(01)
―「前回(2020年2月23日)」は、「代入」で求めたものの、「今回」は、「直接、計算」する。―
(ⅰ)
1 (1) ~{ P&( Q∨ R)} A
2 (2) ~(~P∨(~Q&~R)} A
3 (3) ~P A
23 (4) ~P∨(~Q&~R) 3∨I
23 (5) ~(~P∨(~Q&~R)}&
(~P∨(~Q&~R)} 24&I
2 (6) ~~P 3RAA
2 (7) P 6DN
8 (8) (~Q&~R) A
8 (9) ~P∨(~Q&~R) 8∨I
2 8 (ア) ~(~P∨(~Q&~R)}&
(~P∨(~Q&~R)} 29&I
2 (イ) ~(~Q&~R) 8RAA
ウ (ウ) ~( Q∨ R) A
エ (エ) Q A
エ (オ) Q∨ R エ∨I
ウエ (カ) ~( Q∨ R)&
( Q∨ R) イオ&I
ウ (キ) ~Q エカRAA
ク(ク) R A
ク(ケ) Q∨ R ク∨I
ウ ク(コ) ~( Q∨ R)&
( Q∨ R) ウケ&
ウ (サ) ~R クコRAA
ウ (シ) ~Q&~R キサ&I
2 ウ (ス) ~(~Q&~R)&
(~Q&~R) イシ&I
2 (セ) ~~( Q∨ R) ウスRAA
2 (ソ) ( Q∨ R) セDN
2 (タ) P&( Q∨ R) 7ソ&I
12 (チ) ~{P&( Q∨ R)}&
{P&( Q∨ R)} 1タ&I
1 (ツ)~~(~P∨(~Q&~R)} 2チRAA
1 (テ) ~P∨(~Q&~R) ツDN
(ⅱ)
1 (1) ~P∨(~Q&~R) A
2 (2) P&( Q∨ R) A
3 (3) ~P A
2 (4) P 2&E
23 (5) ~P&P 34&I
3 (6) ~{P&( Q∨ R)} 25RAA
2 (7) Q∨ R 2&E
8 (8) ~Q&~R A
9 (9) Q A
8 (ア) ~Q 8&E
89 (イ) Q&~Q 9ア&I
9 (ウ) ~(~Q&~R) 8イRAA
エ (エ) R A
8 (オ) ~R 8&E
8 エ (カ) R&~R エオ&I
エ (キ) ~(~Q&~R) 8カRAA
2 (ク) ~(~Q&~R) 79ウエキ∨E
2 8 (ケ) (~Q&~R)&
~(~Q&~R) 8ク&I
8 (コ) ~{P&( Q∨ R)} 2ケRAA
1 (サ) ~{P&( Q∨ R)} 1368コ∨E
従って、
(01)により、
(02)
① ~{ P&( Q∨ R)}
② ~P∨(~Q&~R)
に於いて、
①=② である。
然るに、
(03)
「演算子」としての「&」と、
「演算子」としての「∨」の「結合力」は「等しい」。
従って、
(02)(03)により、
(04)
① ~{ P&( Q∨ R}
② ~P∨(~Q&~R)
に於いて、
①=② であるならば、
③ ~{(P& Q)∨ R}
④ (~P∨~Q)&~R
に於いて、
③=④
でなければ、ならない。
然るに、
(05)
(ⅲ)
1(1)~{(P& Q)∨ R} A
1(2) ~(P& Q)&~R 1ド・モルガンの法則
1(3) ~(P& Q) 2&E
1(4) ~P∨~Q 3ド・モルガンの法則
1(5) ~R 2&E
1(6) (~P∨~Q)&~R 45&I
(ⅳ)
1(1) (~P∨~Q)&~R 45&I
1(2) (~P∨~Q) 1&E
1(3) ~(P& Q) 2ド・モルガンの法則
1(4) ~R 1&E
1(5) ~(P& Q)&~R 34&I
1(6)~{(P& Q)∨ R} 5ド・モルガンの法則
従って、
(04)(05)により、
(06)
① ~{ P&( Q∨ R)}
② ~P∨(~Q&~R)
に於いて、
①=② であるならば、果たして、
③ ~{(P& Q)∨ R}
④ (~P∨~Q)&~R
に於いて、
③=④ である。
従って、
(01)~(06)により、
(07)
① ~{ P&( Q∨ R)}
② ~P∨(~Q&~R)
③ ~{(P& Q)∨ R}
④ (~P∨~Q)&~R
に於いて、
①=② であって、
③=④ である。
従って、
(07)により、
(08)
Q=~Q
といふ「代入(Substitution)」を行ふと、
① ~{ P&( ~Q∨ R)}
② ~P∨(~~Q&~R)
③ ~{(P& ~Q)∨ R}
④ (~P∨~~Q)&~R
従って、
(08)により、
(09)
「二重否定律(DN)」により、
① ~{ P&(~Q∨ R)}
② ~P∨( Q&~R)
③ ~{(P&~Q)∨ R}
④ (~P∨ Q)&~R
に於いて、
①=② であって、
③=④ である。
従って、
(09)により、
(10)
「連言(&)と選言(∨)」が混在する場合の「ド・モルガンの法則」は、例へば、
① ~{ P&(~Q∨ R)}
② ~P∨( Q&~R)
③ ~{(P&~Q)∨ R}
④ (~P∨ Q)&~R
に於いて、
①=② であって、
③=④ である。
然るに、
(11)
「君子不以其所以養人者害人」と「その対偶」の「述語論理」(2020年2月23日)。でも書いたものの、
あるいは、探し方が悪いのかもしれませんが、
① ~{ P&(~Q∨ R)}
② ~P∨( Q&~R)
③ ~{(P&~Q)∨ R}
④ (~P∨ Q)&~R
のやうに、「連言(&)と選言(∨)」が混在する場合の「ド・モルガンの法則」に関する「説明」は、少なくとも、「グーグルの1ページ目」では、見付けることが出来ません。
(01)
(a)
1 (1) ~( P& Q) A
2 (2) ~(~P∨~Q) A
3 (3) ~P A
3 (4) ~P∨~Q 3∨I
23 (5) ~(~P∨~Q)&
23 (6) (~P∨~Q) 24&I
2 (7) ~~P 3RAA
2 (8) P 7DN
9(9) ~Q A
9(ア) ~P∨~Q 9∨I
2 9(イ) ~(~P∨~Q)&
(~P∨~Q) 2ア&I
2 (ウ) ~~Q 9イRAA
2 (エ) Q ウDN
2 (オ) P& Q 8エ&I
12 (カ) ~( P& Q)&
( P& Q)
1 (キ)~~(~P∨~Q) 2カRAA
1 (ク) ~P∨~Q キDN
(b)
1 (1) ~( P& Q& R) A
2 (2) ~(~P∨~Q∨~R) A
3 (3) ~P A
3 (4) ~P∨~Q 3∨I
3 (5) ~P∨~Q∨~R 4∨I
23 (6) ~(~P∨~Q∨~R)&
(~P∨~Q∨~R) 25&I
2 (7) ~~P 3RAA
2 (8) P 7DN
9 (9) ~Q A
9 (ア) ~P∨~Q 9∨I
9 (イ) ~P∨~Q∨~R ア∨I
2 9 (ウ) ~(~P∨~Q∨~R)&
(~P∨~Q∨~R) 2イ&I
2 (エ) ~~Q 9ウRAA
2 (オ) Q エDN
カ(カ) ~R A
カ(キ) ~Q∨~R カ∨I
カ(ク) ~P∨~Q∨~R キ∨I
2 カ(ケ) ~(~P∨~Q∨~R)&
(~P∨~Q∨~R) 2ク&I
2 (コ) ~~R カケDN
2 (サ) R コDN
2 (シ) P& Q 8オ&I
2 (ス) P& Q& R サシ&I
12 (セ) ~( P& Q& R)&
( P& Q& R) 1ス&I
1 (ソ)~~(~P∨~Q∨~R) 2セRAA
1 (タ) ~P∨~Q∨~R ソDN
(02)
(c)
1 (1) ~P∨~Q A
2 (2) P& Q A
3 (3) ~P A
2 (4) P 2&E
23 (5) ~P&P 34&I
3 (6)~(P& Q) 25RAA
7(7) ~Q A
2 (8) Q 2&E
2 7(9) ~Q&Q 78&I
7(ア)~(P& Q) 29RAA
1 (イ)~(P& Q) 1367ア∨E
(d)
1 (1) ~P∨~Q∨~R A
2 (2) P& Q& R A
3 (3) ~P A
2 (4) P 2&E
23 (5) ~P&P 34&I
3 (6)~(P& Q& R) 25RAA
7 (7) ~Q A
2 (8) Q 2&E
2 7 (9) ~Q&Q 78&I
7 (ア)~(P& Q& R) 29RAA
イ(イ) ~R A
2 (ウ) R 2&E
2 イ(エ) ~R&R イウ&
イ(オ)~(P& Q& R) 2エRAA
1 (カ)~(P& Q& R) 1367アイオ∨E
従って、
(01)(02)により、
(03)
(ⅰ)~(P&Q) ⇔ ~P∨~Q
(〃)~(P&Q&R)⇔ ~P∨~Q∨~R
といふ「等式(ド・モルガンの法則)」が、成立する。
(04)
(e)
1 (1)~(P∨Q) A
2 (2) P A
2 (3) P∨Q 2∨I
12 (4)~(P∨Q)&
(P∨Q) 13&I
1 (5) ~P 24RAA
6(6) Q A
6(7) P∨Q 6∨I
1 6(8)~(P∨Q)&
(P∨Q) 16&I
1 (9) ~Q 68RAA
1 (ア)~P&~Q 59&I
(f)
1 (1) ~(P∨Q∨R) A
2 (2) P A
2 (3) P∨Q 2∨I
2 (4) P∨Q∨R
12 (5) ~(P∨Q∨R)&
(P∨Q∨R) 14&I
1 (6) ~P 2RAA
7 (7) Q A
7 (8) P∨Q 7∨I
7 (9) P∨Q∨R 8∨I
1 7 (ア) ~(P∨Q∨R)&
(P∨Q∨R) 19&I
1 (イ) ~Q 7アRAA
ウ(ウ) R A
ウ(エ) Q∨R ウ∨I
ウ(オ) P∨Q∨R エ∨I
1 ウ(カ) ~(P∨Q∨R)&
(P∨Q∨R) 1オ&I
1 (キ) ~R ウカRAA
1 (ク)~P&~Q 6イ&I
1 (ケ)~P&~Q&~R キク&I
(05)
(g)
1 (1) ~P&~Q A
2 (2) P∨ Q A
1 (3) ~P 1&E
4 (4) P A
1 4 (5) ~P& P 34&I
4 (6)~(~P&~Q) 15RAA
1 (7) ~Q 1&E
8(8) Q A
1 8(9) Q&~Q 78&I
8(ア)~(~P&~Q) 19RAA
2 (イ)~(~P&~Q) 2468ア∨E
12 (ウ) (~P&~Q)&
~(~P&~Q) 1イ&I
1 (エ) ~(P∨ Q) 2ウRAA
(h)
1 (1) ~P&~Q&~R A
2 (2) P∨ Q∨ R A
1 (3) ~P 1&E
4 (4) P A
1 4 (5) ~P& P 34&I
4 (6)~(~P&~Q&~R) 15RAA
1 (7) ~Q 1&E
8 (8) Q A
1 8 (9) Q&~Q A
8 (ア)~(~P&~Q&~R) 19RAA
1 (イ) ~R 1&E
ウ(ウ) R A
1 ウ(エ) ~R&R イウ&I
ウ(オ)~(~P&~Q&~R) 1エRAA
2 (カ)~(~P&~Q&~R) 1368アウオイウ∨E
従って、
(04)(05)により、
(06)
(ⅱ)~(P∨Q) ⇔ ~P&~Q
(〃)~(P∨Q∨R)⇔ ~P&~Q&~Q
といふ「等式(ド・モルガンの法則)」が、成立する。
従って、
(03)(06)により、
(07)
(ⅰ)~(P&Q) ⇔ ~P∨~Q
(〃)~(P&Q&R)⇔ ~P∨~Q∨~R
(ⅱ)~(P∨Q) ⇔ ~P&~Q
(〃)~(P∨Q∨R)⇔ ~P&~Q&~Q
といふ「等式(ド・モルガンの法則)」が、成立する。
然るに、
(01)(02)(04)(05)により、
(08)
(ⅰ)~(P&Q) ⇔ ~P∨~Q
(ⅱ)~(P∨Q) ⇔ ~P&~Q
といふ「等式」と、
(ⅰ)~(P&Q&R)⇔ ~P∨~Q∨~R
(ⅱ)~(P∨Q∨R)⇔ ~P&~Q&~Q
といふ「等式」は、「計算」としては、「命題の数」が、一方は「2つ」で、一方が「3つ」であるといふことに、過ぎない。
従って、
(09)
(ⅰ)~(P&Q) ⇔ ~P∨~Q
(〃)~(P&Q&R)⇔ ~P∨~Q∨~R
(ⅱ)~(P∨Q) ⇔ ~P&~Q
(〃)~(P∨Q∨R)⇔ ~P&~Q&~Q
といふ「等式」が成立する以上、当然、
(ⅰ)~(P&Q) ⇔ ~P∨~Q
(〃)~(P&Q&R) ⇔ ~P∨~Q∨~R
(〃)~(P&Q&R&S)⇔ ~P∨~Q∨~R∨~S
(ⅱ)~(P∨Q) ⇔ ~P&~Q
(〃)~(P∨Q∨R) ⇔ ~P&~Q&~Q
(〃)~(P∨Q∨R∨S)⇔ ~P&~Q&~Q&~S
といふ「等式」が成立する。
然るに、
(10)
右の「等式」は、
(ⅰ)~(0&1) ⇔ ~0∨~1
(〃)~(0&1&2) ⇔ ~0∨~1∨~2
(〃)~(0&1&2&3)⇔ ~0∨~1∨~2∨~3
(ⅱ)~(0∨1) ⇔ ~0&~1
(〃)~(0∨1∨2) ⇔ ~0&~1&~2
(〃)~(0∨1∨2∨3)⇔ ~0&~1&~2&~3
といふ風に、書くことが出来る。
従って、
(09)(10)により、
(11)
「ド・モルガンの法則」は、「(2以上の)自然数」と「同じ個数(無限個)」の「命題」に於いても、成立する。
cf.
数学的帰納法(mathematical induction)。
然るに、
(12)
(ⅰ)
1 (1) P→~Q A
2 (2) ~(~P∨~Q) A
3(3) ~P A
3(4) ~P∨~Q 3∨I
23(5) ~(~P∨~Q)&
(~P∨~Q) 24&I
2 (6) ~~P 35RAA
2 (7) P 6DN
12 (8) ~Q 17MPP
12 (9) ~P∨~Q 8∨I
12 (ア) ~(~P∨~Q)&
(~P∨~Q) 29&I
1 (イ)~~(~P∨~Q) 2アRAA
1 (ウ) ~P∨~Q イDN
(ⅱ)
1 (1) ~P∨ ~Q A
2 (2) P&~~Q A
3 (3) ~P A
2 (4) P 2&E
23 (5) ~P&P 34&I
3 (6)~(P&~~Q) 25RAA
7 (7) ~Q A
2 (8) ~~Q 2&E
2 7 (9) ~Q&~~Q 67&I
7 (ア)~(P&~~Q) 29RAA
1 (イ)~(P&~~Q) 1367ア∨E
ウ (ウ) P A
エ(エ) ~~Q A
ウエ(オ) P&~~Q ウエ&I
1 ウエ(カ)~(P&~~Q)&
(P&~~Q) イオ&I
1 ウ (キ) ~~~Q エカRAA
1 ウ (ク) ~Q キDN
1 (ケ) P→ ~Q ウクCP
従って、
(12)により、
(13)
① P→~Q
② ~P∨~Q
に於いて、
①=② である。
然るに、
(03)により、
(14)
② ~P∨~Q
③ ~(P&Q)
に於いて、
②=③ である。
従って、
(13)(14)により、
(15)
① P→~Q
② ~P∨~Q
③ ~(P&Q)
に於いて、
①=②=③ である。
従って、
(16)
Q=~Q
といふ「代入(Substitutuion)」を行ふと、
① P→~~Q
② ~P∨~~Q
③ ~(P&~Q)
に於いて、
①=②=③ である。
従って、
(17)
「二重否定律(DN)」により、
① P→ Q
② ~P∨ Q
③ ~(P&~Q)
に於いて、
①=②=③ であるが、
①=② を称して、「含意の定義」といひ、
①=③ を称して、「含意の定義」といふ。
然るに、
(18)
(ⅰ)
1 (1) (P& Q)→R A
1 (2)~(P& Q)∨R 1含意の定義
3 (3)~(P& Q) A
3 (4) ~P∨~Q 3ド・モルガンの法則
3 (5) ~P∨~Q ∨R 4∨I
6(6) R A
6(7) ~Q ∨R 6∨I
6(8) ~P∨~Q ∨R 7∨I
1 (9) ~P∨~Q ∨R 23568∨E
1 (ア)(~P∨~Q)∨R 9結合法則
(ⅱ)
1 (1)(~P∨~Q)∨R A
2 (2)(~P∨~Q) A
2 (3)~(P& Q) 3ド・モルガンの法則
2 (4)~(P& Q)∨R 3∨I
5(5) R A
5(6)~(P& Q)∨R 5∨I
1 (7)~(P& Q)∨R 12456∨E
1 (8) (P& Q)→R 7含意の定義
従って、
(18)により、
(19)
① (P& Q)→R
② (~P∨~Q)∨R
に於いて、
①=② である。
然るに、
(20)
(ⅰ)
1 (1) (P&Q)→ R A
2 (2) (P&Q)&~R A
2 (3) (P&Q) 2&E
12 (4) R 13MPP
2 (5) ~R 2&E
12 (6) R&~R 45&I
1 (7)~{(P&Q)&~R} 26RAA
(ⅲ)
1 (1)~{(P&Q)&~R} A
1 (2) ~(P&Q)∨ R 1ド・モルガンの法則
1 (3) (P&Q)→ R 2含意の定義
従って、
(20)により、
(21)
① (P&Q)→R
③ ~{(P&Q)&~R}
に於いて、
①=③ である。
従って、
(19)(21)により、
(22)
① (P& Q)→ R
② (~P∨~Q)∨ R
③ ~{(P& Q)&~R}
に於いて、
①=②=③ である。
然るに、
(23)
「同じこと」なので、敢へて、一つだけ「計算」すると、
(ⅰ)
1 (1) (P& Q& R)→S A
1 (2)~(P& Q& R)∨S 1含意の定義
3 (3)~(P& Q& R) A
3 (4) ~P∨~Q∨~R 3ド・モルガンの法則
3 (5) ~P∨~Q∨~R ∨S 4∨I
6(6) S A
6(7) ~Q ∨S 6∨I
6(8) ~Q∨~R ∨S 7∨I
6(9) ~P∨~Q∨~R ∨S 8∨I
1 (ア) ~P∨~Q∨~R ∨S 23569∨E
1 (イ)(~P∨~Q∨~R)∨S ア結合法則
従って、
(17)(22)(23)により、
(24)
① (P& Q& R)→ S
② (~P∨~Q∨~R)∨ S
③ ~{(P& Q& R)&~S}
に於いて、
①=②=③ である。
然るに、
(25)
① (P& Q)→ R
② (~P∨~Q)∨ R
③ ~{(P& Q)&~R}
に於いて、
①=②=③ であること覚えてゐれば、
① P→ Q
② ~P∨ Q
③ ~(P&~Q)
に於いて、
①=②=③ ことも、
① (P& Q& R)→ S
② (~P∨~Q∨~R)∨ S
③ ~{(P& Q& R)&~S}
に於いて、
①=②=③ であることも、両方とも、思ひだすことが、出来る。
然るに、
(26)
① P→ R
② ~P∨ R
③ ~{P&~R}
に於いて、
P=(P&Q)
といふ「代入(Substitutuion)」を行ふと、
① (P&Q)→ R
② ~(P&Q)∨ R
③ ~{(P&Q)&~R}
然るに、
(27)
「ド・モルガンの法則」により、
② ~(P&Q)=(~P∨~Q)
であるため、
① (P&Q)→ R
② ~(P&Q)∨ R
③ ~{(P&Q)&~R}
であるならば、
① (P& Q)→ R
② (~P∨~Q)∨ R
③ ~{(P& Q)&~R}
である。
従って、
(01)~(27)により、
(28)
以上に於いて、「計算ミス」は無い。
然るに、
(29)
「命題計算(Propositional calculus)」は、「1(真)と0(偽)」だけを、「値(value)」とする「計算」である。
従って、
(30)
① P→ R
② ~P∨ R
③ ~{P&~R}
に於いて、
P=(P&Q)
といふ「代入(Substitutuion)」を行ふといふことは、
① P→ R
② ~P∨ R
③ ~{P&~R}
に於いて、
P=1(真) または、
P=0(偽) といふ「代入(Substitutuion)」を行ふ。といふことである。
然るに、
(31)
① P→ R
② ~P∨ R
③ ~{P&~R}
に於いて、
①=②=③ であるならば、当然、
① 1→ R
② ~1∨ R
③ ~{1&~R}
に於いても、
①=②=③ であるし、
① 0→ R
② ~0∨ R
③ ~{0&~R}
に於いても、
①=②=③ である。
従って、
(01)~(31)により、
(32)
以上の「内容」は、
① P→ R
② ~P∨ R
③ ~{P&~R}
に於いて、
①=②=③ であるならば、当然、
① 1→ R
② ~1∨ R
③ ~{1&~R}
に於いても、
①=②=③ であるし、
① 0→ R
② ~0∨ R
③ ~{0&~R}
に於いても、
①=②=③ である。
といふことに対する、「確認」である。
といふ風に、言へないこともない。
(33)
(S1)証明された定理の任意の代入例に対して、証明が見出されうる。
(S1)A proof can be found for any substitution-instance of a proved theorem.
(E.J.レモン、竹尾治一郎・浅野楢英 訳、論理学入門、69頁と原文)
といふことは、「実感」としても、確かに、「正しい」。