理集合』の共通部分」に属す。
     すなわち、(a,b)∈ ( { (x,y)∈X×Y | P(x,y) } ∩ { (x,y)∈X×Y | Q(x,y) } )      

   【表現4】

     (a,b)は、『関係・条件Pの真理集合』に属し、かつ、『関係・条件Qの真理集合』にも属す。
     すなわち、(a,b)∈ { (x,y)∈X×Y | P(x,y) } かつ (a,b)∈  { (x,y)∈X×Y | Q(x,y) } 

   ※なぜ?

    ・表現1と表現2:「P(a,b) かつ Q(a,b)」と「(a,b) ∈ { (x,y)∈X×Y | P(x,y) かつ Q(x,y) } 」は互いに言い換えてよい。 (∵)

    ・表現2と表現3:関係・条件Pかつ関係・条件Qの真理集合より、 { (x,y)∈X×Y | P(x,y) かつ Q(x,y) } = { (x,y)∈X×Y | P(x,y) } ∩ { (x,y)∈X×Y | Q(x,y) } だから、
             「(a,b) ∈ { (x,y)∈X×Y | P(x,y) かつ Q(x,y) } 」 と 「(a,b)∈ ( { (x,y)∈X×Y | P(x,y) } ∩ { (x,y)∈X×Y | Q(x,y) } ) 」とは互いに言い換えてよい。

    ・表現1と表現4 : P(a,b) と (a,b)∈ { (x,y)∈X×Y | P(x,y) } 、 Q(a,b) と (a,b)∈  { (x,y)∈X×Y | Q(x,y) } は、互いに言い換えてよい(∵)。 



命題関数「P(x)またはQ(x)」の真理集合







[文献]  見当たらない。



 ・「『関係・条件P または 関係・条件Q』の真理集合」は、

   「『関係・条件Pの真理集合』と『関係・条件Qの真理集合』の合併」に一致。


 ・記号で表すと、

  { (x,y)∈X×Y | P(x,y) または Q(x,y) } =  { (x,y)∈X×Y | P(x,y) } ∪ { (x,y)∈X×Y | Q(x,y) }   


 ※なぜ? 

  ・便宜上、 A= { (x,y)∈X×Y | P(x,y) } 、 B= { (x,y)∈X×Y | Q(x,y) } とおく。

  ・ P(x',y') と (x',y') ∈A= { (x,y)∈X×Y | P(x,y) } とは、互いに言い換えてよく(∵)、 
   Q(x',y') と (x',y')∈B= { (x,y)∈X×Y | Q(x,y) } とは、互いに言い換えてよいから(∵)、 

   { (x',y')∈X×Y | P(x',y') または Q(x',y') }  = { (x',y')∈X×Y | (x',y')∈A または (x',y')∈B } 

  ・∪の定義から、
    { (x',y')∈X×Y | (x',y')∈A または (x',y')∈B }  =  A∪B 。     

  ・以上から、  
     { (x,y)∈X×Y | P(x,y) または Q(x,y) } = { (x',y')∈X×Y | (x',y')∈A または (x',y')∈B }    = A∪B = { (x,y)∈X×Y | P(x,y) } ∪ { (x,y)∈X×Y | Q(x,y) }     


命題関数「P(x)またはQ(x)」の集合表現







[文献] 見当たらず。




 以下の4表現は、同一のことがらを表すので、互いに言い換えてよい。

 【表現1】


  aとbは、関係・条件Pを満すか、または、関係・条件Qを満たす。
  すなわち、P(a,b) または Q(a,b)  (ただし、P(a,b)は、命題関数P(x,y)に(a,b)を代入してつくった命題、 Q(a,b)は、命題関数Q(x,y)に(a,b)を代入してつくった命題)

 【表現2】


  (a,b)は 「『関係・条件Pまたは関係・条件Q』の真理集合」に属す。
   すなわち、(a,b) ∈ { (x,y)∈X×Y | P(x,y) または Q(x,y) } 

 【表現3】


  (a,b)は 「『関係・条件Pの真理集合』と『関係・条件Qの真理集合』の合併」に属す。
  すなわち、(a,b)∈ ( { (x,y)∈X×Y | P(x,y) } ∪ { (x,y)∈X×Y | Q(x,y) } )      
    

 【表現4】


  (a,b)は、『関係・条件Pの真理集合』に属すか、または、『関係・条件Qの真理集合』に属す。

  すなわち、
      (a,b)∈ { (x,y)∈X×Y | P(x,y) } または a∈ { (x,y)∈X×Y | Q(x,y) }      


 ※なぜ?

  ・表現1と表現2:「P(a,b) または Q(a,b)」と「(a,b) ∈ { (x,y)∈X×Y | P(x,y) または Q(x,y) } 」は互いに言い換えてよい。 (∵)

  ・表現2と表現3:関係・条件Pまたは関係・条件Qの真理集合より、 { (x,y)∈X×Y | P(x,y) または Q(x,y) } = { (x,y)∈X×Y | P(x,y) } ∪ { (x,y)∈X×Y | Q(x,y) } だから、
             「(a,b) ∈ { (x,y)∈X×Y | P(x,y) または Q(x,y) } 」 と 「(a,b)∈ ( { (x,y)∈X×Y | P(x,y) } ∪ { (x,y)∈X×Y | Q(x,y) } ) 」とは互いに言い換えてよい。

  ・表現1と表現4 : P(a,b) と (a,b)∈ { (x,y)∈X×Y | P(x,y) } 、 Q(a,b) と (a,b)∈  { (x,y)∈X×Y | Q(x,y) } は、互いに言い換えてよい(∵)。 



命題関数「P(x)ならばQ(x)」の真理集合







[文献]
 見当たらず。


  
 【言葉で】

  変項xの議論領域をX, 変項yの議論領域をYとする二項述語・2変数命題関数
    「x,yが関係・条件Pを満たすならば、x,yは関係・条件Qを満たす」
  の真理集合は、  
  
  「『普遍集合X×Yにおける《関係・条件Pの真理集合》の補集合』と『関係・条件Qの真理集合』との合併」
  に一致。


 【記号で】
 
  { (x,y)∈X×Y | P(x,y) ⇒ Q(x,y) } =  { (x,y)∈X×Y | ¬ P(x,y) または Q(x,y) }  = { (x,y)∈X×Y | ¬ P(x,y) } ∪ { (x,y)∈X×Y | Q(x,y) } = { (x,y)∈X×Y | P(x,y) }c ∪ { (x,y)∈X×Y | Q(x,y) }   
 


命題関数「P(x)⇔Q(x)」の真理集合







[文献]
  


 
 【言葉で】

 


 【記号で】