論理と集合の基本5|「逆,裏,対偶」と対偶の利用

論理と集合の基本4|命題と集合の関係】の続きです.

この記事では,命題の「逆」,「裏」,「対偶」について説明します.「逆」と「裏」に関しては目新しい重要な定理はないのですが,「対偶」に関しては次の定理が成り立ちます.

命題「p\Rightarrow q」の真偽は,その対偶「\overline{q}\Rightarrow\overline{p}」の真偽に一致する.

この事実は非常に重要で,背理法の根拠にもなっています.

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論理と集合の基本4|命題と集合の関係

論理と集合の基本3|必要条件と十分条件】の続きです.

前回の記事では,条件pqに対するp\Rightarrow qの形の命題について,「必要条件」と「十分条件」を説明しました.

条件は集合を用いて表すことができるのですが,命題の真偽を集合の包含関係を用いて考えることができます.

この記事では,条件pをみたす集合Pと条件qをみたす集合Qを考えたときの,命題p\Rightarrow qと集合PQの関係について書きます.

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論理と集合の基本3|必要条件と十分条件

論理と集合の基本2|ド・モルガンの法則】の続きです.

数学では「仮定」が何で,「結論」が何かということを意識するのは非常に重要です.これを間違えるとまったく意味のない議論になってしまい,すべてが破綻することもあります.

たとえば,「pであるとき,qを証明せよ.」という問いで,証明の中でqを使ってしまうという誤りがよくあります.これは「まだqが成り立つか分かっていないのに,qが成り立つ前提で話を進めてしまっている」というのが間違いです.

この記事では,論理関係の基本として,必要条件,十分条件について詳しく説明します.

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論理と集合の基本2|ド・モルガンの法則

論理と集合の基本1|集合の基礎知識】の続きです.

この記事では,前回の記事で説明した集合の共通部分,和集合,補集合などが合わさったときに,集合がどうなるかということを説明します.

そのなかでポイントとなるのが「ド・モルガンの法則(de Morgan’s law)」です.

「ド・モルガンの法則」は「共通部分の補集合や,和集合の補集合をとったときにどうなるのか」ということを述べた定理で,基本中の基本です.

「ド・モルガンの法則」空気を吸うように当たり前に使えるようになっておいてほしいところです.

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論理と集合の基本1|集合の基礎知識

集合は数学の基礎で,全ての数学の基礎は集合にあるといってよいほど大切な概念です.

しかし,高校数学の中で集合をハッキリと意識することはそれほどないと思いますし,大学で専門的に数学をする場合以外でそこまで意識しなくてもそれほど問題はない場合が多いのも事実です.

しかし,高校数学でも「場合の数」や「確率」などの分野で積極的に集合を扱うことになるため,集合の扱いには慣れておく必要があります.

この記事では,集合の基礎知識(集合の和集合,共通部分,補集合など)を整理します.

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式の計算の基本7|解と係数の関係

式の計算の基本6|因数定理と剰余の定理】の続きです.

この記事では,「解と係数の関係」について説明します.

2次方程式x^2+bx+c=0が解\alpha\betaをもつとします.このとき,次の関係式が成り立ちます.

\begin{cases}b=-(\alpha+\beta)\\c=\alpha\beta\end{cases}

見て分かる通りですが,2次方程式の係数bcと解\alpha\betaの関係式なので,この2つの式を「(2次方程式の)解と係数の関係」といいます.

「解と係数の関係」は2次方程式に限った話だけではなく,3次以上の方程式でも同様の式が成り立ちます.

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多項式の基本6|因数定理と剰余の定理

多項式の基本5|多項式の割り算】の続きです.

3次以上の多項式の因数分解を考えるとき,【多項式の基本4|3次以上の展開と因数分解の公式】で紹介したような公式が使えれば簡単ですが,公式を適用できないことも多く,その場合には[因数定理]を考えるのが定石です.

[因数定理]は決して難しいものではなく,一度分かってしまえば当たり前とすら思えるものです.

また,似た定理に[剰余の定理]があり,[因数定理]のイメージがつかめていれば,[剰余の定理]も同様に考えることができやはり当たり前に思えることでしょう.

教科書では[剰余の定理][因数定理]の順に説明されているのですが,[因数定理]の方が直観的に理解しやすいので,この記事では[因数定理][剰余の定理]の順に説明します.

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