解決済み

2005東大数学大問2


以下の問題文を論理記号を用いて表すとどの様になるでしょうか?


|z|>5/4 となるどのような複素数 z に対しても、 w=z^2-2z とは表されない複素数 w 全体の集合を T とする。

すなわち

T={w│w=z^2-2z ならば |z|≦5/4}

とする。このとき、 T に属する複素数 w で絶対値 |w| が最大値となるような w の値を求めよ。


まず本文の読み取りが難しく、自分で途中まで以下のように書き進めてみたのですがよく分からなくなってしまいました。


T={w|∀z{|z|>5/4⇒∀w[w≠z^2-2z]}}

すなわちの前まで?

T={w|∀z{∃w[w=z^2-2z]⇒|z|≦5/4}}

すなわちの後の言いかえは対偶を取ったものかと考えて上の様にしたのですが、、、


完全に的外れになってしまっていると思うのでご教授頂ければ幸いです。


ベストアンサー

ベストアンサー

的外れというわけでもないです。


条件P(a)P(a)を満たすaa全体の集合をAAとするとき、

A={aP(a)}A=\{a|P(a)\} と書き表します。

なので、|の後ろはaaの条件となっている必要があります。


量化記号\forall\existsはそれがかかった文字の条件を消す効果があるので、

w(wz22z)\forall w(w \neq z^2-2z)としてしまうと()()の中身がwwの条件ではなくなってしまいます。

よって\forallはいりません。


ここまでを式に直すと、T={wz(z>54wz22z)}T= \{w| \forall z(|z|> \frac{5}{4} \rightarrow w \neq z^2-2z) \} となります。

対偶をとると、T={wz(w=z22zz54)}T= \{w| \forall z( w=z^2-2z\rightarrow |z|\leqq \frac{5}{4}) \} です。


これで充分正しいですが、今回はz\forall zも省けます。(省くと言っていいかは疑問ですが、、、)

高校数学における「ならば」には、「ならば必ず」「ならば常に」という意味が隠されています。つまり、「ならば」自身が「\forall 」の意味を持っているということです。


よって、最終的にT={ww=z22zならばz54)}T=\{w|w=z^2-2z ならば |z|\leqq \frac{5}{4}) \} となるわけです。

質問者からのお礼コメント

質問者からのお礼コメント

集合と条件、量化についてとても分かり易く解説いただき,実際に論理式も書いて下さり大変助かりました。ありがとうございます。

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