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】


 ・集合/述語・命題関数 
 ・集合から論理へ 

集合論目次総目次

命題関数¬P(x)の真理集合







[文献]
 ・中谷『論理』 5.2-A(pp.105-6)


 ・竹内『集合とはな にか―はじめて学ぶ人のために』1章立場の変換-共通部分と和集合(pp.36-8)

 【言葉でざっくり】


  「『性質・条件Pを満たさない』という性質・条件真理集合」は、
  「『性質・条件P真理集合の補集合に一致

 【記号で】


  ・Ωを議論領域とする述語・命題関数P(x)について、

    { xΩ | ¬ P(x) }  { xΩ | P(x) }c    [中谷(5-5)(p.106)] 

    書き下すと、「議論領域Ωにおける『性質・条件Pを満たさない』という性質・条件真理集合」は、
               「『議論領域Ωにおける性質・条件P真理集合の普遍集合Ωにおける補集合に一致

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

  ※なぜ?


   ・便宜上、A { xΩ | P(x) }  とおく。
   ・  ¬ P(x') は、 x'属さない A{xΩ|P(x)} と、互いに言い換えてよいから()、
      { x'Ω | ¬ P(x') }  { x'Ω |  x'属さないA }  
   ・ Acの定義より、 Ac { x'Ω |  x'属さないA } 。 
   ・上記二点より、{ x'Ω | ¬ P(x') }  { x'Ω |  x'属さないA }  Ac  。


命題関数¬P(x)の集合表現







[文献]
 ・竹内『集合とはな にか―はじめて学ぶ人のために』1章-翻訳語としての集合(p.24);-共通部分と和集合(pp.36-8)
 ・中谷『論理』 5章命題関数と集合-5.1真理集合(5-3)(p.101);5.2-A(pp.105-6)


 

 【設定】


  P(x) を、Ωを議論領域とする述語・命題関数とする。

 【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)       「aPない」「aは性質Pをもたない」「aは条件Pを満たさない

   【表現2】 aの元ではない { xΩ | P(x) }  「a《性質・条件Pを 満たすものを全部あつめた集合》に属さない」 
                  「a《性質・条件Pの 真理集合》に属さない」 

   【表現3】 a { xΩ | ¬P(x)  }   「aは『《性質・条件Pを満たさない》の真理集合』に属す

   【表現4】 a {  xΩ | P(x)  } c  「aは『性質・条件P真理集合の普遍集合Ωにおける補集合属す

   ※なぜ? 表現1と表現2:  P(a)a{ xΩ | P(x) } 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)a { x | Q(x) } は互いに言い換えてよい ()。
                Q(x)の中身が¬P(x)  であっても、このことは成り立つので、¬P(a)a { x | ¬P(x) } は互いに言い換えてよい。
        表現3と表現4 :¬P(x)の真理集合より、 { xΩ | ¬ P(x) } { xΩ | P(x) }c だから、a { xΩ | ¬P(x)  }a {  xΩ | P(x)  } c とは互いに言い換えてよい。
  





命題関数「P(x)かつQ(x)」の真理集合






[文献]
 ・竹内『集合とはな にか―はじめて学ぶ人のために』1章立場の変換-共通部分と和集合(pp.24-6)
 ・中谷『論理』 5.2-C(p.111)


 

 ・「『性質・条件Pかつ性質・条件Q』の真理集合」は、
  「『性質・条件P真理集合』と『性質・条件Q真理集合』の共通部分に一致

 ・記号で表すと、

  { x | P(x) かつ Q(x) } { x | P(x) }{ x | Q(x) }    [中谷(5-17)(p.111)] 

 ※なぜ?
 
    ・便宜上、 A{ x | P(x) } 、 B{ x | Q(x) } とおく。

    ・ P(x')x'A{x|P(x)} とは、互いに言い換えてよく()、 
     Q(x')x'B{x|Q(x)} とは、互いに言い換えてよいから()、 
       { x' | P(x') かつ Q(x') }  { x' | x'A かつ x'B } 

    ・∩の定義より、{ x | xAかつxB }  AB

    ・以上から、{ x | P(x) } { x | Q(x) } AB { x | xAかつxB }  { x | P(x) かつ Q(x) }  

命題関数「P(x)かつQ(x)」の集合表現







[文献]
 ・竹内『集合とはな にか―はじめて学ぶ人のために』1章立場の変換-共通部分と和集合(pp.24-6)


 ・中谷『論理』 5.2-C(p.111)

 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は、性質・条件Pを満たしかつ性質・条件Q満たす

     すなわち、

     P(a) かつ Q(a) 

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

   【表現2】

     aは 「『性質・条件Pかつ性質・条件Q』の真理集合」に属す
     すなわち、
     a { x | P(x) かつ Q(x) } 

   【表現3】

     aは 「『性質・条件P真理集合と『性質・条件Q真理集合』の共通部分」に属す

     a ( { x | P(x) }  { x | Q(x) } )      

   【表現4】

     aは、『性質・条件P真理集合』に属しかつ、『性質・条件Q真理集合』にも属す
     すなわち、
      a { x | P(x) } かつ a { x | Q(x) } 

   ※なぜ?

    ・表現1と表現2:「P(a) かつ Q(a)」と「a { x | P(x) かつ Q(x) } 」は互いに言い換えてよい。 (

    ・表現2と表現3:P(x)かつQ(x)の真理集合より、{ x | P(x) かつ Q(x) } { x | P(x) }  { x | Q(x) } だから、
             「a { x | P(x) かつ Q(x) } 」 と 「a( { x | P(x) }  { x | Q(x) } ) 」とは互いに言い換えてよい。

    ・表現1と表現4 : P(a)a { x | P(x) }Q(a) と a { x | Q(x) } 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]
 ・竹内『集合とはな にか―はじめて学ぶ人のために』1章立場の変換-共通部分と和集合(pp.24-6)
 ・中谷『論理』 5.2-B(pp.107-8);D(p.115)


 
 ・「『性質・条件P または 性質・条件Q』の真理集合」は、
   「『性質・条件P真理集合』と『性質・条件Q真理集合』の合併に一致

 ・記号で表すと、

   { x | P(x) または Q(x) } { x | P(x) }{ x | Q(x) } [中谷(5-11)(p.108)]

 ※なぜ? 

  ・便宜上、 A{ x | P(x) } 、 B{ x | Q(x) } とおく。

  ・ P(x')x'A{x|P(x)} とは、互いに言い換えてよく()、 
   Q(x')x'B{x|Q(x)} とは、互いに言い換えてよいから()、 
     { x' | P(x') または Q(x') }  { x' | x'A または x'B }  。

  ・∪の定義から、
     { x' | x'A または x'B }   AB 。     

  ・以上から、  
     { x | P(x) または Q(x) } { x' | x'A または x'B }  AB { x | P(x) }{ x | Q(x) } 


命題関数「P(x)またはQ(x)」の集合表現







[文献]
 ・竹内『集合とはな にか―はじめて学ぶ人のために』1章立場の変換-共通部分と和集合(pp.24-6)


 ・中谷『論理』 5.2-B(pp.107-8);D(p.115)
 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は、性質・条件Pを満すかまたは性質・条件Q満たす
  すなわち、
    P(a) または Q(a) (ただし、P(a)は、命題関数P(x)aを代入してつくった命題、 Q(a)は、命題関数Q(x)aを代入してつくった命題)

 【表現2】


  aは 「『性質・条件Pまたは性質・条件Q』の真理集合」に属す

  すなわち、a { x | P(x) または Q(x) } 

 【表現3】


  aは 「 { x | P(x) }{ x | Q(x) }合併」に属す

  すなわち、a ( { x | P(x) } { x | Q(x) } )      

 【表現4】


  aは、{ x | P(x) }属すかまたは、集合{ x | Q(x) }属す

  すなわち、
      a { x | P(x) } または a { x | Q(x) }      


 ※なぜ?

  ・表現1と表現2:「P(a) または Q(a)」と「a { x | P(x) または Q(x) } 」は互いに言い換えてよい。 (

  ・表現2と表現3:P(x)またはQ(x)」の真理集合より{ x | P(x) または Q(x) }   { x | P(x) } { x | Q(x) }  だから、
          「a { x | P(x) または Q(x) } 」と「a ( { x | P(x) } { x | Q(x) } )」とは互いに言い換えてよい。

  ・表現1と表現4:「a { x | P(x) }と「P(a)」、「a { x | Q(x) }」と「Q(a)」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]
 ・中谷『論理』 5.4A条件文の真理集合(pp.126-7) 
 ・本橋『新しい論理序説』3.3(pp.44-56)


 ・竹内『集合とはな にか―はじめて学ぶ人のために』は記述なし。 
 【言葉で】

  議論領域をΩとし、変項xを主語とする述語・命題関数
    「x性質・条件Pを満たすならばx性質・条件Qを満たす」
  の真理集合は、  
  
  「『普遍集合Ωにおける《性質・条件P真理集合の補集合と『性質・条件Q真理集合』との合併
  に一致


 【記号で】
 
   {  xΩ | P(x) Q(x) }  {  xΩ | ¬P(x)  または  Q(x) }  {  xΩ | ¬P(x) }   {  xΩ | Q(x) }   {  xΩ | P(x) } c  {  xΩ | Q(x) }  
  

  ※なぜ?→中谷



命題関数「P(x)⇔Q(x)」の真理集合







[文献]
 ・中谷『論理』 5.4A条件文の真理集合(pp.127-8) 


 
 【言葉で】

  議論領域をΩとし、変項xを主語とする述語・命題関数
    「x性質・条件Pを満たすならばx性質・条件Qを満たす」
  の真理集合は、  
  
  「《性質・条件P真理集合と《性質・条件Q真理集合》の共通部分
  と
  「『普遍集合Ωにおける《性質・条件P真理集合の補集合』と『普遍集合Ωにおける《性質・条件P真理集合の補集合』の共通部分
  との合併 

  に一致


 【記号で】
 
   {  xΩ | P(x) Q(x) }  x∈Ω | P(x)Q(x) }  x∈Ω | Q(x)P(x) }
              {  xΩ | P(x) } c {  xΩ | Q(x) }{  xΩ | Q(x) } c {  xΩ | P(x) } )   
               {  xΩ | P(x) } {  xΩ | Q(x) } ) {  xΩ | P(x) } c  {  xΩ | Q(x) } c )   
  

  ※なぜ?→中谷