2020年9月10日木曜日

「恒真式(トートロジー)」と「推論の規則」。

(01)
 ―「含意の定義」の「証明」―
(ⅰ)
1    (1)    P→ Q  A
 2   (2)    P&~Q  A
 2   (3)    P     2&E
12   (4)       Q  13MPP
 2   (5)      ~Q  2&E
12   (6)    Q&~Q  45&I
1    (7)  ~(P&~Q) 26RAA
  8  (8) ~(~P∨ Q) A
   9 (9)   ~P     A
   9 (ア)   ~P∨ Q  9∨I
  89 (イ) ~(~P∨ Q)&
          (~P∨ Q) 8ア&I
  8  (ウ)  ~~P     9イRAA
  8  (エ)    P     ウDN
    オ(オ)       Q  A
    オ(カ)   ~P∨ Q  オ&I
  8 オ(キ) ~(~P∨ Q)&
          (~P∨ Q) 8カ&I
  8  (ク)      ~Q  オキRAA
  8  (ケ)    P&~Q  エク&I
1 8  (コ)  ~(P&~Q)&
           (P&~Q) 7ケ&I
1    (サ)~~(~P∨ Q) 8コRAA
1    (シ)   ~P∨ Q  サ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  78&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
(02)
 ―「ド・モルガンの法則」の「証明」―
(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
   7(7)       Q  A
   7(8)    P∨ Q  7∨I
 2 7(9) ~( P∨ Q)&
         ( P∨ Q) 28&I
 2  (ア)      ~Q  7RAA
 2  (イ)   ~P&~Q  6イ&I
12  (ウ) ~(~P&~Q)&
         (~P&~Q) 1ウ&I
1   (エ)~~( P∨ Q) 2エRAA
1   (オ)    P∨ Q  オ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  78&I
   7(ア)~(~P&~Q) 29RAA
1   (イ)~(~P&~Q) 1367ア∨E
(03)
 ―「排中律」の「証明(Ⅰ)」―
 1(1) ~(~P∨P)  A
 1(2) ~~P&~P   1ド・モルガンの法則
  (3)~~(~P∨P)  12RAA
  (4)   ~P∨P   3DN
(04)
 ―「排中律」の「証明(Ⅱ)」―
1 (1) ~(~P∨P)  A
 2(2)   ~P     A
 2(3)   ~P∨P   A
12(4) ~(~P∨P)&
       (~P∨P)  13&I
1 (5)  ~~P     24RAA
1 (6)    P     5DN
1 (7)   ~P∨P   6∨I
1 (8) ~(~P∨P)&
       (~P∨P)  17&I
  (9)~~(~P∨P)  18RAA
  (ア)   ~P∨P   9DN
然るに、
(05)
(ⅰ)
1(1)~P∨P A
1(2) P→P 1含意の定義
(ⅱ)
1(1) P→P A
1(2)~P∨P 1含意の定義
従って、
(05)により、
(06)
① ~P∨P(排中律)
②  P→P(同一律)
に於いて、
①=② である。
然るに、
(07)
1(1) P   A
 (2) P→P 11CP
 (3)~P∨P 2含意の定義
に於いて、
 (1)の場合は、「Pなので、 Pである。」といふ「意味」であり、
 (2)の場合は、「Pならば、 Pである。」といふ「意味」であり、
 (3)の場合は、「Pでないか、Pである。」といふ「意味」である。
然るに、
(08)
 (1)「Pなので、 Pである。」
 (2)「Pならば、 Pである。」
 (3)「Pでないか、Pである。」
に於いて、
 (1)は、さうではないが、
 (2)は、「恒にである。」
 (3)も、「恒にである。」
従って、
(06)(07)(08)により、
(09)
① ~P∨P(排中律)
②  P→P(同一律)
に於いて、
① は、「恒真式(トートロジー)」であって、
② も、「恒真式(トートロジー)」である。
然るに、
(07)により、
(10)
1(1) P   A
 (2) P→P 11CP
 (3)~P∨P 2含意の定義
であるため、
#(1) P
#(2) P→P
#(3)~P∨P
に於いて、上から順に、
#=1
#=
#=
である。
従って、
(09)(10)により、
(11)
恒真式(トートロジー)」とは、『それ証明する際に、「仮定)の」が「個」となる所の、「論理式」である。』
然るに、
(12)
(ⅰ)
1(1)  P       A
1(2)  P∨P     1∨I
 (3)  P→(P∨P) 12CP
 (4) ~P∨(P∨P) 3含意の定義
 (5)(~P∨P)∨P  4結合法則
 (〃) (排中律)∨P  4結合法則
(ⅱ)
1  (1)  P&P    A
1  (2)  P      1&E
   (3) (P&P)→P 12CP
   (4)~(P∨P)∨P 3含意の定義
 5 (5)~(P∨P)   A
 5 (6)~P∨~P    5ド・モルガンの法則
 5 (7)   ~P    6冪等律
 5 (8)   ~P∨P  7∨I
  9(9)       P A
  9(ア)    ~P∨P 9∨I
   (イ)   ~P∨P  _589ア∨E
   (〃)    排中律  _589ア∨E
(ⅲ)
1(1)~(~P&P)        A
1(2)  P∨~P         2ド・モルガンの法則
 (3)~(~P&P)→(P∨~P) 12CP
 (4) (~P&P)∨(P∨~P) 3含意の定義
 (〃)   (矛盾)∨(排中律)  3含意の定義
従って、
(11)(12)により、
(13)
例へば、
① P→(P∨P)
②(P&P)→P
③(~P&P)∨(P∨~P)
といふ「3つの論理式」は、「恒真式(トートロジー)」である。
然るに、
(14)
(ⅳ)
1 (1) P→Q        A
 2(2) P          A
12(3)   Q        12MPP
1 (4) P→Q        23CP
  (5)(P→Q)→(P→Q) 15CP
従って、
(09)(11)(14)により、
(15)
④(P→Q)→(P→Q)
④(A→B)→(A→B)
といふ「論理式」は、「恒真式(トートロジー)」である。
然るに、
(16)
[規則]
1 代入の規則
一つの恒真式の命題変項を他の命題変項、または論理式でおきかえることによって得られた式は同じく恒真式である。
(沢田允茂、現代論理学入門、1962年、173頁)
従って、
(15)(16)により、
(17)
④ P→P(同一律)
に於いて、
P=P→Q
といふ「代入」行った「結果」である所の、
④(P→Q)→(P→Q)
といふ「論理式」は、「恒真式(トートロジー)」である。
然るに、
(18)
が、「恒真式(トートロジー)」であって、
A=B であるならば、当然、も、「恒真式(トートロジー)」である。
従って、
(18)により、
(19)
ある恒真式(トートロジー)」と、「等しい論理式」は、「その論理式」も「恒真式(トートロジー)」である。
然るに、
(20)
(ⅰ)
1 (1)P→(Q→R) A
 2(2)P&Q     A
 2(3)P       2&E
12(4)   Q→R  13MPP
 2(5)   Q    2&E
12(6)     R  45MPP
1 (7) P&Q→R  26CP
(ⅱ)
1  (1) P&Q→R  A
 2 (2) P      A
  3(3)   Q    A
 23(4) P&Q    23&I
123(5)     R  14MPP
12 (6)   Q→R  35CP
1  (7)P→(Q→R) 26CP
従って、
(20)により、
(21)
④ P→(Q→R)
⑤(P&Q)→R
に於いて、
④=⑤ である。
然るに、
(22)
④ P→(Q→R)
⑤(P&Q)→R
に於いて、
P=(A→B)
Q= A
R= B
といふ「代入(Substitution)」を行ふと、
④ (A→B)→(A→B)
⑤((A→B)&A)→B
従って、
(21)(22)により、
(23)
④ (A→B)→(A→B)
⑤((A→B)&A)→B
に於いて、
④=⑤ である。
従って、
(15)(17)(19)(23)により、
(24)
④ (A→B)→(A→B)
⑤((A→B)&A)→B
といふ「論理式」は、両方とも、「恒真式(トートロジー)」である。
然るに、
(25)
2 推論の規則
論理式「A」と「A→B」が共に真ならば、論理式Bもである。
(沢田允茂、現代論理学入門、1962年、173頁)
従って、
(24)(25)により、
(26)
⑤((A→B)&A)→B といふ「論理式」は「恒真式」であって、
⑤ 論理式「A→B」と「A」が共に真ならば、論理式Bもである。
従って、
(25)(26)により、
(27)
2 推論の規則
論理式「A」と「A→B」が共に真ならば、論理式Bもである。
論理式「A→B」と「A」が共に真ならば、論理式Bもである。
といふ「規則」は、
⑤(A&(A→B))→B といふ「論理式」は「恒真式」である。
⑤((A→B)&A)→B といふ「論理式」は「恒真式」である。
といふことと、「同じこと」である。
令和02年09月10日、毛利太。

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