二項述語の二重量化「∃x∈S ∀y∈T  P(x,y)」   : トピック一覧

【ポイント】

・「∃x∈S ∀y∈T P(x,y)」 は、

 「集合Sから対象をうまく選んで変項xへ代入することによって、
      どの対象を集合Tから選んで変項yへ代入しようとも、
         x-y間の関係・条件P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、
 「∃x∈S ∀y∈T 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
 「∃x∈S ∀y∈T 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
 「∃x∈S ∀y∈T P(x,y)」はS,Tを変項とする2項述語。→詳細

【詳細】

・∃x∈S ∀y∈T : 定義 / 意味  / 読み下し例
・∃x∈S ∀y∈Tの定義に遡った「∃x∈S ∀y∈T P(x,y)」の意味



【具体例】
  ・ 「∃x∈S ∀y∈T ( x loves y )」/「∃y∈T ∀x∈S ( x loves y )」 
  ・ 「∃x∈S ∀y∈T ( yはxの師匠 )」/「∃y∈T ∀x∈S ( yはxの師匠 )」 
  ・ 「∃n∈S ∀x∈T ( n>x )」  / 「∃x∈T ∀n∈S ( n>x )」  
  ・ ∃M∈R ∀x∈A ( x≦M ) / ∃m∈R ∀x∈A ( m≦x ) / ∃M>0 ∀x∈A ( |x|≦M )     


・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) 
       省略形「∃S'(x) ∀y∈T P(x,y)」    
 



※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

「∃x∈S ∀y∈T  P(x,y)」 の定義


要旨

 「∃x∈S ∀y∈T P(x,y)」は、

  P(x,y)の普遍量化を存在量化した

   「∃x∈S (∀y∈T  P(x,y) )」

 を表す。



※具体例
  → 「∃x∈S ∀y∈T ( x loves y )」/「∃y∈T ∀x∈S ( x loves y )」 
  → 「∃x∈S ∀y∈T ( yはxの師匠 )」/「∃y∈T ∀x∈S ( yはxの師匠 )」 
  → 「∃n∈S ∀x∈T ( n>x )」  / 「∃x∈T ∀n∈S ( n>x )」  
  → ∃M∈R ∀x∈A ( x≦M ) / ∃m∈R ∀x∈A ( m≦x )  
    ∃M>0 ∀x∈A ( |x|≦M )     
※関連事項: 
  ・「∃x ∀y  P(x,y)」 の定義 
  ・「∀x∈S ∀y∈T P(x,y)」の定義/「∃x∈S ∃y∈T P(x,y)」の定義/「∀x∈S ∃y∈T P(x,y)」の定義 





【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) 
 ・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 xy=x ; 5.5(pp.176-186)
 ・井関『集合と論理』1.2 (式2.4)(p.9): 「∃y∈R∀x∈R  (x<y) 」
          1.2 例1(5) (p.10): 「∃y∈Z ∀x∈Z   (x+y=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
 ・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) 
 ・新井紀子『数学は言葉』∃x∈N ∀y∈N x≦y (p.92);


 ●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 

 「∃x∈S ∀y∈T P(x,y)」とは、

 下記手順でつくった命題「∃x∈S (∀y∈T  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を全称量化子で束縛して普遍量化し、



  変項xのみを含む一項述語 
      ∀y∈T P(x,y)  「xは、すべての『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:存在量化】  

  step1で得られた
  変項xのみを含む一項述語  
      ∀y∈T P(x,y)  「xは、すべての『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を存在量化子で束縛して存在量化。

  得られた命題が

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

※具体例
  → ∃x∈『男子を全員あつめた集合』 ∀y∈『女子を全員あつめた集合』 ( x loves y )」 /  ∃y∈女性を全員あつめた集合 ∀x∈男性を全員あつめた集合 ( x loves y )
  → ∃x∈YMO ∀y∈Perfume ( x loves y ) / ∃y∈YMO ∀x∈Perfume ( x loves y )    




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

 「∃x∈S ∀y∈T P(x,y)」とは、

 下記手順でつくった一項述語「∃x∈S (∀y∈T  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を全称量化子で束縛して普遍量化し、



  x,Tを変項とする2項述語 
      ∀y∈T P(x,y)  「xは、すべての『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:存在量化】  

  step1で得られた
  x,Tを変項とする2項述語  
      ∀y∈T P(x,y)  「xは、すべての『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を存在量化子で束縛して存在量化。

  得られた一項述語が

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

※具体例: ∃M∈R ∀x∈A ( x≦M ) / ∃m∈R ∀x∈A ( m≦x ) / ∃M>0 ∀x∈A ( |x|≦M )     

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

 「∃x∈S ∀y∈T P(x,y)」とは、

 下記手順でつくった2項述語「∃x∈S (∀y∈T  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を全称量化子で束縛して普遍量化し、



  x,Tを変項とする2項述語 
      ∀y∈T P(x,y)  「xは、すべての『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:存在量化】  

  step1で得られた
  x,Tを変項とする2項述語 
      ∀y∈T P(x,y)  「xは、すべての『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を存在量化子で束縛して存在量化。

  得られたS,Tを変項とする2項述語が

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



→∃x∈S ∀y∈T 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
→総目次 


「∃x∈S ∀y∈T  P(x,y)」 の意味 


 ・ P(x,y)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
 ・ Sは「Xの部分集合」
 ・ Tは「Yの部分集合」

という設定のもと、 

 「∃x∈S ∀y∈T P(x,y)」 は、

 「《部分集合Sに属す対象》をうまく選んで変項xへ代入してあげることによって、

   いかなる《部分集合Tに属す対象》を変項yへ代入しようとも、
    
      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、
  「∃x∈S ∀y∈T P(x,y)」は真偽確定した命題。→詳細

 ※関連事項: 
  ・「∃x ∀y  P(x,y)」 の意味 
  ・「∀x∈S ∀y∈T P(x,y)」の意味/「∃x∈S ∃y∈T P(x,y)」の意味/「∀x∈S ∃y∈T P(x,y)」の意味 




【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) 
 ・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 xy=x; 5.5(pp.176-186)
 ・井関『集合と論理』1.2 (式2.4)(p.9): 「∃y∈R∀x∈R  (x<y) 」
          1.2 例1(5) (p.10): 「∃y∈Z ∀x∈Z   (x+y=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
 ・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) 
 ・新井紀子『数学は言葉』∃x∈N ∀y∈N x≦y (p.92);


 


 ・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
   「∃x∈S ∀y∈T 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
   「∃x∈S ∀y∈T P(x,y)」はS,Tを変項とする2項述語。→詳細

※具体例
  → 「∃M∈R ∀x∈A ( x≦M )」 / 「∃m∈R ∀x∈A ( m≦x )」  
  → 「∃x∈S ∀y∈T ( x loves y )」/「∃y∈T ∀x∈S ( x loves y )」 
  → ∃x∈『男子を全員あつめた集合』 ∀y∈『女子を全員あつめた集合』 ( x loves y )」 /  ∃y∈女性を全員あつめた集合 ∀x∈男性を全員あつめた集合 ( x loves y )
  → ∃x∈YMO ∀y∈Perfume ( x loves y ) / ∃y∈YMO ∀x∈Perfume ( x loves y )    
  → 「∃x∈S ∀y∈T ( yはxの師匠 )」/「∃y∈T ∀x∈S ( yはxの師匠 )」 
  → 「∃n∈S ∀x∈T ( n>x )」  / 「∃x∈T ∀n∈S ( n>x )」  



→∃x∈S ∀y∈T 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
→総目次 

読み下し例


∃x∈S ∀y∈T P(x,y) の読み下し例

※具体例

 ・「∃M∈R ∀x∈A ( x≦M )」  
 ・「∃m∈R ∀x∈A ( m≦x )」
 ・「∃x∈S ∀y∈T ( x loves y )」 
 ・「∃x∈S ∀y∈T ( yはxの師匠 )」 
 ・「∃n∈S ∀x∈T ( n>x )」 

【英語】

・There exists x∈S such that for all y∈T , P(x,y) .
    [新井3.2(p.125)]

・There exists an element x in S such that for each y in T, the pair (x,y) has property P.  [De La Fuente,p.8]

【日本語type1】  

(1)

・「ある『Sに属す対象』xが存在して、
   任意の『Tに属す対象』yに対しP(x,y)が成り立つ」
    [松井2.6(p.38):"∃x∈R ∀y∈R xy=x"]

・「ある『Sに属す対象』xが存在し、
   任意の『Tに属す対象』yについてP(x,y)が成り立つ」
    [新井3.2(p.92)∃x∈N ∀y∈N x≦y ]
    [新井定義4.1関数の有界の定義(p.134)]



※
関連事項: 
  ・「∃x ∀y  P(x,y)」 の読み 
  ・「∀x∈S ∀y∈T P(x,y)」の読み/「∃x∈S ∃y∈T P(x,y)」の読み/「∀x∈S ∃y∈T P(x,y)」の読み 





【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) 
 ・新井紀子『数学は言葉』∃x∈N ∀y∈N x≦y (p.92);4.1∀∃,∃∀の和訳・英訳(pp.123-5);
 ・井関『集合と論理』1.2 (式2.4)(p.9): 「∃y∈R∀x∈R  (x<y) 」
          1.2 例1(5) (p.10): 「∃y∈Z ∀x∈Z   (x+y=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 xy=x; 5.5(pp.176-186)
 ・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
 ・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) 
 ・中谷『論理』6.3A多変数の命題関数の限定命題(p.143)
 ●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。


 



・「ある『Sに属す対象』xが存在して、どの『Tに属す対象』yに対しても、P(x,y)が成り立つ」 [新井3.2(p.125)]

・「まず最初に『Sに属す対象』xが存在する。そしてどんな『Tに属す対象』yをとっても、P(x,y)が成立する。」 [井関(式2.5)(p.9): 「∃y∈R ∀x∈R (x<y) 」]

・「ある『Sに属す対象』xがあって、すべての『Tに属す対象』yについてp(x,y)である」 [中内『ろんりの練習帳』例2.6.1(p.103)]

・「ある『Sに属す対象』xがあって、すべての『Tに属す対象』yについてP(x,y)が成り立つ」[本橋4.3p.70 をカスタマイズ]

(2)

・「『Sに属す対象』を一つ凄く上手に選ぶと、実はどんな『Tに属す対象』yをもってきても、P(x,y)が成り立つ。」[松井2.6(p.38):"∃x∈R ∀y∈R xy=x"]

・「ある『Sに属す対象』xを選ぶと、すべての『Tに属す対象』yに対して、P(x,y)が成り立つ。」 [齋藤『日本語から記号論理へ』2章§5(p.70)]

(3)

・「まずはじめにある『Sに属す対象』xがとれて、つぎにどんな『Tに属す対象』yをとっても、つねにP(x,y)が成立する。」[井関1.2例1(5) (p.10): 「∃y∈Z ∀x∈Z  (x+y=x) 」]

・「ある『Sに属す対象』xをとると、すべての『Tに属す対象』yに対して、P(x,y)が成り立つ。」 [齋藤『日本語から記号論理へ』2章§5(p.70)]

(4)

・「ある『Sに属す対象』xについて、すべての『Tに属す対象』yについて、、P(x,y)である。」  [中谷『論理』6.3A多変数の命題関数の限定命題(p.143) ]


【日本語type2】
 句読点の位置を変えると、意味が変わるので注意。

・「"すべての『Tに属す対象』yについてP(x,y)である"を満たす『Sに属す対象』xがある。」  [本橋4.3p.70 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4.3p.70 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」だと「∀y∈T ∃x∈S P(x,y) 」の意味になるので注意。 [本橋4.3p.70 をカスタマイズ]


「∃y∈T ∀x∈S P(x,y)」の読み下し例

※具体例:「∃y∈T ∀x∈S ( x loves y )」 /「∃y∈T ∀x∈S ( yはxの師匠 )」/「∃x∈T ∀n∈S ( n>x )」

【英語】

・There exists y∈T such that for all x∈S , P(x,y) . [新井3.2(p.125)]

【日本語type1】  

(1)

・「ある『Tに属す対象』yが存在して、任意の『Sに属す対象』xに対しP(x,y)が成り立つ」[松井2.6(p.38):"∃x∈R ∀y∈R xy=x"]

・「ある『Tに属す対象』yが存在し、任意の『Sに属す対象』xについてP(x,y)が成り立つ」[新井3.2(p.92)∃x∈N ∀y∈N x≦y ][新井定義4.1関数の有界の定義(p.134)]

・「ある『Tに属す対象』yが存在して、どの『Sに属す対象』xに対しても、P(x,y)が成り立つ」[新井3.2(p.125)]

・「まず最初に『Tに属す対象』yが存在する。そしてどんな『Sに属す対象』xをとっても、P(x,y)が成立する。」  [井関(式2.5)(p.9): 「∃y∈R ∀x∈R (x<y) 」]

・「ある『Tに属す対象』yがあって、すべての『Sに属す対象』xについてp(x,y)である」[中内『ろんりの練習帳』例2.6.1(p.103)]

・「ある『Tに属す対象』yがあって、すべての『Sに属す対象』xについてP(x,y)が成り立つ」 [本橋4.3p.70 をカスタマイズ]

(2)

・「『Tに属す対象』yを一つ凄く上手に選ぶと、実はどんな『Sに属す対象』xをもってきても、P(x,y)が成り立つ。」[松井2.6(p.38):"∃x∈R ∀y∈R xy=x"]

・「ある『Tに属す対象』yを選ぶと、すべての『Sに属す対象』xに対して、P(x,y)が成り立つ。」 [齋藤『日本語から記号論理へ』2章§5(p.70)]

(3)

・「まずはじめにある『Tに属す対象』yがとれて、つぎにどんな『Sに属す対象』をとっても、つねにP(x,y)が成立する。」 [井関1.2例1(5) (p.10): 「∃y∈Z ∀x∈Z  (x+y=x) 」]

・「ある『Tに属す対象』yをとると、すべての『Sに属す対象』xに対して、P(x,y)が成り立つ。」 [齋藤『日本語から記号論理へ』2章§5(p.70)]

(4)

・「ある『Tに属す対象』yについて、すべての『Sに属す対象』xについて、、P(x,y)である。」  [中谷『論理』6.3A多変数の命題関数の限定命題(p.143) ]



【日本語type2】
 句読点の位置を変えると、意味が変わるので注意。

・「"すべての『Sに属す対象』xについてP(x,y)である"を満たす『Tに属す対象』yがある。」 [本橋4.3p.70 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4.3p.70 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」だと「∀x∈S ∃y∈T P(x,y) 」の意味になるので注意。 [本橋4.3p.70 をカスタマイズ]





→∃x∈S ∀y∈T 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
→総目次 


∃x∈S ∀y∈Tの定義に遡った「∃x∈S ∀y∈T P(x,y)」の意味 



・「∃x∈S ∀y∈T P(x,y)」 すなわち 「∃x∈S (∀y∈T  P(x,y) )」
 とは、

 「 ∃ x ( x∈S かつ ∀y ( y∈T⇒P(x,y) ) ) 」の省略表現。  


※なぜ?

 「∀y∈T P(x,y)」「 ∃x∈S Q(x) 」のそもそもの定義に立ち返ると、
 一目瞭然。

 ・「∀y∈T P(x,y)」は「 ∀y ( y∈T⇒P(x,y) ) 」の省略表現であるから、

  「 ∃x∈S ( ∀y∈T P(x,y) ) 」は、
    「 ∃x∈S ( ∀y ( y∈T⇒P(x,y) ) ) 」の省略表現。

 ・「 ∃x∈S Q(x) 」は、「 ∃ x ( x∈S かつ Q(x) ) 」の省略表現であるから、

  「 ∃x∈S ( ∀y ( y∈T⇒P(x,y) ) ) 」は、

   「 ∃ x ( x∈S かつ ∀y ( y∈T⇒P(x,y) ) ) 」の省略表現。

※関連事項:
 ・∀x∈S,∀y∈Tの定義に遡った「∀x∈S ∀y∈T P(x,y)」の意味  
 ・∃x∈S,∃y∈Tの定義に遡った「∃x∈S ∀y∈T P(x,y)」の意味  
 ・∀x∈S,∃y∈Tの定義に遡った「∀x∈S ∃y∈T P(x,y)」の意味 







【文献】
 ・新井紀子『数学は言葉』∃x∈N ∀y∈N x≦y (p.92);


 







→∃x∈S ∀y∈T 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
→総目次 

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


 集合Sの内包がS'、 つまり、 S={ x | S'(x) } 、 
 集合Tの内包がT'、 つまり、 T={ y | T'(y) } 、
 との設定のもと、 

 「∃x∈S ∀y∈T P(x,y)」 すなわち 「∃x∈S (∀y∈T  P(x,y) )」 は、

 「 ∃ x ( S'(x) かつ ∀y ( T'(y) ⇒P(x,y) ) ) 」 

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

 に言い換えてよい。


※なぜ?

 ・「∃x∈S ∀y∈T P(x,y)」すなわち「∃x∈S (∀y∈T  P(x,y) )」は、
   「 ∃ x ( x∈S かつ ∀y ( y∈T⇒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、 
   x∈S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、x∈S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、 
   y∈T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、y∈Tは、T'(x) に言い換えてよい。…(3)

 ・(2)(3)により、
  「 ∃ x ( x∈S かつ ∀y ( y∈T⇒P(x,y) ) ) 」…(1)
  は、
  「 ∃ x ( S'(x) かつ ∀y ( T'(y) ⇒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「∀x∈S ∀y∈T P(x,y)」の意味  
 ・集合S,Tが内包的に定義された有限集合である場合の「∃x∈S ∃y∈T P(x,y)」の意味  
 ・集合S,Tが内包的に定義された有限集合である場合の「∀x∈S ∃y∈T P(x,y)」の意味 







【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) 


 




→∃x∈S ∀y∈T 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
→総目次 


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


・S=有限集合 { s1 , s2 , … , sn }
 T=有限集合 { t1 , t2 , … , tn }
 であるとき、 
  
 「∃x∈S ∀y∈T P(x,y)」すなわち「∃x∈S (∀y∈T  P(x,y) )」
 は、

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

 に言い換えてよい。

・つまり、
 ∃x∈{ s1, s2, …, sn } ∀y∈ { t1, t2, … , tn  } P(x,y)
 
  ⇔ (P(s1,t1) ∧ P(s1,t2) ∧ … ∧ P(sn,tn))
     ∨(P(s2,t1) ∧ P(s2,t2) ∧ … ∧ P(s2,tn))∨…
     …∨( P( sn ,t1) ∧ P( sn ,t2) ∧ … ∧ P(sn,tn))
 

※なぜ?

 ・この設定の下では、 T= { t1 , t2 , … , tn } とされているので、
  
  「∃x∈S ∀y∈T P(x,y)」すなわち「∃x∈S (∀y∈T  P(x,y) )」は、
  
  「∃x∈S ( P(x,t1) かつ P(x,t2) かつ … かつ P(x,tn) )」…(式1) 

   に言い換えてよい(∵)。 

 ・この設定の下では、S= { s1 , s2 , … , sn } とされているので、
  
  (式1)「∃x∈S ( P(x,t1) かつ P(x,t2) かつ … かつ P(x,tn) )」

  は、

  『 P(s1,t1) かつ P(s1,t2) かつ … かつ P(sn,tn) 』
   または  
  『 P(s2,t1) かつ P(s2,t2) かつ … かつ P(s2,tn) 』
   または 
    : 
   または 
  『 P( sn ,t1) かつ P( sn ,t2) かつ … かつ 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「∀x∈S ∀y∈T P(x,y)」の意味  
 ・集合S,Tが外延的に定義された有限集合である場合の「∃x∈S ∃y∈T P(x,y)」の意味  
 ・集合S,Tが外延的に定義された有限集合である場合の「∀x∈S ∃y∈T P(x,y)」の意味 





【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): 



 



→∃x∈S ∀y∈T 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
→総目次 

省略形「∃ S(x) ∀y∈T P(x,y)」 

【設定】

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

【本題】

・「 ∃ S'(x) ∀y∈T P(x,y)」

  たとえば、
   Rを変項xの議論領域とした際の「∃ x>0 ∀y∈T P(x,y) 」

 は、

 下記表現aないし表現bのの省略表現。

※基礎

 ・「∃ 条件式 1項述語」/「∃ 条件式 2項述語」/「∃ 条件式 n項述語」

※具体例:
  ・ ∃M>0 ∀x∈A ( |x|≦M )

※類似例:
  ・省略形「∃S'(x) ∀y∈T P(x,y,z)」  
   

 【表現a】  ∃ x∈ { x∈X | S'(x) }  ∀y∈T P(x,y)   

             | この《S'(x)の真理集合に属す対象》を変項xに代入すると、
             |  「どの《Tに属す対象》を変項yに代入しても、変項zは、x,yとのあいだの関係・条件P(x,y)を満たす」
             | が真になる

          と言える《S'(x)の真理集合に属す対象》が、最低一個は存在する、

        上記の例では、 「∃ x∈ { x∈R |  x>0  } ∀y∈T P(x,y)」 


             | この《「x>0」の真理集合に属す対象》を変項xに代入すると、
             |  「どの《Tに属す対象》を変項yに代入しても、変項zは、x,yとのあいだの関係・条件P(x,y)を満たす」
             | が真になる

          と言える《「x>0」の真理集合に属す対象》が、最低一個は存在する、


 【表現b】  ∃x ( S'(x) かつ ∀y∈T  P(x,y)  )  

        少なくとも一つの対象が、xの議論領域Xのなかには存在し、
        その対象は、xに代入されると、
         条件S'を成り立たせ、
         かつ  
         「どの《Tに属す対象》を変項yに代入しても、変項zは、x,yとのあいだの関係・条件P(x,y)を満たす」を成り立たせる。
 
       上記の例では、 「∃x ( x>0 かつ ∀y∈T  P(x,y)  ) 」   
           xに代入されると、
            《x>0を満たし、かつ、「どの《Tに属す対象》を変項yに代入しても、変項zは、x,yとのあいだの関係・条件P(x,y)を満たす」と言える》対象が、
             xの議論領域Xのなかに少なくとも一つは存在する



→∃x∈S ∀y∈T 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
→総目次