論理式の取り扱い

ここでは論理式の取扱いになれるために2つほど例題を示します.章末に練習問題を用意していますので取組んで下さい.

例題1 \(\overline{x_1\cdot x_2 +x_2 \cdot x_3 +x_3 \cdot x_1}=\overline{x_1} \cdot \overline{x_2}+\overline{x_2} \cdot \overline{x_3}+\overline{x_3} \cdot \overline{x_1}\)  を証明しなさい.

左辺\(=\overline{x_1\cdot x_2 +x_2 \cdot x_3 +x_3 \cdot x_1}\)

\(=\overline{x_1x_2} \cdot \overline{x_2x_3} \cdot \overline{x_3x_1}\)

\(=(\overline{x_1}+\overline{x_2})\cdot (\overline{x_2}+\overline{x_3})\cdot (\overline{x_3}+\overline{x_1})\)

\(=(\overline{x_1}\cdot \overline{x_2}+\overline{x_1}\cdot \overline{x_3}+\overline{x_2}\cdot \overline{x_2}+\overline{x_2}\cdot \overline{x_3})(\overline{x_3}+\overline{x_1})\)

\(=(\overline{x_1}\cdot \overline{x_2}+\overline{x_1}\cdot \overline{x_3}+\overline{x_2}\cdot \overline{x_2}+\overline{x_2}\cdot \overline{x_3})\cdot \overline{x_3} \)

  \(+ (\overline{x_1}\cdot \overline{x_2}+\overline{x_1}\cdot \overline{x_3}+\overline{x_2}\cdot \overline{x_2}+\overline{x_2}\cdot \overline{x_3})\cdot \overline{x_1}\)

第1項\(=\{\overline{x_1}\cdot \overline{x_2}\cdot \overline{x_3} + \overline{x_1}\cdot \overline{x_3}\cdot \overline{x_3} + \overline{x_2}\cdot \overline{x_3}+\overline{x_2}\cdot \overline{x_3}\cdot \overline{x_3}\}\)

\(=\{\overline{x_1}\cdot \overline{x_2}\cdot \overline{x_3} + \overline{x_1}\cdot \overline{x_3} + \overline{x_2}\cdot \overline{x_3}+\overline{x_2}\cdot \overline{x_3}\}\)

\(=\{\overline{x_1}\cdot \overline{x_2}\cdot \overline{x_3} + \overline{x_1}\cdot \overline{x_3} + \overline{x_2}\cdot \overline{x_3}\}\)

\(=\{\overline{x_1}\cdot \overline{x_3}\cdot(\overline{x_2}+1) + \overline{x_1}\cdot \overline{x_3} + \overline{x_2}\cdot \overline{x_3}\}\)

\(=\{\overline{x_1}\cdot \overline{x_3}+ \overline{x_1}\cdot \overline{x_3} + \overline{x_2}\cdot \overline{x_3}\}\)

\(=\{\overline{x_1}\cdot \overline{x_3}+ \overline{x_2}\cdot \overline{x_3}\}\)

第2項\(= (\overline{x_1}\cdot \overline{x_2}+\overline{x_1}\cdot \overline{x_3}+\overline{x_2}\cdot \overline{x_2}+\overline{x_2}\cdot \overline{x_3})\cdot \overline{x_1}\)

  \(= \overline{x_1}\cdot \overline{x_2}\cdot \overline{x_1}+\overline{x_1}\cdot \overline{x_3}\cdot \overline{x_1}+\overline{x_2}\cdot \overline{x_2}\cdot \overline{x_1}+\overline{x_2}\cdot \overline{x_3}\cdot \overline{x_1}\)

  \(= \overline{x_1}\cdot \overline{x_2}+\overline{x_1}\cdot \overline{x_3}+\overline{x_2}\cdot \overline{x_1}+\overline{x_2}\cdot \overline{x_3}\cdot \overline{x_1}\)

  \(= \overline{x_1}\cdot \overline{x_2}(1 + 1 + \overline{x_3})+\overline{x_1}\cdot \overline{x_3}\)

  \(= \overline{x_1}\cdot \overline{x_2}+\overline{x_1}\cdot \overline{x_3}\)

第1項+第2項

左辺 = \((\overline{x_1}\cdot \overline{x_3}+ \overline{x_2}\cdot \overline{x_3})+(\overline{x_1}\cdot \overline{x_2}+\overline{x_1}\cdot \overline{x_3})\)

   \(=\overline{x_1}\cdot \overline{x_2}+\overline{x_2}\cdot \overline{x_3}+\overline{x_3}\cdot \overline{x_1}\)

∴  左辺\(=\)右辺

例題2 \(x\cdot y + \overline{x}\cdot z + y\cdot z = x\cdot y + \overline{x}z\) が成立することを証明しなさい

左辺\(= x\cdot y + \overline{x}\cdot z + y\cdot z\)

  \(= x\cdot y + \overline{x}\cdot z + y\cdot z \cdot(x + \overline{x})\)

  \(= x\cdot y + \overline{x}\cdot z + x\cdot y\cdot z + \overline{x}\cdot y \cdot z\)

  \(= x\cdot y \cdot ( 1 + z) + \overline{x}\cdot z (1 + y)\)

  \(= x\cdot y + \overline{x}\cdot z\)

∴ 左辺\(=\)右辺