日記2

自然演繹を積極的に用いたい.

定理2.2 結合法則 定理2.1 (3)の別証 14項

  • 定理2.2

 A,B,C:1つの集合

とする.このとき

(ア)  (A∪B)∪C=A∪(B∪C)

(イ)  (A∩B)∩C=A∩(B∩C)

が成立する.

(証明)

(ア)

①  x∈(A∪B)∪C ⇒ x∈A∪(B∪C)を示す.

  x∈(A∪B)∪Cを仮定する.このとき

 (x∈A∨x∈B)∨x∈C

i.e.  x∈A∨x∈C  (選言三段論法)

i.e.  x∈C  (選言三段論法)

i.e.  x∈B∨x∈C  (∨-導入)

i.e.  x∈A∨(x∈B∨x∈C)

i.e.  x∈A∪(B∪C)

したがって,→-導入より

 x∈(A∪B)∪C ⇒ x∈A∪(B∪C)

を得る.

②  x∈A∪(B∪C) ⇒ x∈(A∪B)∪Cも①と同様に示される.

(イ) 

①  x∈(A∩B)∩C ⇒ x∈A∩(B∩C)を示す.

  x∈(A∩B)∩Cを仮定する.このとき

 (x∈A∧x∈B)∧x∈C

i.e.  x∈A  (∧-除去)

i.e.  x∈B  (∧-除去)

i.e.  x∈C  (∧-除去)

i.e.  x∈B∧x∈C  (∧-導入)

i.e.  x∈A∧(x∈B∧x∈C)

i.e.  x∈A∩(B∩C)

それゆえ→-導入から

 x∈(A∩B)∩C ⇒ x∈A∩(B∩C)

が示された.

②  x∈A∩(B∩C) ⇒ x∈(A∩B)∩Cも①と同様に示される.▢

  • 定理2.1 (3)の別証

(ⅰ)  A∪B=B∪A

①  x∈A∪B ⇒ x∈B∪Aを示す.

  x∈A∪Bと仮定する.このとき

 x∈A∨x∈B

i.e.  x∈B  (選言三段論法)

i.e.  x∈B∨x∈A  (∨-導入)

i.e.  x∈B∪A

したがって,→-導入より

 x∈A∪B ⇒ x∈B∪A

を得る.

②  x∈B∪A ⇒ x∈A∪Bも①と同様に示される.

(ⅱ)  A∩B=B∩A

①  x∈A∩B ⇒ x∈B∩Aを示す.

  x∈A∩Bを仮定する.このとき

 x∈A∧x∈B

i.e.  x∈B  (∧-除去)

i.e.  x∈A  (∧-除去)

i.e.  x∈B∧x∈A  (∧-導入)

i.e.  x∈B∩A

したがって,→-導入より

 x∈A∩B ⇒ x∈B∩A

が示された.

②  x∈B∩A ⇒ x∈A∩Bも①と同様に示される.▢