二項述語の二重量化 「∀xS yT P(x,y)」 : トピック一覧

【ポイント】

・「xSyT P(x,y)」 は、

 「どの対象を集合Sから選んで変項xへ代入しても、
  その対象に応じて、
   集合Tから対象をうまく選んで変項yへ代入することによって、
    x-y間の関係・条件P(x,y)を成り立たせることができる」

 という主張。

・集合S,Tが特定の対象に固定されている場合、
 「xSyT P(x,y)」は真偽確定した命題。→詳細

・集合Sは特定の対象に固定、
 集合Tが《xと無関連な変項》で、様々な対象が代入される場合
 「xSyT P(x,y)」はTのみを変項とする1項述語。→詳細

・集合Sは変項、
 集合Tは《xと無関連な変項》で、様々な対象が代入される場合
 「xSyT P(x,y)」はS,Tを変項とする2項述語。→詳細

【詳細】

  ・∃xSyT定義/意味/読み下し例/
  ・xSyTの定義に遡った「∀xSyT P(x,y)意味 
  ・バリエーション:x∈内包的に定義された集合 ∃y∈内包的に定義された集合 P(x,y)/x∈外延的に定義された集合 ∃y∈外延的に定義された集合P(x,y)      
  ・具体例:
 ・「xSyT ( x loves y )」   / 「nSxT ( n>x )」  
 ・ cRnN  ( c<n ) / MRx ( Mx ) / mRx ( xm )   
 ・nN ∃mN  (mn かつ ω∈Am)  

二項述語二重量化一覧/多重量化一覧 
※論理関連ページ:古典論理/論理記号一覧/述語・命題関数
総目次

「∀xSyT  P(x,y)」 の定義


要旨


 「xS yT  P(x,y)は、

  P(x,y)存在量化普遍量化した

   「xS (yT P(x,y) )

 を表す。

 →集合S,Tが特定の対象に固定されている場合
  たとえば、
   cRnN  ( c<n )
   x∈YMO ∃y∈Perfume ( x loves y ) 

 →集合Sは特定の対象に固定、集合Tが変項で、様々な対象が代入される場合
     たとえば、 MRx ( Mx )
          mRx ( xm ) 
 →集合S,Tは変項で、様々な対象が代入される場合
     たとえば、 「xSyT ( x loves y )」  「nSxT ( n>x )」  

関連事項:
 ・「∀xy P(x,y)」の定義 
 ・「∀xS ∀yT P(x,y)の定義/「∃xS ∀yT P(x,y)の定義/「∃xS ∃yT P(x,y)の定義 




【文献】
 ●本橋『新 しい論理序説』4.5一般の∀∃文と∃∀文の読み方(pp.73-74) 
 ・松井知己『だれでも証 明がかける−眞理子先生の数学ブートキャンプ』2.6(p.38):∀x∈R ∃y∈R y3=x ; 5.4(pp.167-176)
 ・中内『ろん りの練習帳』2.6∀∃,∃∀(pp.103-5):注意2.6.2:xとyは恋人どおし;定理 2.6.3∃y∀xp(x,y)⇒∀x∃yP(x,y) 
 ・井関『集合と論理』1.2 (式2.4)(pp.8-9): 「∀xRyR (x<y) 」
          1.2 例1(5) (p.10): 「∀xZyZ  (xy=x) 」
 ・齋藤『日本語から記 号論理へ』2章§5異種の量化子による二重量化(pp.69-74)限定なしのみだが、議論領域設定例あ り:f(x,y)=0,n<p素数自然数,
どの人の帽子にもある印がついている


 ●De La Fuente, Mathematical Methods and Models for Economists,1.2.a.Properties and Quantifiers(pp.8-9): 二重量化。英語での読み下し例。 





詳細 〜 S,Tが特定の対象に固定されている場合 

 「xS yT P(x,y)」とは、

 下記手順でつくった命題「xS (yT P(x,y) )」の略記。

  【step1:存在量化】  
 
  二項述語P(x,y)

    「x,yは関係・条件Pを満たす

  の変項yを存在量化子で束縛して存在量化し、




具体例:cRnN  ( c<n )
     x∈YMO ∃y∈Perfume ( x loves y ) 


  変項xのみを含む一項述語 yT P(x,y) 
   「xは、少なくとも一つ以上の『集合Tに属す元』にたいして、関係・条件Pを満たす
  をつくる。

  【step2:普遍量化】  

  step1で得られた
  変項xのみを含む一項述語  
    yT P(x,y)   「xは、少なくとも一つ以上の『集合Tに属す元』にたいして、関係・条件Pを満たす
  の変項xを全称量化子で束縛して普遍量化

  得られた命題が

   xS (yT P(x,y) )  「すべての『集合Sに属す元』は、少なくとも一つ以上の『集合Tに属す元』にたいして、関係・条件Pを満たす。」




詳細 〜 Sは特定の対象に固定、Tは変項である場合 

・集合Sは特定の対象に固定、
 集合Tが《xと無関連な変項》で、様々な対象が代入される場合、

  「xS yT P(x,y)」 とは、

 下記手順でつくった一項述語xS (yT P(x,y) )」の略記。

  【step1:普遍量化】
 
  二項述語P(x,y)
    「x,yは関係・条件Pを満たす
  の変項yを存在量化子で束縛して存在量化し、




具体例: MRx ( Mx ) / mRx ( xm ) 

  x,Tを変項とする2項述語 
      yT P(x,y)  「xは、ある『集合Tに属す元』にたいして関係・条件Pを満たす
  をつくる。


  【step2:存在量化】  

  step1で得られた
  x,Tを変項とする2項述語  
      yT P(x,y)  「xは、ある『集合Tに属す元』にたいして関係・条件Pを満たす
  の変項xを普遍量化子で束縛して普遍量化

  得られた一項述語

   xS (yT P(x,y) )  「すべての『集合Sに属す元』は、ある『集合Tに属す元』にたいして、関係・条件Pを満たす。」
  

詳細 〜 S,Tが変項である場合 


・集合Sは変項、
 集合Tは《xと無関連な変項》で、様々な対象が代入される場合、

 「xS yT P(x,y)」とは、

 下記手順でつくった2項述語xS (yT P(x,y) )」の略記。

  【step1:普遍量化】  
 
  二項述語P(x,y)
    「x,yは関係・条件Pを満たす
  の変項yを存在量化子で束縛して存在量化し、




具体例:「xSyT ( x loves y )」  「nSxT ( n>x )」  



  x,Tを変項とする2項述語 
      yT P(x,y)  「xは、ある『集合Tに属す元』にたいして関係・条件Pを満たす
  をつくる。

  【step2:存在量化】  

  step1で得られた
  x,Tを変項とする2項述語  
      yT P(x,y)  「xは、ある『集合Tに属す元』にたいして関係・条件Pを満たす
  の変項xを普遍量化子で束縛して普遍量化

  得られたS,Tを変項とする2項述語

   xS (yT P(x,y) )  「すべての『集合Sに属す元』は、ある『集合Tに属す元』にたいして、関係・条件Pを満たす。」



xSyT P(x,y) 
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「∀xSyT  P(x,y)」 の意味



・ P(x,y)は、変項xの議論領域X, 変項yの議論領域Yとする二項述語・2変数命題関数
・ Sは「X部分集合
・ Tは「Y部分集合

という設定のもとで、

xSyT P(x,y)」は、

 「どの《部分集合Sに属す対象》を選んで変項xへ代入しても、
  その《部分集合Sに属す対象》に応じて、
    《部分集合Tに属す対象》をうまく選んで変項yへ代入してあげることによって、
     x-y間の関係・条件P(x,y)を成り立たせることができる」
を意味する。

なお、

・集合S,Tが特定の対象に固定されている場合、
 「xSyT P(x,y)」は真偽確定した命題。→詳細

  【例】 cRnN  ( c<n ) / x∈YMO ∃y∈Perfume ( x loves y ) 

関連事項: 
 ・「∀xy P(x,y)」の意味 
 ・「∀xS ∀yT P(x,y)意味/「∃xS ∀yT P(x,y)意味/「∃xS ∃yT P(x,y)意味 






【文献−数学一般】
 ●本橋『新しい論理序説』4.5一般の∀∃文と∃∀文の読み方(pp.73-74) 
 ・中内『ろんりの練習帳』2.6∀∃,∃∀(pp.103-5):注意2.6.2:xとyは恋人どおし;定理2.6.3∃y∀xp(x,y)⇒∀x∃yP(x,y) 
 ・松井知己『だれでも証明がかける−眞理子先生の数学ブートキャンプ』2.6(p.38):∀x∈R ∃y∈R y3=x ; 5.4(pp.167-176)
 ・井関『集合と論理』1.2 (式2.4)(pp.8-9): 「∀xRyR (x<y) 」
          1.2 例1(5) (p.10): 「∀xZyZ  (xy=x) 」
 ・齋藤『日本語から記号論理へ』2章§5異種の量化子による二重量化(pp.69-74)限定なしのみだが、議論領域設定例あり:f(x,y)=0,n<p素数自然数,どの人の帽子にもある印がついている


 


・集合Sは特定の対象に固定、集合Tが《xと無関連な変項》で、様々な対象が代入される場合、

 「xSyT P(x,y)」はTのみを変項とする1項述語。→詳細

  【例】 MRx ( Mx ) / mRx ( xm ) 

・集合Sは変項、集合Tは《xと無関連な変項》で、様々な対象が代入される場合、

 「xSyT P(x,y)」はS,Tを変項とする2項述語。→詳細

  【例】 「xSyT ( x loves y )」   / 「nSxT ( n>x )


xSyT P(x,y) 
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「∀xSyT  P(x,y)」 の読み下し例


「∀xSyT P(x,y)」の読み下し例

具体例  
 ・「xSyT ( x loves y )」   / x∈YMO ∃y∈Perfume ( x loves y ) 
 ・「nSxT ( n>x )」  
 ・「cRnN  ( c<n )  
 ・ MRx ( Mx ) / mRx ( xm ) 


【英語】



For all xS, there exists yT such that P(x,y)
          [新井4.1p.124をカスタマイズ]

For all x in S, there exists an element y in T such that the pair (x,y) has property P."
          [De La Fuente,p.8]


【日本語type1】   句読点の位置を変えると、意味が変わるので注意。

・「任意の(それぞれの)『Sに属す対象』xにたいして、
    P(x,y)となるような『Tに属す対象』yが存在する。」

          [新井4.1p.124をカスタマイズ]
         [齋藤『日本語から記号論理へ』2章§5(p.70)]

・「任意の『Sに属す対象』xにたいして、
    P(x,y)となるような『Tに属す対象』yをみつけることができる。」
     [新井4.2p.128をカスタマイズ]

・「任意の『Sに属す対象』xについて、P(x,y)となる『Tに属す対象』yがある」
   [本橋4.3(p.70)一部カスタマイズ]

  *句読点の位置が違う
   「任意の『Sに属す対象』xについてP(x,y)、となる『Tに属す対象』yがある」
   は、
   「yTxS P(x,y)」になってしまうので注意。[本橋4.3(p.70)]
関連事項: 
 ・「∀xy P(x,y)」の読み 
 ・「∀xS ∀yT P(x,y)の読み/「∃xS ∀yT P(x,y)の読み/「∃xS ∃yT P(x,y)の読み 




【文献−数学一般】
 ・中谷『論理』6.3A多変数の命題関数の限定命題(p.142)
 ●本橋『新しい論理序説』4.5一般の∀∃文と∃∀文の読み方(pp.73-74) 
 ・中内『ろんりの練習帳』2.6∀∃,∃∀(pp.103-5):注意2.6.2:xとyは恋人どおし;定理2.6.3∃y∀xp(x,y)⇒∀x∃yP(x,y) 
 ・井関『集合と論理』1.2 (式2.4)(pp.8-9): 「∀xRyR (x<y) 」
          1.2 例1(5) (p.10): 「∀xZyZ  (xy=x) 」  
 ・松井知己『だれでも証明がかける−眞理子先生の数学ブートキャンプ』2.6(p.38):∀x∈R ∃y∈R y3=x ; 5.4(pp.167-176)
 ・齋藤『日本語から記号論理へ』2章§5異種の量化子による二重量化(pp.69-74)限定なしのみだが、議論領域設定例あり:f(x,y)=0,n<p素数自然数、どの人の帽子にもある印がついている
 ●De La Fuente, Mathematical Methods and Models for Economists,1.2.a.Properties and Quantifiers(pp.8-9):二重量化。英語での読み下し例。


  ・新井紀子『数学は言葉』4.1∀∃,∃∀の和訳・英訳(pp.123-5);4.2関数の定義∀xy f(x)=y・全射∀yx f(x)=y(p.128):限定なし



・「どんな『Sに属す対象』xについても、P(x,y)となる『Tに属す対象』yがある」  [本橋4.3(p.70)一部カスタマイズ]

・「どんな『Sに属す対象』xをとっても、P(x,y)を満たす『Tに属す対象』yの存在を主張」 [井関1.2 (式2.4)(p.9): 「∀xRyR (x<y) 」;例1(5) (p.10): 「∀xZyZ  (xy=x) 」]

・「Sのなかでは、どんなxをとっても、P(x,y)を満たす『Tに属す対象』yがとれる(存在する)」  [井関(式2.4)(p.8): 「∀xRyR (x<y) 」]

・「すべての『Sに属す対象』xにたいして、P(x,y)となる『Tに属す対象』yが存在する。」  [新井4.2p.128をカスタマイズ]

・「すべての『Sに属す対象』xについて、あるyP(x,y)となる『Tに属す対象』yがある」 [本橋4.3(p.70)一部カスタマイズ]

・「すべての『Sに属す対象』xについて、P(x,y)となるような『Tに属す対象』yがある」 [中谷p.142]

・「どんな『Sに属す対象』xをとっても、(それぞれのxに応じて)P(x,y)が真になるように『Tに属す対象』yが存在するとき、このときにかぎって真になる命題」[井関『集合と論理』1.5 (p.28)]

【日本語type2】

・「任意に与えられた『Sに属す対象』xに対して、ある『Tに属す対象』yを選ぶと、p(x,y)成り立つ。」   [齋藤『日本語から記号論理へ』2章§5(p.70)]

・「任意の『Sに属す対象』xにおいて、xに対応した上手な『Tに属す対象』yの選び方があって、必ずP(x,y)にできる」  [松井2.6(p.38)をカスタマイズ]

・「すべての『Sに属す対象』xについて、ある『Tに属す対象』yがあってp(x,y)である。」   [中内例2.6.1(p.103)] 

・「どんな『Sに属す対象』xをとっても、ある『Tに属す対象』y0をとればP(x,y0)は真になる」 [井関『集合と論理』1.5(p.28)]


【日本語type3】

・「"P(x,y)を満たす『Tに属す対象』yがある"がすべての『Sに属す対象』xについて成り立つ」   [本橋4.3(p.70)一部カスタマイズ]
 



「∀yTxS P(x,y)」の読み方

具体例:「∀yTxS ( x loves y )」/ 「∀yTxS ( yxの師匠 )」 / 「∀xTnS ( n>x )」   

【英語】

For all yT, there exists xS such that P(x,y) .  [新井4.1p.124をカスタマイズ]

【日本語type1】   句読点の位置を変えると、意味が変わるので注意。

・「任意の(それぞれの)『Tに属す対象』yにたいして、P(x,y)となるような『Sに属す対象』xが存在する。」  [新井4.1p.124;齋藤『日本語から記号論理へ』2章§5(p.70)]

・「任意の『Tに属す対象』yにたいして、P(x,y)となるような『Sに属す対象』xをみつけることができる。」  [新井4.2p.128をカスタマイズ]

・「任意の『Tに属す対象』yについて、P(x,y)となる『Sに属す対象』xがある」   [本橋4.3(p.70)一部カスタマイズ]

  *句読点の位置が違う
   「任意の『Tに属す対象』yについてP(x,y)、となる『Sに属す対象』xがある」は、
   「xSyT P(x,y)」になってしまうので注意。[本橋4.3(p.70)]

・「どんな『Tに属す対象』yについても、P(x,y)となる『Sに属す対象』xがある」  [本橋4.3(p.70)一部カスタマイズ]

・「どんな『Tに属す対象』yをとっても、P(x,y)を満たす『Sに属す対象』xの存在を主張」 [井関1.2 (式2.4)(p.9): 「∀xRyR (x<y) 」;例1(5) (p.10): 「∀xZyZ  (xy=x) 」]

・「すべての『Tに属す対象』yにたいして、P(x,y)となる『Sに属す対象』xが存在する。」  [新井4.2p.128をカスタマイズ]

・「すべての『Tに属す対象』yについて、ある『Sに属す対象』xP(x,y)となるxがある」 [本橋4.3(p.70)一部カスタマイズ]

・「すべての『Tに属す対象』yについて、P(x,y)となるような『Sに属す対象』xがある」 [中谷p.142]

・「どんな『Tに属す対象』yをとっても、(それぞれのyに応じて)P(x,y)が真になるように『Sに属す対象』xが存在するとき、このときにかぎって真になる命題」  [井関『集合と論理』1.5 (p.28)]

【日本語type2】

・「任意に与えられた『Tに属す対象』yに対して、ある『Sに属す対象』xを選ぶと、p(x,y)成り立つ。」   [齋藤『日本語から記号論理へ』2章§5(p.70)]

・「任意の『Tに属す対象』yにおいて、yに対応した上手な『Sに属す対象』xの選び方があって、必ずP(x,y)にできる」  [松井2.6(p.38)をカスタマイズ]

・「すべての『Tに属す対象』yについて、ある『Sに属す対象』xがあってp(x,y)である。」   [中内例2.6.1(p.103)] 

・「Tのなかでは、どんなyをとっても、P(x,y)を満たす『Sに属す対象』xがとれる(存在する)」  [井関(式2.4)(p.8): 「∀xRyR (x<y) 」]

・「どんな『Tに属す対象』yをとっても、ある『Sに属す対象』x0をとればP(x0,y)は真になる」 [井関『集合と論理』1.5(p.28)]


【日本語type3】

・「"P(x,y)を満たす『Tに属す対象』yがある"がすべての『Sに属す対象』xについて成り立つ」  [本橋4.3(p.70)一部カスタマイズ]


  


xSyT P(x,y) 
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xSyTの定義に遡った「∀xSyT P(x,y)意味 



・「xSyT P(x,y)」すなわち「xS (yT P(x,y) )」 とは、

 「 x ( xS y ( yT かつ P(x,y) ) ) 」の省略表現。  


※なぜ?「yT P(x,y)」「 xS  Q(x) 」のそもそもの定義に立ち返ると一目瞭然。


step1】 「xSyT P(x,y)xS ( y ( yT かつ P(x,y) ) )」 

    「yT P(x,y)」は「y ( yT かつ P(x,y) ) 」の省略表現であるから、

     「 xS (yT P(x,y) ) 」は、
      「 xS ( y ( yT かつ P(x,y) ) ) 」  
    の省略表現。

step2】 「xS ( y ( yT かつ P(x,y) ) )x (xSy( yTかつP(x,y) ) )

    「 xS  Q(x) 」は「x ( xSQ(x) )」の省略表現であるから、

    「xS ( y ( yT かつ P(x,y) ) )」は、
 
    「x ( xS y ( yT かつ P(x,y) ) )」の省略表現。

step3】 結論
 
    step1,step2でおこなった考察を合わせると、
    「xSyT P(x,y)xS ( y ( yT かつ P(x,y) ) )
               x (xSy( yTかつP(x,y) ) )
 
関連事項:
 ・xS,∀yTの定義に遡った「∀xS ∀yT P(x,y)意味  
 ・xS,∀yTの定義に遡った「∃xS ∀yT P(x,y)意味  
 ・xS,∃yTの定義に遡った「∃xS ∃yT P(x,y)意味 









xSyT P(x,y) 
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集合S,Tが内包的に定義された場合の「∀xSyT P(x,y)意味 


 集合Sの内包S'であるとき、 つまり、 S{ x | S'(x) } であるとき、 
 集合Tの内包T'であるとき、 つまり、 T{ y | T'(y) } であるとき、 

 「xSyT P(x,y)」すなわち「xS (yT P(x,y) )」 は、

   「 x ( S'(x)  y ( T'(y) かつ P(x,y) ) ) 

    性質・条件S'を満たすすべてのxについて、
    xとの関係・条件Pを満たすyが、
    性質・条件T'を満たすyのなかに存在する [本橋『新しい論理序説』4.5(p.74)]

   と言い換えてよい。


なぜ?

 ・「xSyT P(x,y)」すなわち「xS (yT P(x,y) )」は、
   「 x ( xS y ( yT かつ P(x,y) ) ) 」…(1)
  の省略表現()。 

 ・この設定の下では、 S{ x | S'(x) } とされているので、 
   xSは、x{ x | S'(x) }に言い換えてよい。
  また、x{ x | S'(x) } は、S'(x)に言い換えてよい()。
  以上二点より、設定下、xSは、S'(x)に言い換えてよい。…(2)

 ・この設定の下では、T{ y | T'(y) } とされているので、 
   yTは、y{ y | T'(y) } に言い換えてよい。
  また、y{ y | T'(y) } は、T'(x)に言い換えてよい()。
  以上二点より、設定下、yTは、T'(x) に言い換えてよい。…(3)

 ・(2)(3)により、
  「 x ( xS y ( yT かつ P(x,y) ) ) 」…(1)
  は、
  「 x ( S'(x) y ( T'(x) かつ P(x,y) ) ) 」 
  に言い換えてよい。

※関連事項:
 ・集合S,Tが内包的に定義された有限集合である場合の「∀xS ∀yT P(x,y)意味  
 ・集合S,Tが内包的に定義された有限集合である場合の「∃xS ∀yT P(x,y)意味  
 ・集合S,Tが内包的に定義された有限集合である場合の「∃xS ∃yT P(x,y)意味 








【文献−数学一般】
 ●本橋『新しい論理序説』4.5一般の∀∃文と∃∀文の読み方(pp.73-74) 




 



xSyT P(x,y) 
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集合S,Tが外延的に定義された有限集合である場合の「∀xSyT P(x,y)意味 


 S有限集合 { s1 , s2 , … , sn }
 T有限集合 { t1 , t2 , … , tn }
 であるとき、 

 「xSyT P(x,y)」すなわち「xS (yT P(x,y) )」 は、

 「『P( s1 ,t1) または P( s1 ,t2 ) またはまたは P(s1,tn)
  かつ
  『P( s2 ,t1) または P( s2 ,t2 ) またはまたは P(s2,tn)
  かつ 
  :
  かつ 
  『P( sn ,t1) または P( sn ,t2 ) またはまたは P(sn,tn)』」

 に言い換えてよい。


なぜ?

 ・この設定の下では、 T有限集合 { t1 , t2 , … , tn } とされているので、
  
  「xSyT P(x,y)」すなわち「xS (yT P(x,y) )」は、
  
   「 xS ( P(x,t1) または P(x,t2) またはまたは P(x,tn) ) 」…(式1)

   に言い換えてよい。()。 

 ・この設定の下では、S有限集合 { s1 , s2 , … , sn } とされているので、
  
  (式1) 「 xS ( P(x,t1) または P(x,t2) またはまたは P(x,tn) ) 」は、
   
  「『P( s1 ,t1) または P( s1 ,t2 ) またはまたは P(s1,tn)
   かつ
   『P( s2 ,t1) または P( s2 ,t2 ) またはまたは P(s2,tn)
   かつ 
   :
   かつ 
   『P( sn ,t1) または P( sn ,t2 ) またはまたは P(sn,tn)』」…(式2)

   に言い換えてよい。()。 

関連事項:
 ・集合S,Tが外延的に定義された有限集合である場合の「∀xS ∀yT P(x,y)意味  
 ・集合S,Tが外延的に定義された有限集合である場合の「∃xS ∀yT P(x,y)意味  
 ・集合S,Tが外延的に定義された有限集合である場合の「∃xS ∃yT P(x,y)意味 





【文献−数学一般】
 ・中内『ろんりの練習帳』定理2.6.3の証明のなかを参照(pp.105): 

下記すべて未確認

 ●本橋『新しい論理序説』4.5一般の∀∃文と∃∀文の読み方(pp.73-74) 


 






xSyT P(x,y) 
二項述語二重量化一覧 
論理記号一覧/述語・命題関数
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