(01)
1 (1)P→Q A
2(2)P A
12(3) Q 1MPP
という「計算」に於ける、
① P→Q
② P
③ Q
という「論理式」に於いて、
① は「仮定」により「真」であり、
② も「仮定」により「真」であり、
③ は『規則』により「真」である。
然るに、
(01)により、
(02)
1 (1) P→Q A
2(2) P A
12(3) Q 1MPP
1 (4) P→Q 23CP
(5)(P→Q)→(P→Q) 14CP
という「計算」は「妥当」であり、それ故、
① P→Q,P├ Q
② P→Q├ P→Q
③ ├(P→Q)→(P→Q)
という「連式(Sequents)」は、「妥当」ある。
然るに、
(03)
③├(P→Q)→(P→Q)
に於ける、
③ (P→Q)→(P→Q)
という「論式」は、「同一律(の代入例)」であって、「同一律」は、「恒真式(トートロジー)」である。
従って、
(01)(02)(03)により、
(04)
例えば、「同一律」がそうであるように、
③├(P→Q)→(P→Q)
という風に、
(ⅰ)「仮定の個数」が「0個」である所の「論理式」は「恒真式(トートロジー)」である。
然るに、
(05)
1(1) ~{(P→Q)→(P→Q)} A
1(2)~{~(P→Q)∨(P→Q)} 1含意の定義
1(3) (P→Q)&~(P→Q) 2ド・モルガンの法則
1(4) (P→Q) 3&E
1(5) ~(P→Q) 3&E
1(6) ~(~P∨Q) 5含意の定義
1(7) P&~Q 6ド・モルガンの法則
1(8) P 7&E
1(9) Q 48MPP
1(ア) ~Q 7&E
1(イ) Q&~Q 89&I
(ウ)~~{(P→Q)→(P→Q)} 1RAA
(エ) (P→Q)→(P→Q) ウDN
従って、
(04)(05)により、
(06)
例えば、「同一律」がそうであるように、
(ⅱ)「恒真式(トートロジー)」の「否定」は、「恒偽式(矛盾)」である。
然るに、
(07)
(ⅰ)
1(1) P&Q A
1(2) Q 1&E
1(3) ~P∨Q 2∨I
1(4) P→Q 3含意の定義
1(5)~(P→Q)∨(P→Q) 4∨I
1(6) (P→Q)→(P→Q) 5含意の定義
(ⅱ)
1 (1) P&~Q A
2(2) P→ Q A
1 (3) P 1&E
12(4) Q 23MPP
1 (5) ~Q 1&E
12(6) Q&~Q 45&I
1 (7)~(P→Q) 26RAA
1 (8)~(P→Q)∨(P→Q) 7∨I
1 (9) (P→Q)→(P→Q) 8含意の定義
(ⅲ)
1(1) ~P&Q A
1(2) ~P 1&E
1(3) ~P∨Q 2∨I
1(4) P→Q 3含意の定義
1(5)~(P→Q)∨(P→Q) 4∨I
1(6) (P→Q)→(P→Q) 5含意の定義
(ⅳ)
1(1) ~P&~Q A
1(2) ~P 1&E
1(3) ~P∨Q 2∨I
1(4) P→Q 3含意の定義
1(5)~(P→Q)∨(P→Q) 4∨I
1(6) (P→Q)→(P→Q) 5含意の定義
従って、
(07)により、
(08)
① P& Q├(P→Q)→(P→Q)
② P&~Q├(P→Q)→(P→Q)
③ ~P& Q├(P→Q)→(P→Q)
④ ~P&~Q├(P→Q)→(P→Q)
然るに、
(09)
(ⅰ)
1 (1) (P→Q)→ (P→Q) A
1 (2) ~(P→Q)∨ (P→Q) 1含意の定義
1 (3)~(~P∨Q)∨ (P→Q) 2含意の定義
4 (4)~(~P∨Q) A
4 (5) P&~Q 4含意の定義
4 (6) (P&~Q)∨(~P∨Q) 5∨I
7(7) (P→Q) A
7(8) ~P∨Q 7含意の定義
7(9) (P&~Q)∨(~P∨Q) 8∨I
1 (ア) (P&~Q)∨(~P∨Q) 14679∨E
(ⅱ)
1 (1) (P&~Q)∨(~P∨Q) A
2 (2) (P&~Q) A
2 (3)~(~P∨Q) 2ド・モルガンの法則
2 (4) ~(P→Q) 3含意の定義
2 (5) ~(P→Q)∨ (P→Q) 5∨I
6(6) (~P∨Q) A
6(7) (P→Q) 6含意の定義
6(8) ~(P→Q)∨ (P→Q) ∨I
1 (9) ~(P→Q)∨ (P→Q) 12568∨E
1 (ア) (P→Q)→ (P→Q) 9含意の定義
従って、
(09)により、
(10)
①(P→ Q)→( P→Q)
②(P&~Q)∨(~P∨Q)
に於いて、
①=② である。
然るに、
(11)
『選言導入(∨I)』により、
① P& Q├(P&~Q)∨(~P∨Q)
② P&~Q├(P&~Q)∨(~P∨Q)
③ ~P& Q├(P&~Q)∨(~P∨Q)
④ ~P&~Q├(P&~Q)∨(~P∨Q)
という「連式(Sequents)」が「妥当」であることは、「計算」をしなくとも、「明白」である。
従って、
(08)~(11)により、
(12)
いずれにせよ、
① P& Q├(P→Q)→(P→Q)
② P&~Q├(P→Q)→(P→Q)
③ ~P& Q├(P→Q)→(P→Q)
④ ~P&~Q├(P→Q)→(P→Q)
という「連式(Sequents)」は、「妥当」ある。
従って、
(12)により、
(13)
例えば、「同一律」がそうであるように、
(ⅲ)「命題変数(P,Q)」の「真理値(真偽)」に関わらず、「恒真式(トートロジー)」の「真理値(真偽)」は、「恒に真」である。
従って、
(04)(06)(13)により、
(14)
例えば、「同一律」がそうであるように、
(ⅰ)「仮定の個数」が「0個」である所の「論理式」は「恒真式(トートロジー)」である。
(ⅱ)「恒真式(トートロジー)」の「否定」は、「恒偽式(矛盾)」である。
(ⅲ)「命題変数(P,Q)」の「真理値(真偽)」に関わらず、「恒真式(トートロジー)」の「真理値(真偽)」は、「恒に真」である。
―「命題変数」が「3個(P,Q,R)」になっただけで、「同じこと」の「繰り返し」です。―
然るに、
(15)
1 (1) P→Q A
2 (2) R∨P A
3 (3) R A
3 (4) R∨Q 3∨I
5(5) P A
1 5(6) Q 15MPP
1 5(7) R∨Q 6∨I
12 (8) R∨Q 23457∨E
という「計算」に於ける、
① P→Q
② R∨P
③ R∨Q
という「論理式」に於いて、
① は「仮定」により「真」であり、
② も「仮定」により「真」であり、
③ は『規則』により「真」である。
従って、
(15)により、
(16)
1 (1) P→Q A
2 (2) R∨P A
3 (3) R A
3 (4) R∨Q 3∨I
5(5) P A
1 5(6) Q 15MPP
1 5(7) R∨Q 6∨I
12 (8) R∨Q 23457∨E
1 (9)(R∨P)→(R∨Q) 28CP
(ア)(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q)) 19CP
という「計算」は「妥当」であり、それ故、
① P→Q,R∨P├ R∨Q
② P→Q├(R∨P)→(R∨Q)
③ ├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
という「連式(Sequents)」は、「妥当」ある。
然るに、
(16)により、
(17)
③├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
に於ける、
③ (P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
という「論式」は、「ヒルベルト・アッカーマンの公理(4)」であって、「ヒルベルト・アッカーマンの公理(4)」は、「恒真式(トートロジー)である。
従って、
(15)(16)(17)により、
(18)
③├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
という風に、
例えば、「ヒルベルト・アッカーマンの公理(4)」がそうであるように、
(ⅰ)「仮定の個数」が「0個」である所の「論理式」は「恒真式(トートロジー)」である。
然るに、
(19)
1(1) ~(( P→Q)→ ((R∨P)→(R∨Q))) A
1(2) ~((~P∨Q)→ ((R∨P)→(R∨Q))) 1含意の定義
1(3)~(~(~P∨Q)∨ ((R∨P)→(R∨Q))) 2含意の定義
1(4)~(~(~P∨Q)∨ (~(R∨P)∨(R∨Q))) 3含意の定義
1(5) (~P∨Q)&~(~(R∨P)∨(R∨Q)) 4ド・モルガンの法則
1(6) (~P∨Q) 5&E
1(7) ~(~(R∨P)∨(R∨Q)) 5&E
1(8) (R∨P)&~(R∨Q) 7ド・モルガンの法則
1(9) R∨P 8&E
1(ア) ~(R∨Q) 8&E
1(イ) ~R&~Q ア、ド・モルガンの法則
1(ウ) ~R イ&E
1(エ) ~Q イ&E
1(オ) P→Q 6含意の定義
1(カ) ~P エオMTT
1(キ) ~R&~P ウカ&I
1(ク) ~(R∨P) キ、ド・モルガンの法則
1(ケ) ~(R∨P)&(R∨P) 9ク&I
従って、
(18)(19)により、
(20)
例えば、「ヒルベルト・アッカーマンの公理(4)」がそうであるように、
(ⅱ)「恒真式(トートロジー)」の「否定」は、「恒偽式(矛盾)」である。
然るに、
(21)
1(1) P& Q& R A
1(2) R A
1(3) R∨Q 2∨I
1(4) ~(R∨P)∨(R∨Q) 3∨I
1(5) (R∨P)→(R∨Q) 4含意の定義
1(6)~(P→Q)∨((R∨P)→(R∨Q)) 5∨I
1(7) (P→Q)→((R∨P)→(R∨Q)) 6含意の定義
(ⅱ)
1(1) P& Q&~R A
1(2) Q A
1(3) R∨Q 2∨I
1(4) ~(R∨P)∨(R∨Q) 3∨I
1(5) (R∨P)→(R∨Q) 4含意の定義
1(6)~(P→Q)∨((R∨P)→(R∨Q)) 5∨I
1(7) (P→Q)→((R∨P)→(R∨Q)) 6含意の定義
(ⅲ)
(ⅰ)
1(1) P&~Q& R A
1(2) R A
1(3) R∨Q 2∨I
1(4) ~(R∨P)∨(R∨Q) 3∨I
1(5) (R∨P)→(R∨Q) 4含意の定義
1(6)~(P→Q)∨((R∨P)→(R∨Q)) 5∨I
1(7) (P→Q)→((R∨P)→(R∨Q)) 6含意の定義
(ⅳ)
1 (1) P&~Q&~R A
2(2) P→ Q A
1 (3) P 1&E
12(4) Q 23MPP
1 (5) ~Q 1&E
12(6) Q&~Q 45&I
1 (7)~(P→Q) 26RAA
1 (8)~(P→Q)∨((R∨P)→(R∨Q)) 7∨I
1 (9)( P→Q)→((R∨P)→(R∨Q)) 1含意の定義
(ⅴ)
1(1) ~P& Q& R A
1(2) Q A
1(3) R∨Q 2∨I
1(4) ~(R∨P)∨(R∨Q) 3∨I
1(5) (R∨P)→(R∨Q) 4含意の定義
1(6)~(P→Q)∨((R∨P)→(R∨Q)) 5∨I
1(7) (P→Q)→((R∨P)→(R∨Q)) 6含意の定義
(ⅵ)
1(1) ~P& Q&~R A
1(2) Q A
1(3) R∨Q 2∨I
1(4) ~(R∨P)∨(R∨Q) 3∨I
1(5) (R∨P)→(R∨Q) 4含意の定義
1(6)~(P→Q)∨((R∨P)→(R∨Q)) 5∨I
1(7) (P→Q)→((R∨P)→(R∨Q)) 6含意の定義
1(3) R∨Q 2∨I
1(4) ~(R∨P)∨(R∨Q) 3∨I
1(5) (R∨P)→(R∨Q) 4含意の定義
1(6)~(P→Q)∨((R∨P)→(R∨Q)) 5∨I
1(7) (P→Q)→((R∨P)→(R∨Q)) 6含意の定義
(ⅶ)
1(1) ~P&~Q& R A
1(2) Q A
1(3) R∨Q 2∨I
1(4) ~(R∨P)∨(R∨Q) 3∨I
1(5) (R∨P)→(R∨Q) 4含意の定義
1(6)~(P→Q)∨((R∨P)→(R∨Q)) 5∨I
1(7) (P→Q)→((R∨P)→(R∨Q)) 6含意の定義
(ⅷ)
1 (1) ~P&~Q&~R A
1 (2) ~P 1&E
3(3) ~((R∨P)→(R∨Q)) A
3(4) ~(~(R∨P)∨(R∨Q)) 3含意の定義
3(5) (R∨P)&~(R∨Q) 4ド・モルガンの法則
3(6) R∨P 5&E
3(7) ~(R∨Q) 5&E
3(8) ~R&~Q 7ド・モルガンの法則
3(9) ~R 8&E
13(ア) ~R&~P 29&I
13(イ) ~(R∨P) ア、ド・モルガンの法則
13(ウ) (R∨P)&~(R∨P) 6イ&I
1 (エ) ~~((R∨P)→(R∨Q)) 3ウRAA
1 (オ) ((R∨P)→(R∨Q)) DN
1 (カ)~(P→Q)∨((R∨P)→(R∨Q)) オ∨I
1 (キ) (P→Q)→((R∨P)→(R∨Q)) カ含意の定義
従って、
(21)により、
(22)
① P& Q& R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
② P& Q&~R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
③ P&~Q& R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
④ P&~Q&~R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
⑤ ~P& Q& R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
⑥ ~P& Q&~R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
⑦ ~P&~Q& R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
⑧ ~P&~Q&~R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
然るに、
(23)
(ⅰ)
1 (1) (P→Q)→( (R∨P)→(R∨Q)) A
1 (2) ~(P→Q)∨( (R∨P)→(R∨Q)) 1含意の定義
1 (3)~(~P∨Q)∨( (R∨P)→(R∨Q)) 2含意の定義
1 (4)~(~P∨Q)∨(~(R∨P)∨(R∨Q)) 3含意の定義
5 (5)~(~P∨Q) A
5 (6) P&~Q 5ド・モルガンの法則
5 (7) (P&~Q)∨(~R&~P)∨(R∨Q) 6∨I
8 (8) ~(R∨P)∨(R∨Q) A
9 (9) ~(R∨P) A
9 (ア) (~R&~P) 9ド・モルガンの法則
9 (イ) (~R&~P)∨(R∨Q) ア∨I
ウ(ウ) (R∨Q) A
ウ(エ) (~R&~P)∨(R∨Q) ウ∨I
8 (オ) (~R&~P)∨(R∨Q) 89イウエ∨E
8 (カ) (P&~Q)∨(~R&~P)∨(R∨Q) オ∨I
1 (キ) (P&~Q)∨(~R&~P)∨(R∨Q) 1578カ∨E
(ⅱ)
1 (1) (P&~Q)∨(~R&~P)∨(R∨Q) A
2 (2) (P&~Q) A
2 (3)~(~P∨Q) 2ド・モルガンの法則
2 (4) ~(P→Q) 3含意の定義
2 (5) ~(P→Q)∨((R∨P)→(R∨Q)) 4∨I
6 (6) (~R&~P)∨(R∨Q) A
7 (7) (~R&~P) A
7 (8) ~(R∨P) 7ド・モルガンの法則
7 (9) ~(R∨P)∨(R∨Q) 8∨I
ア(ア) (R∨Q) A
ア(イ) ~(R∨P)∨(R∨Q) ア∨I
6 (ウ) ~(R∨P)∨(R∨Q) 679アイ∨E
6 (エ) ((R∨P)→(R∨Q)) ウ含意の定義
6 (オ) ~(P→Q)∨((R∨P)→(R∨Q)) エ∨I
1 (カ) ~(P→Q)∨((R∨P)→(R∨Q)) 1256オ∨E
1 (キ) (P→Q)→((R∨P)→(R∨Q)) カ含意の定義
従って、
(23)により、
(24)
①(P→ Q)→((R∨ P)→(R∨Q))
②(P&~Q)∨(~R&~P)∨(R∨Q)
に於いて、
①=② である。
然るに、
(25)
(R)に対する「選言導入(DI)」により、
① P& Q& R├(P&~Q)∨(~R&~P)∨(R∨Q)
③ P&~Q& R├(P&~Q)∨(~R&~P)∨(R∨Q)
⑤ ~P& Q& R├(P&~Q)∨(~R&~P)∨(R∨Q)
⑦ ~P&~Q& R├(P&~Q)∨(~R&~P)∨(R∨Q)
という「連式(sequents)」は、4つとも、「妥当」である。
(26)
(Q)に対する「選言導入(DI)」により、
② P& Q&~R├(P&~Q)∨(~R&~P)∨(R∨Q)
⑥ ~P& Q&~R├(P&~Q)∨(~R&~P)∨(R∨Q)
という「連式(sequents)」は、2つとも、「妥当」である。
(27)
(P&~Q)に対する「選言導入(DI)」により、
④ P&~Q&~R├(P&~Q)∨(~R&~P)∨(R∨Q)
という「連式(sequent)」は、「妥当」である。
(28)
(~R&~P)に対する「選言導入(DI)」により、
⑧ ~P&~Q&~R├(P&~Q)∨(~R&~P)∨(R∨Q)
という「連式(sequent)」は、「妥当」である。
従って、
(24)~(29)により、
(29)
いずれにせよ、
① P& Q& R├(P&~Q)∨(~R&~P)∨(R∨Q)
② P& Q&~R├(P&~Q)∨(~R&~P)∨(R∨Q)
③ P&~Q& R├(P&~Q)∨(~R&~P)∨(R∨Q)
④ P&~Q&~R├(P&~Q)∨(~R&~P)∨(R∨Q)
⑤ ~P& Q& R├(P&~Q)∨(~R&~P)∨(R∨Q)
⑥ ~P& Q&~R├(P&~Q)∨(~R&~P)∨(R∨Q)
⑦ ~P&~Q& R├(P&~Q)∨(~R&~P)∨(R∨Q)
⑧ ~P&~Q&~R├(P&~Q)∨(~R&~P)∨(R∨Q)
という「連式(sequents)」は、「妥当」である。
従って、
(22)(24)(29)により、
(30)
例えば、「ヒルベルト・アッカーマンの公理(4)」がそうであるように、
(ⅲ)「命題変数(P,Q,R)」の「真理値(真偽)」に関わらず、「恒真式(トートロジー)」の「真理値(真偽)」は、「恒に真」である。
従って、
(18)(20)(30)により、
(31)
例えば、「ヒルベルト・アッカーマンの公理(4)」がそうであるように、
(ⅰ)「仮定の個数」が「0個」である所の「論理式」は「恒真式(トートロジー)」である。
(ⅱ)「恒真式(トートロジー)」の「否定」は、「恒偽式(矛盾)」である。
(ⅲ)「命題変数(P,Q,R)」の「真理値(真偽)」に関わらず、「恒真式(トートロジー)」の「真理値(真偽)」は、「恒に真」である。
従って、
(14)(31)により、
(32)
例えば、「同一律」と「ヒルベルト・アッカーマンの公理(4)」がそうであるように、
(ⅲ)「命題変数」の「真理値(真偽)」に関わらず、「恒真式(トートロジー)」の「真理値(真偽)」は、「恒に真」である。
従って、
(32)により、
(33)
① P& Q├(P→Q)→(P→Q)
② P&~Q├(P→Q)→(P→Q)
③ ~P& Q├(P→Q)→(P→Q)
④ ~P&~Q├(P→Q)→(P→Q)
という「連式(Sequents)」が「妥当」であり、
① P& Q& R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
② P& Q&~R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
③ P&~Q& R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
④ P&~Q&~R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
⑤ ~P& Q& R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
⑥ ~P& Q&~R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
⑦ ~P&~Q& R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
⑧ ~P&~Q&~R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
という「連式(Sequents)」が「妥当」であるからこそ、
「同一律」は、「恒に真」であって、
「ヒルベルト・アッカーマンの公理(4)」も、「恒に真」である。
然るに、
(34)
例えば、
~P&Q&~R ┤├ ~(~P→~Q∨R)
(ⅰ)
1 (1) ~P& Q&~R A
2 (2) ~P→~Q∨ R A
1 (3) ~P 1&E
12 (4) ~Q∨ R 23MPP
5 (5) ~Q A
1 (6) Q 1&E
1 5 (7) ~Q&Q 67&I
5 (8)~(~P& Q&~R) 17RAA
9(9) R A
1 (ア) ~R 1&E
1 9(イ) R&~R 9ア&I
9(ウ)~(~P& Q&~R) 1イRAA
12 (エ)~(~P& Q&~R) 4589ウ∨I
12 (オ) (~P& Q&~R)&
~(~P& Q&~R) 1エ&I
1 (カ)~(~P→~Q∨ R) 2オRAA
(ⅱ)
1 (1)~(~P→~Q∨ R) A
1 (2)~( P∨~Q∨ R) 1含意の定義
3 (3) P A
3 (4) P∨~Q 3∨I
3 (5) P∨~Q∨ R 4∨I
13 (6)~( P∨~Q∨ R)&
( P∨~Q∨ R) 25&I
1 (7) ~P 56RAA
8 (8) ~Q A
8 (9) P∨~Q 8∨I
8 (ア) P∨~Q∨ R 9∨I
1 8 (イ)~( P∨~Q∨ R)&
( P∨~Q∨ R) 2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 ∨I
1 オ(ク)~( P∨~Q∨ R)&
( P∨~Q∨ R) 2キ&I
1 (ケ) ~R オクRAA
1 (コ) ~P& Q 7エ&I
1 (サ) ~P& Q&~R ケコ&I
従って、
(34)により、
(35)
① ~P&Q&~R
② ~(~P→~Q∨R)
に於いて、
①=② である。
従って、
(35)により、
(36)
例えば、
⑥ ~P& Q&~R├ ~(~P→~Q∨R)
という「連式(Sequent)」が「妥当」であるため、
⑥ ~(~P→~Q∨R)
という「論理式」の「否定」である所の、
⑥ ~P→~Q∨R
という「論理式」に関しては、
⑥ ~P& Q&~R├ ~P→~Q∨R
という「連式」の場合は、
(ⅲ)「命題変数」の「真理値(真偽)」に関わらず、「恒に真」である。
ということには「ならない」。
従って、
(33)(36)により、
(37)
⑥ ~P→~Q∨R
という「論理式」は、「恒真式(トートロジー)」ではない。
然るに、
(38)
〈練習問題2〉
仮定がすべて真になり、結論が偽になるような、変数への付値を見出すことによって、つぎの論証のパターンが不妥当(非トートロジー的)であることを示せ。
(E.J.レモン著、論理学初歩、竹尾治一郎・浅野楢英 訳、1973年、105頁)
〔私による、解答〕
(a)
① P&Q→R├ P→R
② P&Q→R├ 真→偽
③ 真&Q→偽├ 真→偽
④ 真&偽→偽├ 真→偽
⑤ 偽 →偽├ 偽
⑥ 真 ├ 偽
(b)
① P→Q∨R├ P→Q
② P→Q∨R├ 真→偽
③ 真→偽∨R├ 真→偽
④ 真→偽∨真├ 真→偽
⑤ 真→ 真 ├ 偽
⑥ 真 ├ 偽
(c)
① P→Q,P→R├ Q→R
② P→Q,P→R├ 真→偽
③ P→真,P→偽├ 真→偽
④ 偽→真,偽→偽├ 真→偽
⑤ 真 , 真 ├ 偽
(d)
① P→R,Q→R├ P→Q
② P→R,Q→R├ 真→偽
③ 真→R,偽→R├ 真→偽
④ 真→真,偽→真├ 真→偽
⑤ 真 , 真 ├ 偽
(e)
① P→(Q→R),Q,~R├ P
② P→(Q→R),Q,~R├ 偽
③ 偽→(Q→R),Q,~R├ 偽
④ 偽→(真→偽),真,~偽├ 偽
⑤ 偽→偽 ,真,真 ├ 偽
⑥ 真 ,真,真 ├ 偽
(f)
① P⇔~Q,Q⇔~R,R⇔~S├ P⇔S
② P⇔~Q,Q⇔~R,R⇔~S├ 真⇔偽
③ 真⇔~Q,Q⇔~R,R⇔~偽├ 真⇔偽
④ 真⇔~偽,偽⇔~真,真⇔~偽├ 真⇔偽
⑤ 真⇔真 ,偽⇔真 ,真⇔真 ├ 真⇔偽
従って、
従って、
(33)(37)(38)により、
(39)
(P、Q、Rを、変数として持つ所の、任意の論理式A)は、
① P& Q& R├(任意の論理式A)
② P& Q&~R├(任意の論理式A)
③ P&~Q& R├(任意の論理式A)
④ P&~Q&~R├(任意の論理式A)
⑤ ~P& Q& R├(任意の論理式A)
⑥ ~P& Q&~R├(任意の論理式A)
⑦ ~P&~Q& R├(任意の論理式A)
⑧ ~P&~Q&~R├(任意の論理式A)
であるか、または、「そうではない」。
然るに、
(40)
1 (1) P→(Q→R) A
2 (2) P→ Q A
3(3) P A
1 3(4) Q→R 13MPP
23(5) Q 23MPP
123(6) R 45MPP
12 (7) P→R 36CP
1 (8) (P→Q)→(P→R) 27CP
(9)(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R)) 18CP
であるものの(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))は、「岩波書店、現代論理学入門(1962年)」によると、「ルカジェヴィッツの公理(2)」である。
従って、
(39)(40)により、
(41)
① P& Q& R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
② P& Q&~R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
③ P&~Q& R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
④ P&~Q&~R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
⑤ ~P& Q& R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
⑥ ~P& Q&~R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
⑦ ~P&~Q& R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
⑧ ~P&~Q&~R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
であるに、「違いない」。
然るに、
(42)
① P& Q& R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
③ P&~Q& R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
⑤ ~P& Q& R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
⑦ ~P&~Q& R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
に関しては、「4つまとめて」、
1(1) R A
1(2) ~P∨R 1∨I
1(3) P→R 2含意の定義
1(4) ~(P→Q)∨(P→R) 3∨I
1(6) (P→Q)→(P→R) 4含意の定義
1(7)~(P→(Q→R))∨((P→Q)→(P→R)) 6∨I
という風に、「証明」出来る。
然るに、
(43)
⑥ ~P& Q&~R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
⑧ ~P&~Q&~R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
に関しては、「2つまとめて」、
1(1) ~P A
1(2) ~P∨R 1∨I
1(3) P→R 2含意の定義
1(4) ~(P→Q)∨(P→R) 3∨I
1(6) (P→Q)→(P→R) 4含意の定義
1(7)~(P→(Q→R))∨((P→Q)→(P→R)) 6∨I
という風に、「証明」出来る。
然るに、
(44)
② P& Q&~R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
に関しては、
1 (1) P& Q&~R A
2(2) P→(Q→ R) A
1 (3) P 1&E
12(4) Q→ R 23MPP
1 (5) Q 1&E
12(6) R 45MPP
1 (7) ~R 1&E
12(8) R&~R 67&I
1 (9)~(P→(Q→ R)) 28RAA
1 (ア)~(P→(Q→ R))∨((P→Q)→(P→R)) 9∨I
1 (イ) (P→(Q→ R))→((P→Q)→(P→R)) ア含意の定義
という風に、「証明」出来る。
然るに、
(45)
④ P&~Q&~R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
に関しては、
1 (1) P&~Q&~R A
2(2) P→ Q A
1 (3) P 1&E
12(4) Q 23MPP
1 (5) ~Q 1&E
12(6) Q&~Q 45&I
1 (7) ~(P→Q) 26RAA
1 (8) ~(P→Q)∨(P→R) 7∨I
1 (9) (P→Q)→(P→R) 8含意の定義
1 (ア)~(P→(Q→R))∨((P→Q)→(P→R)) 9∨I
1 (イ) (P→(Q→R))∨((P→Q)→(P→R)) ア含意の定義
従って、
(41)~(45)により、
(46)
果たして、
① P& Q& R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
② P& Q&~R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
③ P&~Q& R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
④ P&~Q&~R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
⑤ ~P& Q& R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
⑥ ~P& Q&~R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
⑦ ~P&~Q& R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
⑧ ~P&~Q&~R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
という「連式(Sequents)」は「妥当」である。
従って、
(32)(33)(46)により、
(47)
① P& Q├(P→Q)→(P→Q)
② P&~Q├(P→Q)→(P→Q)
③ ~P& Q├(P→Q)→(P→Q)
④ ~P&~Q├(P→Q)→(P→Q)
という「連式(Sequents)」が「(4つとも)妥当」であり、
① P& Q& R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
② P& Q&~R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
③ P&~Q& R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
④ P&~Q&~R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
⑤ ~P& Q& R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
⑥ ~P& Q&~R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
⑦ ~P&~Q& R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
⑧ ~P&~Q&~R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
という「連式(Sequents)」が「(8つとも)妥当」であり、
① P& Q& R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
② P& Q&~R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
③ P&~Q& R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
④ P&~Q&~R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
⑤ ~P& Q& R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
⑥ ~P& Q&~R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
⑦ ~P&~Q& R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
⑧ ~P&~Q&~R├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
という「連式(Sequents)」が「(8つとも)妥当」であるからこそ、
「同一律(Law of identity)」は「恒真式(トートロジー)」であって、
「ヒルベルト・アッカーマンの公理(4)」は「恒真式(トートロジー)」であって、
「ルカジェヴィッツの公理(2)」は「恒真式(トートロジー)」である。
然るに、
(48)
1 (1) ~(P∨~P) A
2(2) P A
2(3) P∨~P 2∨I
12(4) ~(P∨~P)&
(P∨~P) 13&I
1 (5) ~P 24RAA
1 (6) P∨~P 5∨I
1 (7) ~(P∨~P)&
(P∨~P) 16&I
(8)~~(P∨~P) 17RAA
(9) P∨~P 8DN
従って、
(47)(48)により、
(49)
(1) P∨~P TI(排中律)
(2) Q∨~Q TI(排中律)
3 (3) P A
4 (4) Q A
34 (5) P& Q 34&I
34 (6) Q 5&E
34 (7) ~P∨Q 6∨I
34 (8) P→Q 7含意の定義
34 (9)~(P→Q)∨(P→Q) 8∨I
ア (ア) ~Q A
3 ア (イ) P&~Q 3ア&I
ウ (ウ) P→ Q A
3 ア (エ) P イ&E
3 アウ (オ) Q ウエMPP
3 ア (カ) ~Q イ&E
3 アウ (キ) Q&~Q オカ&I
3 ア (ク)~(P→Q) ウキRAA
3 ア (ケ)~(P→Q)∨(P→Q) ク∨I
3 (コ)~(P→Q)∨(P→Q) 249アケ∨E
サ (サ) ~P A
4 サ (シ) ~P& Q 4サ&I
4 サ (ス) ~P シ&E
4 サ (セ) ~P∨Q ス∨I
4 サ (ソ) P→Q セ含意の定義
4 サ (タ)~(P→Q)∨(P→Q) ソ∨I
ア サ (ツ) ~P&~Q アサ&I
ア サ (テ) ~P ツ&E
ア サ (ト) ~P∨Q テ∨I
ア サ (ナ) P→Q ト含意の定義
ア サ (ニ)~(P→Q)∨(P→Q) ナ∨I
サ (ヌ)~(P→Q)∨(P→Q) 24タアニ∨E
(ネ)~(P→Q)∨(P→Q) 13コサヌ∨E
(ノ) (P→Q)→(P→Q) ネ含意の定義
従って、
(49)により、
(50)
(1)P∨~P TI(排中律)
(2)Q∨~Q TI(排中律)
3 (3)P A
4 (4) ~P A
5 (5)Q A
6(6) ~Q A
3 5 (7)(任意の恒真式) 35SI(ⅰ)
3 6(8)(任意の恒真式) 36SI(ⅱ)
45 (9)(任意の恒真式) 37SI(ⅲ)
4 6(ア)(任意の恒真式) 38SI(ⅳ)
5 (イ)(任意の恒真式) 13749∨E
6(ウ)(任意の恒真式) 1384ア∨E
(エ)(任意の恒真式) 25イ6ウ∨E
という「計算」により、例えば、
① P& Q├(P→Q)→(P→Q)
② P&~Q├(P→Q)→(P→Q)
③ ~P& Q├(P→Q)→(P→Q)
④ ~P&~Q├(P→Q)→(P→Q)
という「連式」は、
①├(P→Q)→(P→Q)
という「連式」に「書き換える」ことが出来る。
従って、
(47)~(50)により、
(51)
(1)P∨~P TI(排中律)
(2)Q∨~Q TI(排中律)
(3)R∨~R TI(排中律)
によって、例えば、
① P& Q& R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
② P& Q&~R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
③ P&~Q& R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
④ P&~Q&~R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
⑤ ~P& Q& R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
⑥ ~P& Q&~R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
⑦ ~P&~Q& R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
⑧ ~P&~Q&~R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
という「連式」は、
①├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
という「連式」に「書き換える」ことが出来る。
従って、
(51)により、
(52)
(P、Q、Rを、変数として持つ所の、任意の論理式A)に対して、
① P& Q& R├(任意の論理式A)
② P& Q&~R├(任意の論理式A)
③ P&~Q& R├(任意の論理式A)
④ P&~Q&~R├(任意の論理式A)
⑤ ~P& Q& R├(任意の論理式A)
⑥ ~P& Q&~R├(任意の論理式A)
⑦ ~P&~Q& R├(任意の論理式A)
⑧ ~P&~Q&~R├(任意の論理式A)
という「連式(Sequents)」が「(8つとも)妥当」であるならば、
①├(任意の論理式A)
という「連式」に「書き換える」ことが出来る。
従って、
(16)(40)(52)により、
(53)
①├(任意の論理式A)
という「連式(Sequents)」が、
②├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
③├(P→(Q→R))→((P→Q)→(P→R))
という「連式」であるならば、これらの「連式」は、
② P→Q,R∨P├ R∨Q
③ P→(Q→R),P→Q├ P→R
という「連式」に「書き換える」ことが出来るものの、「これらの連式」は、「妥当」である。
従って、
(51)(52)(53)により、
(54)
① P& Q& R├(任意の論理式A)
② P& Q&~R├(任意の論理式A)
③ P&~Q& R├(任意の論理式A)
④ P&~Q&~R├(任意の論理式A)
⑤ ~P& Q& R├(任意の論理式A)
⑥ ~P& Q&~R├(任意の論理式A)
⑦ ~P&~Q& R├(任意の論理式A)
⑧ ~P&~Q&~R├(任意の論理式A)
の中の、「一つの例(instance)」として、
① P& Q& R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
② P& Q&~R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
③ P&~Q& R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
④ P&~Q&~R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
⑤ ~P& Q& R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
⑥ ~P& Q&~R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
⑦ ~P&~Q& R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
⑧ ~P&~Q&~R├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
といふ「連式(Sequents)」が「妥当」であるが故に、
② ├(P→Q)→((R∨P)→(R∨Q))
② P→Q,R∨P├ R∨Q
という「連式(ヒルベルト・アッカーマンの公理4)」が「妥当」となる。
令和6年2月13日、毛利太。
0 件のコメント:
コメントを投稿