論理式の簡約
論理式 X・Y+X・¬Y+¬X・Y と等価な論理式はどれか。ここで,・は論理積,+は論理和,⊕は排他的論理和,¬は否定を表し,¬は直後の変数だけに作用するものとする。
- アX・Y
- イ¬X+Y
- ウX⊕Y
- エX+Y
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正解 エ
この問題の基礎知識
- ブール代数の基本法則として,分配則 X・(Y+Z)=X・Y+X・Z と,補元則 X+¬X=1,X・¬X=0 がある。共通の変数をくくり出して式を簡単にする。
- 吸収則として X+X・Y=X が成り立ち,同様の形として X+¬X・Y=X+Y も成り立つ。
- 論理式が等価かどうかは,すべての変数の値の組合せ(2 変数なら 4 通り)について真理値表を作り,結果が一致するかで確かめられる。
- 排他的論理和 X⊕Y は X と Y が異なるときだけ 1 になり,X=Y=1 のとき 0 になる点で論理和 X+Y と異なる。
アX・Y
X・Y は X=0,Y=1 のとき 0 になるが,元の式はこのとき ¬X・Y=1 となるので 1 である。真理値が一致しないので等価ではない。
イ¬X+Y
¬X+Y は X=0,Y=0 のとき 1 になるが,元の式はこのときどの項も 0 なので 0 である。また X=1,Y=0 では ¬X+Y は 0 だが元の式は 1 となり,等価ではない。
ウX⊕Y
X⊕Y は X=1,Y=1 のとき 0 になるが,元の式はこのとき X・Y=1 となるので 1 である。真理値が一致しないので等価ではない。
エX+Y正解
X・Y+X・¬Y=X・(Y+¬Y)=X となるので,元の式は X+¬X・Y であり,吸収則により X+Y に簡約できる。X=Y=0 のときだけ 0 になる点も真理値表で一致する。
検証用の出典出典照合済み
IPA 応用情報技術者試験(レベル 4)シラバス照合の根拠(1 件)
- エ(正解): 論理式の簡約は基本法則と真理値表で検証する範囲(出題範囲の確認)
論理式の表現,論理演算,ド・モルガンの法則などの基本法則,真理値表,カルノー図の手法を理解する。
IPA 応用情報技術者試験シラバス Ver.7.2 · 中分類1 基礎理論 1. 離散数学 (5) 論理演算(新しいタブで開きます)
検算: X・Y+X・¬Y=X(分配則・補元),X+¬X・Y=X+Y(吸収則)。真理値表 (X,Y)=(0,0),(0,1),(1,0),(1,1) で元の式は 0,1,1,1,X+Y も 0,1,1,1。X・Y は 0,0,0,1,¬X+Y は 1,1,0,1,X⊕Y は 0,1,1,0 でいずれも不一致。ブール代数の一般的な法則なので出典不要。