数と式

逆・裏・対偶の関係

命題の真偽

数と式の「逆・裏・対偶の関係」を、答えを先に押さえてから理解できる形に整理したページです。「命題の真偽」でつまずきやすい点も含めて、学習の流れを短く確認できます。

数学Ⅰ 約9分 難易度 2

このページのまとめ

先に押さえておくこと

逆・裏・対偶の関係の要点をまとめたページです。先に答えを確認してから、解き方とつまずきやすい点を順にたどれます。

答えの要点

命題の真偽の答えと条件を先に確認できます。

  • テーマ: 命題の真偽
  • ポイント: 数と式の基礎を短く確認しやすく、検索から入ってもそのまま理解まで進めやすい記事です。
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問題

命題「x=2x=2 ならば x2=4x^2=4」について、次の問いに答えよ。

(1)(1)\quad この命題の逆・裏・対偶をそれぞれ述べよ。

(2)(2)\quad 元の命題とその逆・裏・対偶の真偽をそれぞれ調べよ。

答えを見る

(1)(1)

∙\bullet 逆:x2=4x^2=4 ならば x=2x=2

∙\bullet 裏:x≠2x \neq 2 ならば x2≠4x^2 \neq 4

∙\bullet 対偶:x2≠4x^2 \neq 4 ならば x≠2x \neq 2


(2)(2)

∙\bullet 元の命題:真‾\underline{真}

∙\bullet 逆:偽‾\underline{偽}(反例:x=−2x=-2)

∙\bullet 裏:偽‾\underline{偽}(反例:x=−2x=-2)

∙\bullet 対偶:真‾\underline{真}

解説

逆・裏・対偶の関係について解説します。

逆とか裏とか対偶って、違いがよく分からなくなってしまいます...

大丈夫!定義をしっかり覚えれば簡単だよ。まずは基本を確認しよう。

なるほど。「逆」は入れ替え、「裏」は否定、「対偶」は両方やるんですね!

その通り!覚え方として「対偶 = 逆の裏 = 裏の逆」と考えるといいよ。

(1)(1)\quad 命題「x=2x=2 ならば x2=4x^2=4」の逆・裏・対偶を述べよ。

元の命題は「pp:x=2x=2」ならば「qq:x2=4x^2=4」という形です。

定義に従って求めていきましょう。

  1. 逆(q⇒pq \Rightarrow p):「x2=4x^2=4 ならば x=2x=2」
  2. 裏(p‾⇒q‾\overline{p} \Rightarrow \overline{q}):「x≠2x \neq 2 ならば x2≠4x^2 \neq 4」
  3. 対偶(q‾⇒p‾\overline{q} \Rightarrow \overline{p}):「x2≠4x^2 \neq 4 ならば x≠2x \neq 2」

(2)(2)\quad 元の命題とその逆・裏・対偶の真偽をそれぞれ調べよ。

真偽を調べる前に、重要な性質を確認しておこう。

元の命題と対偶が同じ真偽になるんですね!

その通り。だから難しい命題の真偽を調べるときは、対偶を考えると楽になることが多いんだ。

では、真偽を調べていきましょう。

【元の命題】\textbf{【元の命題】} 「x=2x=2 ならば x2=4x^2=4」

x=2x=2 のとき x2=22=4x^2=2^2=4 となるので、これは真‾\underline{真}です。

【逆】\textbf{【逆】} 「x2=4x^2=4 ならば x=2x=2」

x2=4x^2=4 を満たすxxは x=±2x=\pm 2 です。x=−2x=-2 のとき x≠2x \neq 2 なので、これは偽‾\underline{偽}です。

x=−2x=-2 が反例になっているね。命題が偽であることを示すには、反例を1つ挙げればいいんだ。

【裏】\textbf{【裏】} 「x≠2x \neq 2 ならば x2≠4x^2 \neq 4」

x=−2x=-2 のとき x≠2x \neq 2 だけど x2=4x^2=4 となるので、これは偽‾\underline{偽}です。

あ、逆と裏が両方偽になりました!

さっき言った通り、逆と裏は同値だからね。片方が偽ならもう片方も偽になるよ。

【対偶】\textbf{【対偶】} 「x2≠4x^2 \neq 4 ならば x≠2x \neq 2」

元の命題が真なので、対偶も真‾\underline{真}です。

実際に確認すると、x2≠4x^2 \neq 4(つまりx≠2x \neq 2 かつ x≠−2x \neq -2)のとき、確かにx≠2x \neq 2 が成り立ちます。


結果をまとめると、次のような関係になっているよ。

元の命題が真でも、逆は必ずしも真ではないんですね。

いいところに気づいたね!「元の命題が真 → 逆も真」は成り立たないことが多いから注意しよう。

このページのまとめ

ここでは、命題の逆・裏・対偶について学習しました。

重要なポイントは「元の命題と対偶は同値」「逆と裏は同値」という関係です。

対偶を使った証明は数学でよく使われるので、しっかりマスターしてくださいね!

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