2024年11月13日水曜日

「恒真式(トートロジー)」の「定義」。

(01)
(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
(ⅱ)
1  (1)~(P&~Q)  A
 2 (2)  P      A
  3(3)    ~Q   A
 23(4)  P&~Q   23&I
123(5)~(P&~Q)&
       (P&~Q)  14&I
12 (6)   ~~Q   35RAA
12 (7)     Q   6DN
1  (8)  P→ Q   27CP
(02)
(ⅱ)
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
(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
従って、
(01)(02)により、
(03)
①   P→ Q
② ~(P&~Q)
③  ~P∨ Q
に於いて、
①=②   であって、
  ②=③ であって、それ故、
①=②=③ である。
従って、
(03)により、
(04)
Q=P であるとして、
①   P→ P
② ~(P&~P)
③  ~P∨ P
に於いて、
①=②   であって、
  ②=③ であって、それ故、
①=②=③ である。
従って、
(04)により、
(05)
①   P→ P
② ~(P&~P)
③  ~P∨ P
に於いて、すなわち、
①「同一律(トートロジー)」
②「矛盾律(トートロジー)」
③「排中律(トートロジー)」
に於いて、
①=②   であって、
  ②=③ であって、それ故、
①=②=③ である。
然るに、
(06)
(ⅰ)
1(1)P   A
 (2)P→P 11CP
(ⅱ)
1(1)  P&~P  A
 (2)~(P&~P) 11RAA
(ⅲ)
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     5DN
1 (7)   ~P∨P   6∨I
1 (8) ~(~P∨P)&
       (~P∨P)  61&I
  (9)~~(~P∨P)  18RAA
  (ア)   ~P∨P   9DN
従って、
(06)により、
(07)
①├   P→ P
②├ ~(P&~P)
③├  ~P∨ P
という「連式」に対する、
①    P→ P
②  ~(P&~P)
③   ~P∨ P
という「論理式」に於いて、
① は、「仮定の数がゼロである所の、連式の結論」であって、
② も、「仮定の数がゼロである所の、連式の結論」であって、
③ も、「仮定の数がゼロである所の、連式の結論」である。
然るに、
(05)により、
(08)
①   P→ P
② ~(P&~P)
③  ~P∨ P
に於いて、
①=②=③ であるため、それらの「否定」である所の、
① ~{  P→ P}
② ~{~(P&~P)}
③ ~{ ~P∨ P}
に於いても、
①=②=③ である。
然るに、
(09)
(ⅱ)
1(1) ~{~(P&~P)} A
1(2)     P&~P   1DN
 (3)~~{~(P&~P)} 12RAA(背理法)
 (4)   ~(P&~P)  3DN
従って、
(07)(08)(09)により、
(10)
①   P→ P
② ~(P&~P)
③  ~P∨ P
に於いて、
①=②=③ である所の「恒真式(トートロジー)」は、
(a)「否定」をすると、
(b)「矛盾」が生じるが故に、
(c)「背理法(RAA)」により、
(d)「仮定の数がゼロである所の、連式の結論」である。
然るに、
(11)
(ⅰ)
1 (1)P→Q A
 2(2)P   A
12(3)  Q 12MPP
(ⅱ)
1 (1)P→Q A
 2(2)P   A
12(3)  Q 12MPP
1 (4)P→Q 23CP
(ⅲ)
1 (1) P→Q        A
 2(2) P          A
12(3)   Q        12MPP
1 (4) P→Q        23CP
  (5)(P→Q)→(P→Q) 14CP
(ⅳ)
1 (1) P→Q         A
 2(2) P           A
12(3)   Q         12MPP
 2(4)(P→Q)→Q      13CP
  (5) P→((P→Q)→Q) 14CP
従って、
(11)により、
(12)
① P→Q,P├   Q
②   P→Q├ P→Q
③      ├(P→Q)→(P→Q)
④      ├ P→((P→Q)→Q)
という「連式(sequents)」は「妥当」である。
従って、
(12)により、
(13)
① P→Q,P├   Q
②   P→Q├ P→Q
③      ├(P→Q)→(P→Q)
④      ├ P→((P→Q)→Q)
という「連式」に対する、
①    Q
② P→Q
③(P→Q)→(P→Q)
④ P→((P→Q)→Q)
という「論理式」に於いて、
① は、「仮定の数が1である所の、連式の結論」であって、
② は、「仮定の数が2である所の、連式の結論」であって、
③ は、「仮定の数が0である所の、連式の結論」であって、
④ は、「仮定の数が0である所の、連式の結論」である。
然るに、
(14)
(ⅲ)
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
1(4)     P→Q&~(~P∨Q)  3ド・モルガンの法則
1(5)     P→Q          4&E
1(6)         ~(~P∨Q)  4&E
1(7)           P&~Q   6ド・モルガンの法則
  1(8)           P      7&E
1(9)       Q          58MPP
1(ア)             ~Q   7&E
1(イ)       Q&~Q       9ア&I
 (ウ)~~{ (P→Q)→( P→Q)} 1イRAA
 (エ)    (P→Q)→( P→Q)  ウDN
(ⅳ)
1(1) ~{ P→( (P→Q)→ Q)} A
1(2) ~{~P∨( (P→Q)→ Q)} 1含意の定義
1(3) ~{~P∨(~(P→Q)∨ Q)} 2含意の定義
1(4)   P&~(~(P→Q)∨ Q)  3ド・モルガンの法則
1(5)   P               4&E
1(6)     ~(~(P→Q)∨ Q)  5&E
1(7)        (P→Q)&~Q   6ド・モルガンの法則
1(8)         P→Q       7&E
1(9)           Q       58MPP
1(ア)              ~Q   7&E
1(イ)           Q&~Q    9ア&I
 (ウ)~~{ P→( (P→Q)→ Q)} 1イRAA
 (エ)    P→( (P→Q)→ Q)  ウDN
従って、
(13)(14)により、
(15)
③(P→Q)→(P→Q)
④ P→((P→Q)→Q)
に於いて、
③ は、「仮定の数が0である所の、連式の結論」であって、
④ は、「仮定の数が0である所の、連式の結論」である。
ということは、
③ は、「否定をすると、矛盾が生じるため、背理法(RAA)により、仮定の数が0になる。」
④ は、「否定をすると、矛盾が生じるため、背理法(RAA)により、仮定の数が0になる。」
ということを、「意味」している。
従って、
(10)(15)により、
(16)
「番号」を付け直すと、
①   P→ P
② ~(P&~P)
③  ~P∨ P
④  (P→Q)→(P→Q)
⑤   P→((P→Q)→Q)
という「恒真式(トートロジー)」は、すべて、
②「否定をすると、矛盾が生じるため、背理法(RAA)により、仮定の数が0になる」所の「連式の結論」である。
然るに、
(17)
(ⅰ)
1(1) P&Q    A
1(2) P      1&E
 (3)(P&Q)→P 12CP
(ⅱ)
1(1)P       A
1(2)P∨Q     1∨I
 (3)P→(P∨Q) 12CP
然るに、
(18)
(ⅰ)
1(1) ~{ (P&Q)→P} A
1(2) ~{~(P&Q)∨P} 含意の定義
1(3)   (P&Q)&~P  2ド・モルガンの法則
1(4)    P&Q      3&E
1(5)    P        4&E
1(6)         ~P  3&E
1(7)    P&~P     56&I
 (8)~~{ (P&Q)→P} 17RAA
 (9)    (P&Q)→P  8DN
(ⅱ)
1(1) ~{ P→(P∨Q)} A
1(2) ~{~P∨(P∨Q)} 1含意の定義
1(3)   P&~(P∨Q)  2ド・モルガンの法則
1(4)   P         3&E
1(5)     ~(P∨Q)  3&E
1(6)     ~P&~Q   5ド・モルガンの法則
1(7)     ~P      6&E
1(8)   P&~P      47&I
 (9)~~{ P→(P∨Q)} 18RAA
 (ア)    P→(P∨Q)  9DN
従って、
(16)(17)(18)により、
(19)
①(P&Q)→P
② P→(P∨Q)
である所の、
①「連言除去」
②「選言導入」
を含めて、「恒真式(トートロジー)」とは、
②「否定をすると、矛盾が生じるため、背理法(RAA)により、仮定の数が0になる」所の「連式の結論」である。
令和6年11月13日、毛利太。

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