否定論理演算子の定義と性質
否定論理演算子の定義と性質
否定論理演算子の定義
2項論理演算子\(P\)があるとき、\(AQB\Leftrightarrow\lnot\left(APB\right)\)を満たす2項演算子\(Q\)を論理演算子\(P\)の否定論理演算子\(Q\)といいます。
否定論理演算子の性質
否定論理演算子の定義
2項論理演算子\(P\)があるとき、\(AQB\Leftrightarrow\lnot\left(APB\right)\)を満たす2項演算子\(Q\)を論理演算子\(P\)の否定論理演算子\(Q\)といいます。
否定論理演算子の性質
(1)
論理演算子\(P\)の否定論理演算子の否定論理演算子は元の論理演算子\(P\)となります。(2)
論理演算子\(P\)が結合律を満たしても\(P\)の否定論理演算子\(Q\)の結合律は満たすとも満たさないとも限りません。(1)論理演算子と否定論理演算子一覧
\[ \begin{array}{|c|c|} \hline \text{論理演算子} & \text{否定論理演算子}\\ \hline \land & \uparrow\\ \hline \lor & \downarrow\\ \hline \rightarrow & \nrightarrow\\ \hline \leftarrow & \nleftarrow\\ \hline \leftrightarrow & \nleftrightarrow\\ \hline \uparrow & \land\\ \hline \downarrow & \lor\\ \hline \nrightarrow & \rightarrow\\ \hline \nleftarrow & \leftarrow\\ \hline \nleftrightarrow & \leftrightarrow \\\hline \end{array} \](2)
論理演算子\(P\)の否定論理演算子は\(\lnot\)\(\left(APB\right)\Leftrightarrow AQB\)となる論理演算子\(Q\)であって、\(\lnot\left(APB\right)\Leftrightarrow\lnot AQ\lnot B\)となる論理演算子\(Q\)のことではありません。例えば論理積\(\land\)の否定論理演算子は\(\lnot\left(A\land B\right)\Leftrightarrow A\uparrow B\)となる論理演算子\(\uparrow\)であって、\(\lnot\left(A\land B\right)\Leftrightarrow\lnot A\lor\lnot B\)となる論理演算子\(\lor\)のことではありません。
(1)
演算子\(P\)の否定演算子を\(Q\)として、否定演算子の否定演算子を\(P'\)とすると、\begin{align*} AP'B & \Leftrightarrow\lnot\left(AQB\right)\\ & \Leftrightarrow\lnot\left(\lnot\left(APB\right)\right)\\ & \Leftrightarrow APB \end{align*} となり、任意の命題\(A,B\)について\(AP'B\Leftrightarrow APB\)となるので、\(P'\)と\(P\)は同じ演算子になる。
従って、題意は成り立つ。
(2)
反例で示す。論理和\(\lor\)の否定演算子は否定論理和\(\downarrow\)である。
このとき、論理和\(\lor\)は
\[ \left(A\lor B\right)\lor C\Leftrightarrow A\lor\left(B\lor C\right) \] であり、結合律を満たす。
しかし、\(A\Leftrightarrow B\Leftrightarrow\top,C\Leftrightarrow\bot\)とすると、
\begin{align*} \left(A\downarrow B\right)\downarrow C & \Leftrightarrow\left(\top\downarrow\top\right)\downarrow\bot\\ & \Leftrightarrow\bot\downarrow\bot\\ & \Leftrightarrow\top \end{align*} \begin{align*} A\downarrow\left(B\downarrow C\right) & \Leftrightarrow\top\downarrow\left(\top\downarrow\bot\right)\\ & \Leftrightarrow\top\downarrow\bot\\ & \Leftrightarrow\bot \end{align*} となるので、\(\left(A\downarrow B\right)\downarrow C\Leftrightarrow\top\nLeftrightarrow\bot\Leftrightarrow A\downarrow\left(B\downarrow C\right)\)となり、否定論理和\(\downarrow\)は結合律を満たさない
これより、演算子\(P\)が結合律を満たしても\(P\)の否定演算子\(Q\)の結合律は満たすとは限らない。
また、同値\(\leftrightarrow\)の否定演算子は否定同値\(\nleftrightarrow\)である。
このとき、同値\(\leftrightarrow\)は
\[ \left(A\leftrightarrow B\right)\leftrightarrow C\Leftrightarrow A\leftrightarrow\left(B\leftrightarrow C\right) \] であり、結合律を満たす。
また、否定同値\(\nleftrightarrow\)についても、
\begin{align*} \left(A\nleftrightarrow B\right)\nleftrightarrow C & \Leftrightarrow A\nleftrightarrow\lnot\left(B\leftrightarrow C\right)\\ & \Leftrightarrow A\leftrightarrow\left(B\leftrightarrow C\right) \end{align*} となるので、結合律を満たす。
これより、演算子\(P\)が結合律を満たし、\(P\)の否定演算子\(Q\)の結合律も満たすこともある。
これらより、演算子\(P\)が結合律を満たしても\(P\)の否定演算子\(Q\)の結合律は満たすとも満たさないとも限らない。
ページ情報
| タイトル | 否定論理演算子の定義と性質 |
| URL | https://www.nomuramath.com/yygk9s0t/ |
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転換法
量化子(全称命題・存在命題)の順序変更
\[
\exists x\forall y,P\left(x,y\right)\Rightarrow\forall y\exists x,P\left(x,y\right)
\]
量化子(全称命題・存在命題)と和集合
\[
\forall x\in A\cup B,P\left(x\right)\Leftrightarrow\left(\forall x\in A,P\left(x\right)\right)\land\left(\forall x\in B,P\left(x\right)\right)
\]
量化子(全称命題・存在命題)と空集合と命題変数
\[
\forall x\in\emptyset,P\left(x\right)\Leftrightarrow\top
\]

