2021年6月20日日曜日

「命題論理」としての「述語論理」。

(01)
 ―「含意の定義」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
 2 (7)    P    6DN
12 (8)      Q  17肯定肯定式
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   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   ウク条件去
 ―「ド・モルガンの法則」の証明。―
(ⅲ)
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
12  (ウ) (P&~Q)&
       ~(P&~Q)  1イ&I
1   (エ)~(P&~Q)  2ウRAA
(ⅳ)
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
   8(8)       Q   A
   8(9)   ~P∨ Q   8∨I
 2 8(ア) ~(~P∨ Q)&
         (~P∨ Q)  29&I
 2  (イ)      ~Q   8アRAA
 2  (ウ)    P&~Q   7イ&I
12  (エ)  ~(P&~Q)&
          (P&~Q)  1ウ&I
1   (オ)~~(~P∨ Q)  2エRAA
1   (カ)   ~P∨ Q   オDN
従って、
(01)により、
(02)
①   P→ Q ≡ Pであるならば、Qである。
②  ~P∨ Q ≡ Pでないか、または、Qである。
③  ~P∨ Q ≡ Pでないか、または、Qである。
④ ~(P&~Q)≡(Pであって、Qでない。)といふことはない。
に於いて、
①=② である(含意の定義)。
③=④ である(ド・モルガンの法則)。
従って、
(02)により、
(03)
「二重否定律」により、
①   P→~Q ≡ Pであるならば、Qでない。
②  ~P∨~Q ≡ Pでないか、または、Qでない。
③  ~P∨~Q ≡ Pでないか、または、Qでない。
④ ~(P& Q)≡(Pであって、Qである。)といふことはない。
に於いて、
①=② である(含意の定義)。
③=④ である(ド・モルガンの法則)。
然るに、
(04)
 ―「ド・モルガンの法則」の証明。―
(ⅴ)
1    (1) ~(~P∨~Q∨~R)  A
  2  (2)   ~P         A
  2  (3)   ~P∨~Q      2∨I
  2  (4)   ~P∨~Q∨~R   3∨I
1 2  (5) ~(~P∨~Q∨~R)&
          (~P∨~Q∨~R)  14&I
1    (6)  ~~P         25RAA
1    (7)    P         6DN
   8 (8)      ~Q      A
   8 (9)   ~P∨~Q      7∨I
   8 (ア)   ~P∨~Q∨~R   8∨I
1  8 (イ) ~(~P∨~Q∨~R)&
          (~P∨~Q∨~R)  1ア&I
1    (ウ)     ~~Q      8RAA
1    (エ)       Q      ウDN
    オ(オ)         ~R   A
    オ(カ)      ~Q∨~R   オ∨I
    オ(キ)   ~P∨~Q∨~R   カ∨I
1   オ(ク) ~(~P∨~Q∨~R)&
          (~P∨~Q∨~R)  1オ&I
1    (ケ)        ~~R   オケRAA
1    (コ)          R   ケDN
1    (サ)    P& Q      7エ&I
1    (シ)    P& Q& R   コサ&I
(ⅵ)
1     (1)  P&  Q& R   A
 2    (2) ~P∨ ~Q∨~R   A
 2    (3) ~P∨(~Q∨~R)  2結合法則
  4   (4) ~P          A
1     (5)  P          1&E
1 4   (6) ~P&P        45&I
  4   (7)~( P& Q& R)  16RAA
   8  (8)    (~Q∨~R)  A
    9 (9)     ~Q      A
1     (ア)      Q      1&E
1   9 (イ)     ~Q&Q    9ア&I
    9 (ウ)~( P& Q &R)  19RAA
     エ(エ)        ~R   A
1     (オ)         R   1&E
1    エ(カ)      ~R&R   エオ&I
     エ(キ)~( P& Q& R)  1カRAA
   8  (ク)~( P& Q& R)  89ウエキ∨E
 2    (ケ)~( P& Q& R)  3478ク∨E
12    (コ) ( P& Q& R)&
         ~( P& Q& R)  1ケ&I
1     (サ)~(~P∨~Q∨~R)  2コRAA
従って、
(04)により、
(05)
⑤ ~(~P∨~Q∨~R)
⑥       P& Q& R
に於いて、
⑤=⑥ である(ド・モルガンの法則)。
従って、
(05)により、
(06)
「二重否定律」により、
⑤   ~P∨~Q∨~R
⑥ ~(P& Q& R)
に於いて、
⑤=⑥ である(ド・モルガンの法則)。
従って、
(02)(03)(06)により、
(07)
①   P→ Q    ≡ Pであるならば、Qである。
②  ~P∨ Q    ≡ Pでないか、または、Qである。
③  ~P∨~Q    ≡ Pでないか、または、Qでない。
④ ~(P& Q)   ≡(Pであって、Qである。)といふことはない。
⑤   ~P∨~Q∨~R ≡ Pでないか、または、Qでないか、または、Rでない。
⑥ ~(P& Q& R)≡(Pであって、Qであって、Rである。)といふことはない。
に於いて、
①=② である(含意の定義)。
③=④ である(ド・モルガンの法則)。
⑤=⑥ である(ド・モルガンの法則)。
然るに、
(08)
{a、b、c}が{変域(すべてのx)}であるとして、
① 象は動物である。
② ∀x(象x→動物x)
③(象a→動物a)&(象b→動物b)&(象c→動物c)
④ すべてのxについて(xが象であるならば、xは動物である)。
に於いて、
①=②=③=④ である。
従って、
(08)により、
(09)
{a、b、c}が{変域(すべてのx)}であるとして、
① 象は動物である。ではない。
② ~∀x(象x→動物x)
③ ~{(象a→動物a)&(象b→動物b)&(象c→動物c)}
④{すべてのxについて(xが象であるならば、xは動物である)。}といふわけではない。
に於いて、
①=②=③=④ である。
然るに、
(10)
1(1)~{(象a→動物a)&  (象b→動物b)&  (象c→動物c)} A
1(2) ~(象a→動物a)∨ ~(象b→動物b)∨ ~(象c→動物c)  1ド・モルガンの法則
1(3)~(~象a∨動物a)∨~(~象b∨動物b)∨~(~象c∨動物c)  2含意の定義
1(4) (象a&~動物a)∨ (象b&~動物b)∨ (象c&~動物c)  3ド・モルガンの法則
(10)により、
(11)
③ ~{(象a→  動物a)&(象b→  動物b)&(象c→  動物c)}
⑤     (象a&~動物a)∨(象b&~動物b)∨(象c&~動物c)
に於いて、
③=⑤ である。
然るに、
(12)
⑤(象a&~動物a)∨(象b&~動物b)∨(象c&~動物c)
といふことは、
(ⅰ)(象a&~動物a)
(ⅱ)(象b&~動物b)
(ⅲ)(象c&~動物c)
(ⅳ)(象a&~動物a)&(象b&~動物b)
(ⅴ)(象a&~動物a)&(象c&~動物c)
(ⅵ)(象b&~動物b)&(象c&~動物c)
(ⅶ)(象a&~動物a)&(象b&~動物b)&(象c&~動物c)
といふ「7通りの、どれか1つが、真である」といふことに、「等しい」。
然るに、
(13)
{a、b、c}が{変域(すべてのx)}であるとして、
(ⅰ)(象a&~動物a)
(ⅱ)(象b&~動物b)
(ⅲ)(象c&~動物c)
(ⅳ)(象a&~動物a)&(象b&~動物b)
(ⅴ)(象a&~動物a)&(象c&~動物c)
(ⅵ)(象b&~動物b)&(象c&~動物c)
(ⅶ)(象a&~動物a)&(象b&~動物b)&(象c&~動物c)
といふ「7通りの、どれか1つが、真である」といふことに、「等しい」。
といふことは、
{a、b、c}の中に、
⑥ 動物ではない、象がゐる。
といふことに、「等しい」。
然るに、
(14)
⑥ 動物ではない、象がゐる。
⑦ ∃x(象x&~動物)
⑧ ある(xは象であるが、動物ではない)。
に於いて、
⑥=⑦=⑧ である。
従って、
(09)(11)(14)により、
(15)
「番号」を付け直すと、
{a、b、c}が{変域(すべてのx)}であるとして、
① 象は動物である。ではない。
② 動物ではない、象がゐる。
③ ~∀x(象x→ 動物x)
④  ∃x(象x&~動物x)
⑤ ~{(象a→  動物a)&(象b→  動物b)&(象c→  動物c)}
⑥   (象a&~動物a)∨(象b&~動物b)∨(象c&~動物c)
⑦{すべてのxについて(xが象であるならば、xは動物である)。}といふわけではない。
⑧ ある(xは象であるが、動物ではない)。
に於いて、
①=②=③=④=⑤=⑥=⑦=⑧ である。
従って、
(15)により、
(16)
「番号」を付け替へると、
① ~∀x(象x→  動物x)
②   ∃x(象x&~動物x)
に於いて、
①=② である。
従って、
(16)により、
(17)
「二重否定律」により、
①  ∀x(象x→  動物x)≡すべての象は、動物である。
② ~∃x(象x&~動物x)≡動物でない象は、存在しない。
に於いて、
①=② である。
然るに、
(18)
(ⅰ)
1  (1) ∀x(象x→ 動物x)  A
 2 (2) ∃x(象x&~動物x)  A
1  (3)    象a→ 動物a   1UE
  4(4)    象a&~動物a   A
  4(5)    象a        4&E
1 4(6)        動物a   35MPP
  4(7)       ~動物a   4&E
1 4(8)   動物a&~動物a   67&I
  4(9)~∀x(象x→ 動物x)  18RAA
 2 (ア)~∀x(象x→ 動物x)  249EE
12 (イ)  ∀x(象x→ 動物x)&
      ~∀x(象x→ 動物x)  1ア&I
1  (ウ)~∃x(象x&~動物x)  2イRAA
(ⅱ)
1  (1)~∃x(象x&~動物x)  A
1  (2)∀x~(象x&~動物x)  1量化子の関係
1  (3)  ~(象a&~動物a)  2UE
 4 (4)    象a        A
  5(5)       ~動物a   A
 45(6)    象a&~動部a   45&I
145(7)  ~(象a&~動物a)&
         (象a&~動物a)  36&I
14 (8)      ~~動物a   57RAA
14 (9)        動物a   8DN
1  (ア)    象a→ 動物a   49CP
1  (イ) ∀x(象x→ 動物x)  アUI
従って、
(18)により、
(19)
「述語計算(Predicate calculus)」自体として、
①  ∀x(象x→  動物x)≡すべての象は、動物である。
② ~∃x(象x&~動物x)≡動物でない象は、存在しない。
に於いて、
①=② である。
従って、
(01)~(19)により、
(20)
①   P→ Q    ≡ Pであるならば、Qである。
②  ~P∨ Q    ≡ Pでないか、または、Qである。
③  ~P∨~Q    ≡ Pでないか、または、Qでない。
④ ~(P& Q)   ≡(Pであって、Qである。)といふことはない。
⑤   ~P∨~Q∨~R ≡ Pでないか、または、Qでないか、または、Rでない。
⑥ ~(P& Q& R)≡(Pであって、Qであって、Rでる。)といふことはない。
に於いて、
①=② である(含意の定義)。
③=④ である(ド・モルガンの法則)。
⑤=⑥ である(ド・モルガンの法則)。
といふ「等式(命題論理)」が、成り立つが故に、
①  ∀x(象x→  動物x)≡すべての象は、動物である。
② ~∃x(象x&~動物x)≡動物でない象は、存在しない。
に於いて、
①=② である。
といふ「等式(述語論理)」が、成立する。
令和03年06月20日、毛利太。

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